[发明专利]一种基于伞状多路径的无线传感网络代码分发方法

说明书

本发明提供一种基于伞状多路径的无线传感网络代码分发方法，其具有以下优点：①构建伞状多路由路径，提高了空间复用率，利于后续阶段快速的镜像分发，提高分发效率；②配有重传机制的“多接收单转发”伪路由传输方式扩大了镜像接收范围，并保证了路径的可靠性；③基于邻居探索、竞争订阅思想形成不受隐藏终端影响的局部传输关系，避免了消息碰撞的发生，有效缩短了代码分发时间。

技术领域

本发明涉及无线传感网络技术领域，更具体地，涉及一种基于伞状多路径的无线传感网络代码分发方法。

背景技术

在无线传感网络中，节点部署具有数量多、空间位置分散广阔的特点，部分应用场景环境较为恶劣，当节点部署后，用户提出新的网络功能需求后，需要更新软件代码镜像，采用传统的人工有线烧录的方式，具有人工成本较大、难以实现满足需求的缺点。在这种背景下，以无线信道为媒介，通过单跳及多跳的方式对代码镜像进行分发和升级，即利用镜像进行更新的代码分发协议，可有效解决上述问题。

传统的代码分发协议分为纯广播路由协议和路由加广播框架的协议；纯广播路由协议主要以多跳的方式对WSN中的所有节点进行镜像更新，源节点可以通过一次广播完成周围节点的镜像分发，不需要源节点依次与周围节点进行交互更新，节约了时间，但节点在转发前，都要进行侦听管理，累计起来引发大量的时间延迟；路由加广播框架协议，一方面利用了路由快速传输的特点，大大缩短了代码分发的时间，另一方面广播能够覆盖全网各个角落，但由于路由方式采用的是单路径，空间覆盖速度较慢，传输方式上使用的是“单接受单转发”方式，能耗较高，效率相对较低。

无论纯广播路由协议还是路由加广播框架的协议，都存在控制消息和镜像数据消息在时空中混叠的情况，导致消息碰撞的产生，影响了镜像传输的可靠性。传统抑制这类问题的方法是，在发送消息之前加入一定时延，避免消息碰撞的产生，但对于整个代码分发，累积时延较大，影响了镜像传输效率。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的镜像传输效率不高的技术缺陷，提供了一种基于伞状多路径的无线传感网络代码分发方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种基于伞状多路径的无线传感网络代码分发方法，包括以下步骤：

S1.将网络边缘中位于源节点对角处的节点确定为一级种子节点，将网络边缘中位于源节点两个邻角处的两个节点分别确定为二级种子节点和三级种子节点；

S2.源节点全网广播RREQ消息，一级种子节点收到RREQ消息后向源节点反向回复RREP消息，源节点收到RREP消息后主路径构建形成；

S3.令源节点与一级种子节点之间的主路径中点处的节点为超级节点，主路径构建形成后；源节点向主路径广播notifyTarget消息，超级节点收到notifyTarget消息后，确认身份为超级节点并广播RREQ消息，发起对二级种子节点的路径寻找，二级节点收到RREQ消息后延反向路径回复RREP消息，超级节点收到RREP消息后，超级节点与二级种子节点之间的路径建立成功；超级节点再次广播RREQ消息，发起对三级种子节点的路径寻找，三级种子节点收到RREQ消息后延反向路径回复RREP消息，超级节点收到RREP消息后，超级节点与三级种子节点之间的路径建立成功；超级节点与二级种子节点、三级种子节点之间的路径建立完成后，超级节点沿主路径反向发送notifyTarget消息，通知源节点伞状多路径建立完成；

S4.源节点在收到notifyTarget消息后通过主路径向超级节点循环发送代码镜像文件所有的镜像页，超级节点再将接收的镜像页通过建立的路径分别传输至一级种子节点、二级种子节点和三级种子节点；源节点与超级节点之间的路径节点、超级节点与一级种子节点、二级种子节点和三级种子节点之间的路径节点在镜像页的传输过程中，接收到镜像页后先进行存储，然后将镜像页传输到下一跳节点；节点在接收存储完所有的镜像页后对其周围的待更新的节点进行步骤S5～S9的代码分发更新；