[发明专利]针对割点故障的移动传感器网络连通修复的方法

说明书

本发明公开一种针对割点故障的移动传感器网络连通修复的方法，应用于无线传感器网络技术领域，针对移动传感器网络中网络割点故障导致的网络分裂的问题；本发明通过执行节点选择算法为潜在的网络割点故障引发的网络分裂选择执行修复任务的移动节点组合，在移动过程中通过移动节点淘汰算法减少不必要的移动，特殊情况下采取降速级联移动算法使修复时间和总移动距离达到均衡的效果，根据连通进度交互流程判断是否连通所有分区，从而最终达到修复网络分裂的目的。

技术领域

本发明属于无线传感器网络技术领域，特别涉及一种针对割点故障造成的网络分裂德修复技术。

背景技术

无线传感器网络以其无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑的特点，适用于无法或不便预先铺设网络设施，但需要快速自动组网的场景，在个人通信、传感器网络、紧急救灾通信、战场环境监测等领域得到广泛应用。虽然Ad-hoc无线自组织网络术在这些领域大大加快了临时组网通信的速度，但由于其网络特性，有限的电源供应和恶劣的组网环境等因素极易造成个别网络节点的故障。

根据网络拓扑结构，无线传感器网络中的节点可以分为两种：一是普通节点，即故障后不影响网络整体连通性的节点；二是割点，即故障后会造成网络分裂成若干个不连通的分支。普通节点的故障不会破坏网络整体的连通性，一定程度上可以忽略。但割点故障造成的网络分裂，会使部分节点间不能相互通信，对网络性能造成极大的影响。针对割点故障造成的网络分裂问题，可以采用特定策略移动周围的邻居节点使网络再次连通。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种针对割点故障的移动传感器网络连通修复的方法，在移动过程中通过移动节点淘汰算法减少不必要的移动，特殊情况下采取降速级联移动算法使修复时间和总移动距离达到均衡的效果，根据连通进度交互流程判断是否连通所有分区，从而最终达到修复网络分裂的目的。

本发明采用的技术方案为：针对割点故障的移动传感器网络连通修复的方法，包括：

S1、割点节点根据两跳邻居表计算每个一跳邻居节点所在的选拔集；

S2、确定各选拔集中的执行节点，具体的：若选拔集中包括一个一跳邻居节点，则该一跳邻居节点为该选拔集的执行节点；若选拔集中包括至少两个一跳邻居节点，则基于各一跳邻居节点与割点几点的距离以及最大非级联移动距离，确定该选拔集的执行节点；

S3、当割点节点故障时，各选拔集的执行节点自动向割点节点位置移动，最终完成修复。

步骤S1具体为：

S11、通过路由获取割点节点两跳邻居表；

S12、将一跳邻居节点以及与该一跳邻居节点对应的两跳邻居节点作为一行，并对各行按照从小到大的顺序进行编号；

S13、若某两行存在相同的邻居节点，则将编号较大的这行的编号修改为编号较小这行的编号；

S14、重复步骤S13，直至遍历完所有行的邻居节点；得到各一跳邻居节点所属的选拔集。

步骤S2中当选拔集中包括至少两个一跳邻居节点，确定执行节点的过程为：

根据一跳邻居节点与割点节点的距离以及该邻居节点的最大非级联移动距离，确定一跳邻居节点的选拔函数表达式为：

其中，Q(D^*,d_m)表示一跳邻居节点的选拔函数，D^*表示该一跳邻居节点与割点节点的距离，d_m表示该一跳邻居节点的最大非级联移动距离；

选出该选拔集中选拔函数最大的一跳邻居节点作为该选拔集的执行节点。