面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法

摘要

本发明涉及一种面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，步骤为：将无线传感器网络中的各种节点搭建成网状及星型混合拓扑结构；基于上述拓扑结构，对周期性传感器数据，建立两级包聚合架构；基于上述拓扑结构和聚合架构，确定包格式，进行两级包聚合和解聚：网络中的汇聚节点根据应用配置路由节点和节点上的聚合属性；根据聚合属性，传感器节点进行一级聚合，产生一级聚合包；根据聚合属性，路由器节点进行二级聚合，产生二级聚合包；汇聚节点负责对聚合的包进行解聚。本发明方法采用网状及星型混合拓扑结构，设计了两级包聚合方法，降低了通信次数，减少了包头开销，降低了节点的能量消耗，也降低了节点间的干扰，节省了通信资源。

主权项

一种面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于包括以下步骤：将无线传感器网络中的各种节点搭建成网状及星型混合拓扑结构；基于上述拓扑结构，对周期性传感器数据，建立两级包聚合架构；基于上述拓扑结构和聚合架构，确定包格式，进行两级包聚合和解聚，过程如下：网络中的汇聚节点根据应用配置路由节点和节点上的聚合属性；根据聚合属性，传感器节点进行一级聚合，产生一级聚合包；根据聚合属性，路由器节点进行二级聚合，产生二级聚合包；汇聚节点负责对聚合的包进行解聚；所述无线传感器网络由如下类型的节点构成：传感器节点、路由节点和汇聚节点；传感器节点可携带多个传感器，负责采集应用数据；路由节点负责将传感器节点的数据转发到汇聚节点；汇聚节点负责收集网络中所有传感器节点的数据；所述网状及星型混合拓扑结构具有两层：第一层为星型网络，由路由节点和传感器节点构成，又称为簇，路由节点是簇首，传感器节点是簇成员；传感器节点之间不直接通信，传感器节点只和一个路由节点通信；第二层为网状网络，由路由节点和汇聚节点构成；路由节点至少和一个传感器节点通信，和汇聚节点通信或者至少和一个其它路由节点通信；所述一级包聚合过程为：判断传感器节点的聚合标志是否有效，如果有效，则判断传感器的数量是否大于1；如果传感器的数量大于1，则传感器节点将多个传感器的包进行聚合后，发送给路由节点，结束一次聚合过程；所述二级包聚合过程为：判断路由节点的聚合标志是否有效，如果有效，则判断簇内是否只有一个传感器节点；如果路由节点的簇内的传感器节点多于一个，则路由节点判断是本簇内传感器节点的包还是其它簇首转发来的包；如果是本簇内传感器节点的包，则路由节点进行二级包聚合，即在每个聚合周期内，从收到第一个包开始，在等待所允许的最大聚合时间之后，将收到的包进行聚合；将上述聚合包发送给汇聚节点，结束一次二级包聚合过程。