[发明专利]一种基于分层结构的动态无线传感器网络的拓扑控制方法

摘要

本发明涉及无线传感器网络的拓扑控制与重构领域，具体涉及一种基于分层结构的动态无线传感器网络的拓扑控制方法，包括节点入网过程、节点注册过程和网络优化过程，该方法在保留整网节点网络功能相等的情况之下，通过对于节点的动态等级规定与入网算法控制，使得节点能够自适应地接入网络而不改变整网拓扑，对局部网络拓扑的变动达到最小，从而减少了网络额外的开销，该新型拓扑控制机制兼具平面结构的优点，增强了网络的整体鲁棒性，降低了网络实现的复杂度，解决了现有技术中存在的问题。

主权项

一种基于分层结构的动态无线传感器网络的拓扑控制方法，包括节点入网过程、节点注册过程和网络优化过程，其特征在于，节点采用同一化设计且都具有网络路由中继的功能，节点入网过程包括以下步骤：1）节点初始化后，启动一个计时器并向周围节点发送一组探测信息后停止发送，侦听一段时间；2）若无回复信息，则将探测信息内的节点等级+1后重复步骤１），否则接收来自其他节点的回复信息；3）分析接收到的回复信息，若对方节点等级为N则确定自身等级为N+1；4）节点调用动态信道评价模型分析评价回复信息，计算获得评价值；5）将计算获得的评价值与设定阈值比较；超过阈值则将父节点ID写入父节点列表，并按照评价值从大到小排列父节点优先级；节点注册过程包括以下步骤：1）节点与各个父节点建立链接；2）节点动态信道评价模型评估节点与各个父节点链路质量并选择上行最优路径；3）节点按照选择的最优路径向汇聚节点自动发送注册请求，得到注册允许后向汇聚节点发送注册信息；4）如在一定时间内未收到注册成功返回信息则认为是注册不成功，该节点将重新发起注册；5）在汇聚节点收到注册信息后，建立并维护节点路由表，并返回注册成功信息；6）汇聚节点确定下行最优路径，完成节点注册；网络优化过程包括以下步骤：1）调用父节点列表，启动一个计时器控制优化时间；2）对列表中的父节点逐一发送探测信息，并调用动态信道评价模型计算各个父节点之间链路的质量评价值；3）比较评价值与阈值，对超过阈值的评价值按照评价值的大小重新排列父节点的优先级；4）按照父节点的优先级重新确定上行最优路径和下行最优路径。