一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，根據(jù)估算出節(jié)點(diǎn)間的鏈路狀態(tài)信息和節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息進(jìn)行路由預(yù)判，采用廣播請(qǐng)求-應(yīng)答方式來建立網(wǎng)絡(luò)路由，并以先接后斷的方式來替換即將損壞的鏈路來繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，提高了路由的穩(wěn)定性，節(jié)約了節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。本發(fā)明提出了一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知的物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，建立一種先接后斷的路由修復(fù)機(jī)制，綜合路由穩(wěn)定和節(jié)點(diǎn)能量的性能指標(biāo)，通過周期的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)間鏈路狀態(tài)信息，主動(dòng)建立轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的替換路由，有效控制了網(wǎng)絡(luò)開銷，提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)率，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生存周期，降低了網(wǎng)絡(luò)延遲，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定度和路由保持時(shí)間。
【專利說明】一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多實(shí)際應(yīng)用中，由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性、能量的有限性和射頻距離的有限性，造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁變化，如何選擇最佳節(jié)點(diǎn)的路由策略和路由維護(hù)修復(fù)機(jī)制等是路由技術(shù)的難點(diǎn)問題，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)算法都是基于鏈路故障、先斷后接的路由修復(fù)方法，缺少預(yù)判機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)消耗大，數(shù)據(jù)時(shí)延大，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差。
[0003]由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性和能量的有限性等問題，容易造成路由鏈路的中斷，大多路由算法是檢測(cè)鏈接失敗后，才啟動(dòng)路由修復(fù)機(jī)制，增加了網(wǎng)絡(luò)開銷、容易造成數(shù)據(jù)丟失和網(wǎng)絡(luò)延遲等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，旨在解決現(xiàn)有的路由算法是檢測(cè)鏈接失敗后，才啟動(dòng)路由修復(fù)機(jī)制，增加了網(wǎng)絡(luò)開銷、容易造成數(shù)據(jù)丟失和網(wǎng)絡(luò)延遲的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，該基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法包括:
[0006]第一步，根據(jù)估算出節(jié)點(diǎn)間的鏈路狀態(tài)信息和節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息進(jìn)行路由預(yù)判；
[0007]第二步，米用廣播請(qǐng)求-應(yīng)答方式來建立網(wǎng)絡(luò)路由；
[0008]第三步，并以先接后斷的方式來替換即將損壞的鏈路來繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；
[0009]先接后斷的方式來替換即將損壞的鏈路來繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的具體包括:
[0010]步驟一，初始化，設(shè)定監(jiān)控周期T，節(jié)點(diǎn)能量閾值Eth，鏈路穩(wěn)定閾值Sth ；
[0011]步驟二，判斷節(jié)點(diǎn)能量Ei是否大于Eth，鏈路穩(wěn)定值Si是否大于Sth，是，則轉(zhuǎn)到下一級(jí)節(jié)點(diǎn)，返回步驟二 ；否，則執(zhí)行下一步；
[0012]步驟三，判斷節(jié)點(diǎn)是否為中間節(jié)點(diǎn)，是，則執(zhí)行下一步；否，則判斷節(jié)點(diǎn)是否為源節(jié)點(diǎn)，是源節(jié)點(diǎn)則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)直到能量耗盡，不是源節(jié)點(diǎn)則轉(zhuǎn)到目的節(jié)點(diǎn)，向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送終止信號(hào)數(shù)據(jù)包；
[0013]步驟四，向I跳鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送HLP包，判斷接收到HLP包的鄰居節(jié)點(diǎn)是否存在有效路由；是，則執(zhí)行下一步；否，則判斷檢測(cè)計(jì)時(shí)器是否結(jié)束，檢測(cè)計(jì)時(shí)器結(jié)束向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路徑更換請(qǐng)求RCR數(shù)據(jù)包，檢測(cè)計(jì)時(shí)器沒有結(jié)束，返回到上一級(jí)節(jié)點(diǎn)，返回步驟二 ；
