一种海上搜救无线传感网的环境自适应路由方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104602313A(43)申请公布日2015.05.06(21)申请号201510028156.5(22)申请日2015.01.20(71)申请人上海海事大学地址201306上海市浦东新区临港新城海港大道1550号(72)发明人吴华锋聂骕(74)专利代理机构上海信好专利代理事务所(普通合伙)31249代理人包姝晴(51)Int.Cl.H04W40/02(2009.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种海上搜救无线传感网的环境自适应路由方法(57)摘要本发明涉及一种海上搜救无线传感网环境的自适应路由方法，在海上由多个节点通过自组网形成的无线传感网中，包含由这些节点形成的若干个簇；在每个簇进行的簇头选举中，基于节点能量、节点间的距离及信道质量来计算簇中各个节点的阈值并进行阈值比较，以轮转方式选出其中一个作为簇头节点；建立与节点的移动性相适应的路由测度，根据该路由测度选择可靠的路由链路，并建立带有优先级的转发节点列表，以便簇头节点根据转发节点列表内的优先级选择相应的中继节点来向簇外转发信息。本发明可根据无线传感网的环境变化建立起自适应环境的路由测度；有效利用分簇以及机会主义路由各自的特点，可适应动态性较高的网络，增加数据传输效率。CN104602313ACN104602313A权利要求书1/2页1.一种海上搜救无线传感网环境的自适应路由方法，其特征在于，在海上由多个节点通过自组网形成的无线传感网中，包含由这些节点形成的若干个簇；在每个簇进行的簇头选举中，基于节点能量、节点间的距离及信道质量来计算簇中各个节点的阈值并进行阈值比较，以轮转方式选出其中一个作为簇头节点；建立与节点的移动性相适应的路由测度，根据该路由测度选择可靠的路由链路，并建立带有优先级的转发节点列表，以便簇头节点根据转发节点列表内的优先级选择相应的中继节点来向簇外转发信息。2.如权利要求1所述的自适应路由方法，其特征在于，当选的簇头节点广播一个问候数据包，以所述问候数据包的阈值来表示该簇头节点的阈值；该簇头节点有效通信范围内的邻居节点接收到以后即保存该问候数据包的阈值并形成簇；并且，当判断该邻居节点本身的阈值小于问候数据包的阈值时，重新形成簇。3.如权利要求1所述的自适应路由方法，其特征在于，通过设置定时器来控制一个时间间隔，在该时间间隔到达时重新进行簇头选举。4.如权利要求1或3所述的自适应路由方法，其特征在于，簇头节点作为源节点发送信息包，该信息包中含有该簇头节点从簇内各节点处收集的需要发送的信息，簇内的其中一些节点作为若干级中继节点对该信息包进行转发。5.如权利要求4所述的自适应路由方法，其特征在于，簇头节点广播一个问候数据包，并在监听到接收到该问候数据包的节点按照优先级向该簇头节点反馈的ACK应答时，通过选出的中继节点发送信息包。6.如权利要求1所述的自适应路由方法，其特征在于，簇头选举时，簇中的节点各自设置(0，1)之间的随机数，并将随机数与阈值T(n)比较，使随机数小于阈值T(n)的节点在本轮成为簇头节点，其中：能量因数ρ：Lcurrent为当前节点到簇头节点的距离，P(τ)是时刻τ信道损耗，为时间段t内的信道损耗；P为节点成为簇头节点的概率，r为当前的选举轮数；节点的标号n∈Ground，Ground为在最近连续1/P轮中未当选簇头节点的节点集合；En_current为节点当前能量，En_max为节点的初始能量；k为期望的簇头数；rs是节点连续没当选为簇头节点的轮次。7.如权利要求1所述的自适应路由方法，其特征在于，建立的路由测度为：2CN104602313A权利要求书2/2页其中，Nk(r)为潜在中继节点的集合，这些潜在中继节点的优先级为：i1>i2>…>ij；是优先级更高的节点发送失败的概率；Etx，Erx分别为节点在发送消息时和接收消息时的能耗，r是潜在中继节点中可选节点的数量；N为节点的个数；所有节点总的移动代价：C是常量，是每个节点的移动代价；其中任意一个节点j在时刻τ的状态为：s(τ)是节点j在笛卡尔坐标系统中的位置，分别是沿x轴的速度和加速度；分别是沿y轴的速度和加速度；时间t之后，该节点j在时刻τ+t预估的位置为：3CN104602313A说明书1/9页一种海上搜救无线传感网的环境自适应路由方法技术领域[0001]本发明涉及一种海事安全领域及无线传感网技术领域的无线搜救技术，具体涉及一种海上搜救无线传感网及其环境自适应路由方法。背景技术[0002]海上搜救现在的主要搜寻方式均是搜寻目标被动等待搜救，这样的搜救方式成本高，效率低，并且搜救目标不能提供给搜救方有效状态信息。无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)技术