[发明专利]无线传感器网络的自适应路由软切换方法

摘要

本发明涉及一种无线传感器网络的自适应路由软切换方法。其操作步骤为路由器保证时隙申请及初始路由建立、终端节点路由建立及初始路由软切换、路由器保证时隙及路由更新、终端节点路由软切换和数据传输。本发明能够根据节点实时状态，灵活地切换路由节点，进而有效避免节点在移动过程中的短暂脱离网络问题，以降低数据丢失率；同时，本发明在路由切换过程中引入了对路由器能量以及全局能量的均衡处理机制，进而能够有效延长整个网络的生存周期。本发明实现方式简单，适用于小规模、节点具有移动性的无线传感器网络。

主权项

一种无线传感器网络的自适应路由软切换方法，通过路由器申请保证时隙、终端节点初始路由建立及初始路由软切换实现数据传输，再运用路由器保证时隙及路由更新算法以及终端节点路由软切换算法根据节点不同状态自适应地切换路由，实现移动节点的实时数据传输，其特征在于操作步骤为：（1）路由器保证时隙申请及初始路由建立、（2）终端节点路由建立及初始路由软切换、（3）路由器保证时隙及路由更新、（4）终端节点路由软切换、（5）数据传输；所述步骤（1）路由器保证时隙申请及初始路由建立是：路由器通过监听信标获得同步信息，记录跳数h以及每跳剩余能量Ei信息，并根据每跳剩余能量Ei计算平均剩余能量AE以及剩余能量的方差σ2，再根据这些信息建立初始路由并发送保证时隙请求，协调器根据跳数完成保证时隙的分配；所述步骤（2）终端节点路由建立及初始路由软切换是：终端节点通过收集通信范围内路由器的信息，选择并通知目标路由器，而路由器将自身携带节点的信息以及能量信息发送给协调器，由协调器进行整个网络的信息整合并向路由器反馈网络信息，路由器根据网络信息强制终端节点进行初始路由软切换；所述步骤（3）路由器保证时隙及路由更新是：路由器监听信标，获得节点号、跳数h以及每跳剩余能量Ei信息，并根据每跳剩余能量Ei计算平均剩余能量AE以及剩余能量的方差σ2，再根据这些信息更新路由器保证时隙以及路由；所述步骤（4）终端节点路由软切换是：终端节点通过接收信标帧，记录信号强度，根据信号强度进行排序，选择目标路由器；所述步骤（5）数据传输是：终端节点以及路由器监听信标获得同步信息，然后终端节点在竞争时期向目标路由器发送数据，其中目标路由器是由终端节点路由软切换算法根据终端节点的移动情况来确定的，路由器将收到的来自不同终端节点的数据进行处理后在保证时隙向协调器发送数据，其中路由器发送的时隙以及数据转发的路径是由路由器保证时隙更新算法根据实时状态确定的。