[0014]步驟五，向發(fā)送HLP包的節(jié)點(diǎn)返回HLP包并更新其自身的路由表，替換路由，返回
步驟一。
[0015]進(jìn)一步，該基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法的鏈路穩(wěn)定性和能量混合模型:
[0016]物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看做一個(gè)無向圖的網(wǎng)絡(luò)模型G = (V，E)，其中V表示一組節(jié)點(diǎn)，E表示一組連接節(jié)點(diǎn)的邊集，P (U，V) = {P0, P1, P2, L, Pj是節(jié)點(diǎn)u和節(jié)點(diǎn)V之間所有可能路徑的集合，Pi是節(jié)點(diǎn)u和V的可能路徑，選擇出節(jié)點(diǎn)u到節(jié)點(diǎn)V的最優(yōu)路徑，
[0017]鏈路穩(wěn)定性和節(jié)點(diǎn)剩余能量的公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，其特征在于，該基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法包括: 第一步，根據(jù)估算出節(jié)點(diǎn)間的鏈路狀態(tài)信息和節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息進(jìn)行路由預(yù)判； 第二步，米用廣播請(qǐng)求-應(yīng)答方式來建立網(wǎng)絡(luò)路由； 第三步，并以先接后斷的方式來替換即將損壞的鏈路來繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)； 先接后斷的方式來替換即將損壞的鏈路來繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的具體包括: 步驟一，初始化，設(shè)定監(jiān)控周期T，節(jié)點(diǎn)能量閾值Eth，鏈路穩(wěn)定閾值Sth ； 步驟二，判斷節(jié)點(diǎn)能量Ei是否大于Eth，鏈路穩(wěn)定值Si是否大于Sth，是，則轉(zhuǎn)到下一級(jí)節(jié)點(diǎn)，返回步驟二 ；否，則執(zhí)行下一步； 步驟三，判斷節(jié)點(diǎn)是否為中間節(jié)點(diǎn)，是，則執(zhí)行下一步；否，則判斷節(jié)點(diǎn)是否為源節(jié)點(diǎn)，是源節(jié)點(diǎn)則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)直到能量耗盡，不是源節(jié)點(diǎn)則轉(zhuǎn)到目的節(jié)點(diǎn)，向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送終止信號(hào)數(shù)據(jù)包； 步驟四，向I跳鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送HLP包，判斷接收到HLP包的鄰居節(jié)點(diǎn)是否存在有效路由；是，則執(zhí)行下一步；否，則判斷檢測(cè)計(jì)時(shí)器是否結(jié)束，檢測(cè)計(jì)時(shí)器結(jié)束向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路徑更換請(qǐng)求RCR數(shù)據(jù)包，檢測(cè)計(jì)時(shí)器沒有結(jié)束，返回到上一級(jí)節(jié)點(diǎn)，返回步驟二 ； 步驟五，向發(fā)送HLP包的節(jié)點(diǎn)返回HLP包并更新其自身的路由表，替換路由，返回步驟
2.如權(quán)利要求1所述的基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，其特征在于，該基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法的鏈路穩(wěn)定性和能量混合模型: 物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看做一個(gè)無向圖的網(wǎng)絡(luò)模型G = (V, E)，其中V表示一組節(jié)點(diǎn)，E表示一組連接節(jié)點(diǎn)的邊集，P (U，V) = {P0, P1, P2, L, PJ是節(jié)點(diǎn)u和節(jié)點(diǎn)V之間所有可能路徑的集合，Pi是節(jié)點(diǎn)U和V的可能路徑，選擇出節(jié)點(diǎn)U到節(jié)點(diǎn)V的最優(yōu)路徑， 鏈路穩(wěn)定性和節(jié)點(diǎn)剩余能量的公式如下:
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法，其特征在于，該基于鏈路穩(wěn)定性和能量感知物聯(lián)網(wǎng)路由修復(fù)方法的路由預(yù)判具體方法包括: 步驟一，首先判斷接收RREQ的節(jié)點(diǎn)中是否存在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的有效路由，若存在建立鏈路； 步驟二，根據(jù)公式(I)和公式(2) 分別計(jì)算出接收RREQ節(jié)點(diǎn)的剩余能量和接收RREQ節(jié)點(diǎn)和發(fā)送RREQ節(jié)點(diǎn)間的鏈路穩(wěn)定值； 步驟三，判斷接收節(jié)點(diǎn)的剩余能量和接收RREQ節(jié)點(diǎn)和發(fā)送RREQ節(jié)點(diǎn)間的鏈路穩(wěn)定值是否大于閾值，若小于閾值，則放棄該節(jié)點(diǎn)； 步驟四，若大于閾值，在發(fā)送RREQ節(jié)點(diǎn)中記錄滿足條件的節(jié)點(diǎn)及路徑信息，并根據(jù)公式(4)選擇最優(yōu)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包； 步驟五，返回到步驟一，繼續(xù)執(zhí)行，直到建立路由。
【文檔編號(hào)】H04L12/703GK103986648SQ201410189173
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】徐善永, 黃友銳, 韓濤, 曲立國(guó), 凌六一, 唐超禮 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)