一种基于功率控制的无线传感器网络节能路由方法

摘要

一种基于功率控制的无线传感器网络节能路由方法，本发明涉及节点与邻居最优通信功率的建立、能量最优路由的建立等内容。针对无线传感器网络节点无线通信模块能量消耗最大的特点，本发明提供了一种功率控制方法使得节点间通信功率最小，并在此基础上设计一种基于AODV路由协议的考虑多条路径总消耗，并选择最小功率消耗那条路径作为数据传输的节能路由协议，该协议能在能量受限的无线传感器网络中很好地节约能量。

主权项

1.一种基于功率控制的无线传感器网络节能路由方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：在无线传感器网络中建立从源节点到汇聚节点的前向路由；在无线传感器网络中建立从汇聚节点到源节点的后向路由；通过建立起来的所述前向路由和所述后向路由传输报文；所述建立前向路由具体包括以下步骤：步骤2-1：源节点加入到所述无线传感器网络后初始化路由表，步骤2-2：向汇聚节点发送所述源节点的自身信息；步骤2-3：以最大发射功率发送路由请求报文；步骤2-4：所述路由请求报文经过至少一个中间节点转发到汇聚节点；步骤2-5：所述中间节点计算其上一跳邻居节点与该中间节点之间通信链路的最小发射功率；步骤2-6：建立所述中间节点到源节点的反向路由；步骤2-7：判断所述中间节点是否存在到汇聚节点的路由，如果有，则进入步骤2-8；否则，进入步骤2-9；步骤2-8：构造新的路由请求报文，并沿着所述到汇聚节点的路由单播所述新的路由请求报文到汇聚节点；步骤2-9：构造新的路由请求报文，并以最大发射功率广播所述新的路由请求报文；所述建立后向路由具体包括以下步骤：步骤3-1：在路由请求报文到达汇聚节点后，汇聚节点设定一定时间段，在所述时间段内继续接收从不同路径到达的路由请求报文；步骤3-2：汇聚节点对收到的所有路由请求报文中进行比较；步骤3-3：根据步骤3-2的比较结果，构造路由回复报文，并根据所述前向路由中建立的所述到源节点的反向路由，将路由回复报文单播给对应的中间节点；步骤3-4：中间节点收到路由回复报文后，建立到汇聚节点的正向路由；步骤3-5：构造新的路由回复报文；步骤3-6：当新的路由回复报文经过多个中间节点，最终到达源节点后，正向路由建立过程结束，完成源节点到汇聚节点的节能路由建立过程；所述步骤2-3中将路由请求报文中的“到源节点的总功率”字段值设置为零；所述步骤2-5中的中间节点根据最大功率值、接收功率值、接收门限值求得其上一跳邻居节点与所述中间节点之间通信链路的最小发射功率，并将最小发射功率记录在路由表的“该跳发射功率”字段中；所述步骤2-6中建立到源节点的反向路由的具体方法是在路由表中填入计算得到的“该跳发射功率”以及“到汇聚节点总功率”字段，所述“到汇聚节点总功率”字段的值等于接收到的路由请求报文中“到源节点的总功率”字段加上该跳最小发射功率。