[发明专利]基于物理感知信息的点阵网络可靠路由方法

权利要求书

1.一种基于物理感知信息的点阵网络可靠路由方法，其特征在于，利用传感器数据使数据包转发沿障碍物边缘绕行，避免障碍物造成的数据传输失败，所述方法包括以下步骤：

(1)节点标识

根据传感器数据，将数据传输节点分为外部、内部和边界节点三类；对于外部节点，其传感器无法检测到障碍物；对于内部节点，其传感器检测到障碍物覆盖于其上方；对于边界节点，其传感器检测到障碍物位于节点侧面；

(2)路由恢复

当边界节点收到来自于外部节点的数据包时，利用传感器数据判断障碍物是否位于本节点与汇聚节点之间，如是则设置自身为入口节点，并重新规划路径，通过在边界节点间转发数据，使数据包沿障碍物边缘绕行；在绕行过程中，如某个边界节点通过传感器数据判断该障碍物不再位于本节点与汇聚节点之间，设置自身为出口节点，结束绕行；

所述步骤(2)中，路由恢复中边界节点利用传感器数据判断障碍物是否位于本节点与汇聚节点之间的过程如下：

对于节点v_i，通过下式计算角度其中表示该节点传感器检测到的障碍物与自身方位关系，0≤θ2π，表示该节点与汇聚节点v_sink间相对位置关系：

如则障碍物位于该节点与汇聚节点之间，否则障碍物位于该节点与汇聚节点同侧；

所述步骤(2)中，路由恢复中采用以下方法优化数据包绕行，过程为：

(2.1)最佳绕行方向选择

每当节点新设置自身为出口节点并判断自身面向障碍物四角时，同时向顺时针和逆时针两个方向发送控制包，该控制包通过在边界节点间转发，沿障碍物边缘绕行，直至到达另一个出口节点；所经过的所有边界节点通过控制包计算最佳绕行方向，从而优化从入口节点进入的数据包绕行代价；

(2.2)边界控制

针对数据包沿障碍物边缘绕行过程中两类异常情况：一、越过障碍物四边转发至内部节点；二、越过障碍物四角转发至外部节点，通过边界节点主动捕获异常转发数据包并进行绕路转发的方式，解决数据包丢失问题；

所述步骤(2.1)中，边界节点沿障碍物边缘转发数据包与控制包的步骤如下：

首先，传感节点通过下式根据θ和数据包或控制包中记录的绕行方向dd计算下一跳节点相对自身的方向θ_next；

然后，根据θ_next，在邻居节点相对位置表中寻找θ_next方向上相距自身最远的边界节点作为转发目标节点，并向该目标节点转发数据或控制包；

所述步骤(2.2)中，边界节点判断数据包越过障碍物四边转发至内部节点的过程如下：

边界节点v_i在捕获到数据包时，通过下式：

计算向量(d,θ_j)，其中d为节点间距离，并通过该边界节点指向数据包源节点v_s的向量和该边界节点指向数据包目的节点v_d的向量利用下式：

计算x₁、x₂、x₃是否均小于0；如是则判断数据包越过障碍物四边转发至内部节点；

所述步骤(2.2)中，边界节点判断数据包越过障碍物四角转发至外部节点的过程如下：

边界节点v_i在捕获到数据包时，通过该边界节点指向数据包源节点v_s的向量和该边界节点指向数据包目的节点v_d的向量利用下式：

判断x₄是否为0；如是则判断数据包越过障碍物四角转发至外部节点。