本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理信息機(jī)會路由協(xié)議。

背景技術(shù)：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn,wirelesssensornetworks)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)不能二次充電的傳感器節(jié)點所形成的無線多跳網(wǎng)絡(luò)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點進(jìn)行信息采集并形成數(shù)據(jù)，通過多跳傳輸機(jī)制向目的節(jié)點傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，節(jié)點使用預(yù)先制定的路由策略進(jìn)行傳輸，因此路由策略的制定對于整個網(wǎng)絡(luò)的各方面性能至關(guān)重要。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工作過程中，常常因為突發(fā)狀況造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，傳統(tǒng)的路由策略不能夠很好的適應(yīng)這種工作模式，因此機(jī)會路由的提出為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由策略提供了良好的解決途徑。

機(jī)會路由是通過在稠密的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中利用空間的多樣性來改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能，相對于傳統(tǒng)的路由協(xié)議能提供更有效的數(shù)據(jù)傳輸途徑。地理機(jī)會路由則是機(jī)會路由的一個分支，其每一個節(jié)點利用地理信息，將數(shù)據(jù)傳輸至目的節(jié)點。在機(jī)會路由的工作模式中，將有一組候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點被選擇出，在這組候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點中將根據(jù)相應(yīng)的度量選擇出最為合適的中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，地理機(jī)會路由就是根據(jù)地理信息來選擇出中繼節(jié)點的。

近年來，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了很多基于地理信息的路由協(xié)議。在這里，我們對這些協(xié)議進(jìn)行簡單的描述。

貪婪周界無狀態(tài)路由協(xié)議gpsr是經(jīng)典的基于地理位置信息的路由協(xié)議。它使用貪婪算法來建立路由，當(dāng)源節(jié)點需要向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時，它通過計算鄰居節(jié)點的歐氏距離，選出最靠近目的節(jié)點的鄰居節(jié)點作為中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)出現(xiàn)空洞區(qū)域?qū)е聰?shù)據(jù)無法傳輸時，就使用右手法則解決該問題。貪婪周界無狀態(tài)路由協(xié)議避免了在節(jié)點中建立、維護(hù)和儲存路由表，但是在傳輸過程中網(wǎng)絡(luò)能量不易平衡，容易造成部分節(jié)點過早死亡，最終形成網(wǎng)絡(luò)割裂。

基于地理位置的無信標(biāo)路由算法position-basedbeaconlessrouting通過對wsn部署節(jié)點的范圍進(jìn)行分區(qū)，分別確定源節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域、鄰居節(jié)點到目的節(jié)點的角度，然后通過優(yōu)先級回應(yīng)完成向目的節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送。在這個過程中，節(jié)點通過區(qū)域劃分限制了不必要的數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)。但是在同一區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，可能會造成某一節(jié)點因頻繁的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)過度消耗能量而造成節(jié)點死亡，另外網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點無論是否有轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，都始終處在工作狀態(tài)，也增加了網(wǎng)絡(luò)能耗。

基于地理位置的能量平衡路由協(xié)議energybalancedposition-basedrouting，首先確定源節(jié)點的前向搜索區(qū)域，然后計算在前向搜索區(qū)域內(nèi)的所有候選節(jié)點的相應(yīng)度量值并劃分優(yōu)先級。優(yōu)先級最高的候選節(jié)點就作為中繼節(jié)點進(jìn)行下一跳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，如此直至數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點。在這個過程中，協(xié)議使用了睡眠喚醒機(jī)制用于節(jié)能，減少在偵聽狀況下的能量消耗以及限制在數(shù)據(jù)傳輸階段的活動狀態(tài)的時間。

基于競爭的地理轉(zhuǎn)發(fā)策略contention-basedgeographicforwardingstrategies通過評估轉(zhuǎn)發(fā)選擇算法、競爭機(jī)制和地理轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制分析地理路由策略，首先確定地理轉(zhuǎn)發(fā)決策區(qū)域，然后在這個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行中繼節(jié)點選擇，并解決信道競爭問題。在確定地理轉(zhuǎn)發(fā)決策區(qū)域時，文章中提出了兩種不同的方法：分段決策區(qū)域和凸鏡決策區(qū)域。通過分析后可以知道當(dāng)?shù)桨赣绊懥伺鲎埠蟮闹赜嬎?，凸鏡決策區(qū)域就更具有優(yōu)勢。基于競爭的地理轉(zhuǎn)發(fā)策略通過建立新的分析框架改善了單跳前進(jìn)距離，提高了網(wǎng)路性能。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理感知的機(jī)會路由qosawaregeographicopportunisticrouting首先將qos需求通過度量的性能指標(biāo)來詳細(xì)說明，建立約束條件。在此基礎(chǔ)上，提出以單跳前進(jìn)距離和數(shù)據(jù)包接收率為標(biāo)準(zhǔn)，在有效的鄰居節(jié)點內(nèi)通過此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步的縮小選擇節(jié)點范圍，從而減少節(jié)點的能耗。協(xié)議在節(jié)點的工作調(diào)度上結(jié)合了睡眠機(jī)制，減少了節(jié)點能耗，但其在中繼節(jié)點選擇上需要進(jìn)行二次選擇，這就可能會增加一定的能耗和時延。

