一种带状无线传感器网络数据路由方法

摘要

本发明公开了一种面向配电网监测的带状无线传感器网络数据路由方法，针对配电网的特点，节点密集，规模大，数量量多，监测实时性要求高，设计了一种基于梯度的多优先级的快速定向路由算法。本发明针对不同数据采用多优先级服务策略同时引入权力函数机制来选择最优下一跳路由节点，使得兼顾消息的优先级与网络的负载均衡。有效地减少了传输实时数据的延时，并且为网络提供了很好的能量有效性。更适合于带状拓扑，采集密集实时数据的大规模部署的无线传感器网络（WSN）。

主权项

一种带状无线传感器网络数据路由方法，其特征在于，所述方法包括：传感网络分簇，依据节点剩余能量以及分布密度分簇；基于泛洪方式，广播信息，Sink节点S在一端发送高度广播信息D，通过泛洪方式扩散，初次接收到该高度广播信息D的节点都将广播一次该高度广播信息D，用以使消息能到达区域中的每个节点，每一次转发，将其标志路由信息加1，表示为路由跳数，也称为本路径中离sink的距离高度H，每个接收到标志信息的节点记录自身的距离高度H(i)；泛洪方式完成后，每个节点知晓自身的高度H(i)；下一跳路由维护，即建立梯度；每个节点广播一个包含自身高度的消息，收到广播包的节点N(i)将自身高度信息H(i)以及剩余能量信息P(i)包含在确认信息中发送给源节点；源节点通过收到的确认信息获知邻节点到自身的梯度值，所述梯度值是指两个相邻节点间的高度差，T(i‑j)＝H(i)‑H(j)，其中T(i‑j)表示N(i)与N(j)之间梯度，H(i)表示自身高度值；选择最优节点作为下一跳路由节点；拥塞控制策略；依据数据优先级来设定节点竞争周期大小，提高优先级节点的竞争力；所述传感网络分簇，是指节点通过计算邻居节点平均剩余能量选举簇头；所述下一跳路由维护是通过相邻节点之间的梯度值建立一个节点下一跳路由的候选节点集合T；所述选择最优节点作为下一跳路由节点的方式为：对于紧急消息，则采集节点将信息沿着梯度最大方向转发，上游或下游转发数据包总是沿着梯度最大的路径方向进行转发，从而使得数据传输的总跳数最小；对于一般信息，则兼顾传感器节点能耗均衡，在下一跳路由选择过程中，综合考虑节点自身剩余能量P(i)，梯度值G(i)以及消息优先级p。