[发明专利]一种面向区块链应用的无线传感器网络系统

权利要求书

1.一种面向区块链应用的无线传感器网络系统,其特征在于，包含信息交互子系统和能量补充子系统，其中，信息交互子系统中各节点通过分层路由方法实现信息交互；能量补充子系统通过异序补能方法实现能量补充；

所述分层路由方法包括以下步骤：

获取节点的上传距离及和邻居节点的距离，计算传输效率；

获取节点的剩余能量和传输能耗，计算能量均衡度；

根据所述传输效率和所述能量均衡度计算节点间的通信链路状态值；

获取当前节点与同步点的相对距离，计算上传模式切换阈值；

完成全网同步路由建立；

所述传输效率为：

其中，i和j为节点编号，V为节点集，te_ij为节点i将节点j作为下一跳节点的传输效率值，d_ij为节点i和节点j间的距离；FN(i)为节点i的前向邻居集合：

FN(v_i)＝{v_j|ud_i＜ud_j,d_ij≤R,v_j∈V}，

其中，R为传感器节点的最大通信距离，ud_i为节点i的上传距离，d_im为节点v_i到同步点s_m间的距离；ud_j为节点j的上传距离，d_jm为节点v_j到同步点s_m间的距离，S为同步点集。

2.根据权利要求1所述的一种面向区块链应用的无线传感器网络系统，其特征在于，所述能量均衡度为：

其中，es_ij为节点i将节点j作为下一跳节点的能量均衡度，和分别为节点i和节点j的剩余能量；c_ij为节点i将单位数据发送至节点j所消耗的能量：

其中，E_elec、E_fs和E_mp为一阶无线通信能量消耗模型的能耗参数，d₀为一阶无线通信能量消耗模型的距离阈值；

c_js为节点j将单位数据发送至距离自己最近的同步节点所消耗的能量：

3.根据权利要求2所述的一种面向区块链应用的无线传感器网络系统，其特征在于：所述通信链路状态值用为：

其中，ls_ij为节点i与节点j间的通信链路状态值，es_ij'为es_ij的归一化值，其计算公式为其中，max{es_ij}和min{es_ij}为节点i到所有前向节点的能量均衡度的最大值和最小值。

4.根据权利要求3所述的一种面向区块链应用的无线传感器网络系统，其特征在于，所述上传模式切换阈值为：

其中，表示传感器节点切换上传模式的阈值。

5.根据权利要求4所述的一种面向区块链应用的无线传感器网络系统，其特征在于：节点的上传距离小于上传模式切换阈值时将距离其最近的同步点作为下一跳，节点的上传距离大于上传模式切换阈值时选择最大通信链路状态值对应的前向邻居节点作为下一跳，完成传感器节点向多个同步点的路由建立，同步点之间采取泛洪的方式进行通信，完成全网同步路由建立。

6.根据权利要求1所述的一种面向区块链应用的无线传感器网络系统，其特征在于，所述异序补能方法包括以下步骤：

获取剩余能量及能耗情况，计算节点和同步节点的补能紧迫度；

根据同步节点和传感器节点的补能紧迫度建立最优充电集合；

每个补能周期为最优充电集合中的所有节点补能至满电状态，完成每周期补能任务。