一种基于区域划分的无线体域网路由方法

摘要

本发明给出一种基于区域划分的无线体域网路由方法，该方法适用于不同无线体域网应用场景，利用无线体域网汇聚节点能量充足的特点，将网络监测区域划分成多个子区域形成分簇，根据节点在人体所在位置信息和能量信息在每个簇内选择合适的节点作为当前论次的簇头和下一轮的簇头，同时综合考虑能量和通信代价等因素选择合适的节点作为簇头的下一跳节点，在簇头之间以多跳的方式将数据发送到汇聚节点。本发明能够有效地提高无线体域网节点信息传输效率和网络生存周期。

主权项

一种基于区域划分的无线体域网路由方法，其特征在于该方法所包含的步骤为：1）无线体域网所有节点启动后，每一个传感器节点将预先定义的簇头当选标识变量、下一轮簇头当选标识变量都置为0，向汇聚节点传送自己的标识、当前能量和位置坐标信息；2）汇聚节点收到节点信息后将这些信息储存起来，根据预先设定的最优簇头数目，将整个网络区域均匀地划分为n个子区域，给出每一个子区域分配一个标识；3）在完成子区域划分之后，汇聚节点将各个节点按照其在人体的位置划分在其所对应的子区域中，形成相应的分簇，并给节点发送子区域标识；4）汇聚节点分别在各个区域中计算各个区域的质心坐标、各个区域的节点与质心之间的距离；5）汇聚节点在各个区域中选择距离其质心最近的、标识最小的节点作为首轮的簇头，将该节点簇头当选标识变量置为1；选择距离质心次近的节点作为下一轮的簇头，将该节点下一轮簇头当选标识变量都置为1；6）汇聚节点向网络中的所有节点广播信息，这个信息包含有各个节点在首轮的归属簇、是否是簇头节点信息、是否是下一轮簇头节点信息；7）所有节点收到来自于汇聚节点的信息后将其储存起来，依照该信息检查自己是否被设置为首轮簇头，如果是簇头，就为自己簇内成员分配时隙，生成时隙分配表，然后将时隙分配表信息发送给簇内成员节点，接着进入步骤9）；8）网络收到汇聚节点广播发送的下一轮簇头选择消息，当下一轮周期期限到来时，网络开始下一轮簇头选择，进入步骤9）；9）每个非簇头节点依照时隙分配表在自己的时隙内持续收集所监测的信息并按需向簇头发送感知到的数据，不在自己的时隙内时关闭通讯模块；10）每个簇头节点收集所有簇内节点的数据，并对这些数据进行数据融合，另外还接收其它簇头节点转发来的数据；11） 每个簇头节点将簇内融合后的数据或其他簇头转发来的数据发送给汇聚节点，它采用的操作如下：111）广播自己的标识、当前能耗、簇头身份等信息，接收并记录相邻簇头节点发送来的对应信息；112）在自己的邻居簇头节点集合中逐一选择其它各个簇头节点，并且计算经过该簇头节点向汇聚节点传输数据的通信代价；113）在通信代价小于直接将数据传输给汇聚节点时通信代价的节点中，选择能量值最大、标识最小的簇头节点作为中继节点，将此次数据转发该节点；如果没有符合条件的簇头节点作为中继节点，则直接将数据传输给汇聚节点；114）通过在其他簇头节点中选择中继节点，采用多跳的数据传送方式将数据传送给汇聚节点；115）在发送下一次数据，通信交互获得当前中继节点的能量，如果发现该节点能量较低而不能够承担转发任务，则转到步骤113）；12）网络一轮周期没有结束，进入步骤9）；网络一轮周期已结束，进入步骤13）；13）汇聚节点根据任务完成情况决定是否进行下一轮簇头选择，如果任务已完成或节点能量损耗导致网络不能正常运行，则广播网络运行结束信息，否则广播下一轮簇头选择消息，进入步骤8）。