exor協(xié)議是一種用于無線多跳網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，充分利用無線環(huán)境的廣播特性進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為了減少交互信息，源節(jié)點每次發(fā)送一個batch（一個batch里包含了若干個數(shù)據(jù)包，batch的采用是為了減少交互信息，每個數(shù)據(jù)包都包含候選節(jié)點列表），路由傳輸?shù)臅r候，每次都將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給一組節(jié)點，節(jié)點之間通過batchmap交互協(xié)同，從而能夠根據(jù)etx值選擇優(yōu)先級最高的節(jié)點進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如此重復(fù)直到目的節(jié)點。但是exor協(xié)議沒有充分考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能耗，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都始終處于工作狀態(tài)，以至于網(wǎng)絡(luò)的生命周期并不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新的地理信息機(jī)會路由協(xié)議(geographicinformationopportunityrouting)，gior協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)分區(qū)和節(jié)點地理信息，在傳輸數(shù)據(jù)的過程中確定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路徑指導(dǎo)點，并根據(jù)路徑指導(dǎo)點進(jìn)一步選擇出中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；同時利用睡眠喚醒機(jī)制，合理安排網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在空閑時段進(jìn)行睡眠，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理信息機(jī)會路由協(xié)議，該協(xié)議的實現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟一：在二維平面內(nèi)隨機(jī)部署n個節(jié)點，每個節(jié)點都有充足的鄰居節(jié)點進(jìn)行通信；節(jié)點的通信半徑均為r，且知道自身地理位置信息和目的節(jié)點地理位置信息；為了在合適的區(qū)域內(nèi)選擇節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，首先將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行劃分；將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域面積設(shè)為s，x和y分別是長和寬，r是一個劃分區(qū)域的邊長，且滿足mod(x,r)=mod(y,r)=0；每個劃分區(qū)域內(nèi)的節(jié)點都知道所在劃分區(qū)域四個頂點的位置信息；當(dāng)節(jié)點需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的時候，將建立轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

步驟二：源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先將自身和所在劃分區(qū)域頂點相連接，與源節(jié)點的通信圓形成四個扇形區(qū)域；然后判斷源節(jié)點與目的節(jié)點的連線line分割哪個扇形，這部分扇形就稱為原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域；原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域確定以后，從目的節(jié)點向源節(jié)點做凸鏡圓，確定轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域；設(shè)源節(jié)點到目的節(jié)點的距離為l，節(jié)點的通信半徑為r，則n=mod(l,r)；凸鏡圓的圓心在line這條直線上，并且到源節(jié)點的距離l1滿足，確定凸鏡圓圓心的坐標(biāo)位置；我們稱分割扇形sab的凸鏡圓的圓心為路徑指導(dǎo)點g，其中第一條路徑指導(dǎo)點標(biāo)記為g1，其他依次標(biāo)記為g2、g3、g4……；在轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)的喚醒節(jié)點稱為候選中繼節(jié)點；

步驟三：源節(jié)點首先發(fā)送一個廣播信標(biāo)，通知轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)處于喚醒狀態(tài)的節(jié)點準(zhǔn)備進(jìn)行中繼競爭；候選節(jié)點在接收到源節(jié)點的廣播信標(biāo)后，立即向源節(jié)點回復(fù)ack；當(dāng)沒有發(fā)生碰撞的時候，就說明轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)只有自己一個候選節(jié)點，即可成為中繼節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)；若發(fā)生了碰撞，則說明有其他候選節(jié)點進(jìn)行中繼競爭，此刻所有的候選節(jié)點計算自身到路徑指導(dǎo)點的距離，然后計算，mi值最小的節(jié)點成為中繼節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)；若轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點都處于睡眠狀態(tài)，沒有節(jié)點回復(fù)源節(jié)點ack，則源節(jié)點在下一個時隙再次發(fā)送廣播信標(biāo)進(jìn)行通知。

該協(xié)議中引入睡眠喚醒機(jī)制，每個節(jié)點的睡眠喚醒機(jī)制是相互獨(dú)立的，將一個睡眠喚醒周期分為喚醒階段和睡眠階段，喚醒時間為twake，睡眠時間為tsleep，源節(jié)點的喚醒時間為twake=tb+tw+tdata，tb是源節(jié)點進(jìn)行廣播的時間，tw是源節(jié)點等待候選節(jié)點回復(fù)ack的時間，tdata是源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的時間。

