一种无线传感器网络数据通信方法

摘要

本发明提供了一种无线传感器网络数据通信方法，所述无线传感器网络由X个接入节点和两个以上传感器节点构成，X≥2，接入节点为固定节点且分布于网络所覆盖的区域边缘；接入节点AP_x由一个具有网络唯一性的接入节点ID I_x标识，X≥x≥1；无线传感器网络内所有接入节点与一个接入路由器相连，无线传感器网络通过该接入路由器实现与互联网的数据通信。用户通过本发明所提供的无线传感器网络数据通信方法能够从距离最近的传感器节点以单播方式获取数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

主权项

一种无线传感器网络数据通信方法，其特征在于，一个无线传感器网络由X个接入节点和两个以上传感器节点构成，X≥2，接入节点为固定节点且分布于网络所覆盖的区域边缘；接入节点AP_x由一个具有网络唯一性的接入节点ID I_x标识，X≥x≥1；无线传感器网络内所有接入节点与一个接入路由器相连，无线传感器网络通过该接入路由器实现与互联网的数据通信；无线传感器网络内所有接入节点和传感器节点具有相同的网络前缀，其值等于接入路由器的网络前缀；无线传感器网络中所有接入节点的接入节点ID I_x构建成接入节点ID集合G，如公式(1)所示；$G=\underset{x=1}{\overset{X}{U}}{I}_x---\left(1\right),$一种数据ID唯一标识一种类型的数据，能够创建并提供该类型数据的所有传感器节点构建成一个k‑anycast组，该k‑anycast组由k‑anycast地址唯一标识；两个以上k‑anycast组成员能够同时提供一种类型数据的不同部分；k‑anycast地址结构包括三个部分，第一部分为i比特的网络前缀，其值为预先配置；第二部分为j比特的数据ID，唯一标识一种类型的数据；第三部分为(128‑i‑j)比特的保留域，其值为0，其中i为小于64的整数，j为小于48的整数；无线传感器网络中每个接入节点和传感器节点具有一个单播地址，单播地址结构包括三个部分，第一部分为i比特的网络前缀，其值为预先配置；第二部分为j1比特的接入节点ID，唯一标识一个接入节点，该部分由接入节点的地理横坐标和地理纵坐标构成，一个无线传感器网络内所有接入节点具有不同的地理横坐标和地理纵坐标；第三部分为(128‑i‑j1)比特的节点ID，用于标识一个传感器节点；接入节点的节点ID为0；接入节点ID与节点ID构成链路地址，其中j和j1的值相同；一种类型的数据C被划分为Z个部分，第z个数据部分c_z由值为d_z的数据部分ID唯一标识，Z≥z≥1，如公式(2)所示；$G=\underset{z=1}{\overset{Z}{U}}{c}_z---\left(2\right),$接入路由器定期广播路由器发布消息，接入节点AP_x通过侦听接入路由器广播的路由器发布消息来获取网络前缀，并利用自己的地理位置横坐标和地理位置纵坐标与网络前缀相结合构建成自己的单播地址，其中节点ID为0；接入节点AP_x获取单播地址后，向接入路由器发送地址广播消息；接入路由器收到网络内X个接入节点的地址广播消息后，获取X个接入节点的接入节点ID集合G；接入路由器将接入节点ID集合G中的X个接入节点ID进行优先级排序，广播一个接入节点ID排序消息，消息负载为排序后的X个接入节点ID；接入节点AP_x接收到接入节点ID排序消息后，保存接入节点ID集合G，如果接入节点AP_x检测到自己的接入节点ID的优先级排序值为y，1≤y≤X，则根据公式(3)和(4)获取节点ID空间[L(y),U(y)]；$L\left(y\right)=\left\{\begin{array}{cc}1;& y=1\\ \frac{(y-1)·2^{128-i-j}}{X};& 2\le y\le X\end{array}\right.---\left(3\right),$$U\left(y\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{y·2^{128-i-j}}{X}-1;& 1\le y\le X-1\\ \frac{y·2^{128-i-j}}{X}-2;& y=X\end{array}\right.---\left(4\right).$