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，廣播能耗等于偵聽能耗為em，數(shù)據(jù)的發(fā)送能耗為es，數(shù)據(jù)的接收能耗為er，回復(fù)ack能耗忽略不計，源節(jié)點等待ack回復(fù)和睡眠的時間不消耗能量，不考慮競爭碰撞能耗，則源節(jié)點發(fā)送k比特的數(shù)據(jù)包的總能耗為estotal=em+es×k，節(jié)點接收k比特的數(shù)據(jù)包的總能耗為ertotal=er×k，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點當(dāng)前剩余能量不足夠完成一次數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時，即eresidue﹤ertotal+estotal，此節(jié)點就被稱為死亡節(jié)點。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理信息機(jī)會路由協(xié)議，該策略劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，利用每個節(jié)點和sink節(jié)點的地理信息，確定路徑指導(dǎo)點并選擇最為合適的中繼節(jié)點以達(dá)到路徑較短、轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)較少或者傳輸時延較小等目的。同時，為減少網(wǎng)絡(luò)能耗，將睡眠喚醒機(jī)制與地理信息機(jī)會路由策略相結(jié)合，安排空閑節(jié)點進(jìn)行睡眠，避免節(jié)點過度消耗死亡而引起的網(wǎng)絡(luò)割裂，延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命；以單跳前進(jìn)距離為主要度量標(biāo)準(zhǔn)，將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行劃分，并提出路徑指導(dǎo)點來確保數(shù)據(jù)傳輸方向的一致性。同時為節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量，將睡眠喚醒機(jī)制與地理信息機(jī)會路由相結(jié)合，安排網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在空閑時段進(jìn)行睡眠以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)開銷。

附圖說明

圖1本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)劃分示意圖；

圖2本發(fā)明原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的建立圖；

圖3當(dāng)n≠0時，轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的建立圖；

圖4當(dāng)n=0時，轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的建立圖；

圖5節(jié)點的時間調(diào)度安排圖；

圖6網(wǎng)絡(luò)面積不變，節(jié)點數(shù)量增加時數(shù)據(jù)傳輸能耗圖；

圖7網(wǎng)絡(luò)面積不變，不同通信距離在節(jié)點數(shù)量變化時的傳輸能耗圖；

圖8節(jié)點數(shù)量不變，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)面積時的傳輸能耗圖；

圖9網(wǎng)絡(luò)面積不變，通信距離增加時的傳輸能耗圖；

圖10網(wǎng)絡(luò)面積不變，節(jié)點數(shù)量增加時的傳輸時延圖；

圖11網(wǎng)絡(luò)面積變化時，不同通信距離的傳輸時延圖；

圖12gior協(xié)議、gcf協(xié)議、exor協(xié)議的能耗對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)置與劃分

在二維平面內(nèi)隨機(jī)部署n個節(jié)點，每個節(jié)點都有充足的鄰居節(jié)點進(jìn)行通信。節(jié)點的通信半徑均為r，且知道自身地理位置信息和目的節(jié)點地理位置信息。為了在合適的區(qū)域內(nèi)選擇節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，我們首先將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行劃分。將網(wǎng)絡(luò)區(qū)域面積設(shè)為s，x和y分別是長和寬。r是一個劃分區(qū)域的邊長，且滿足mod(x,r)=mod(y,r)=0，如圖1。每個劃分區(qū)域內(nèi)的節(jié)點都知道所在劃分區(qū)域四個頂點的位置信息。當(dāng)節(jié)點需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的時候，將建立轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域確定

源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先將自身和所在劃分區(qū)域頂點相連接，與源節(jié)點的通信圓形成四個扇形區(qū)域。然后判斷源節(jié)點與目的節(jié)點的連線line分割哪個扇形，這部分扇形就稱為原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域，如圖2中扇形sab。

原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域確定以后，從目的節(jié)點向源節(jié)點做凸鏡圓，確定轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域。設(shè)源節(jié)點到目的節(jié)點的距離為l，節(jié)點的通信半徑為r，則n=mod(l,r)。凸鏡圓的圓心在line這條直線上，并且到源節(jié)點的距離l1滿足，確定凸鏡圓圓心的坐標(biāo)位置。我們稱分割扇形sab的凸鏡圓的圓心為路徑指導(dǎo)點g，其中第一跳路徑指導(dǎo)點標(biāo)記為g1，其他依次標(biāo)記為g2、g3、g4……。圖3和圖4中分別描述了n≠0和n=0兩種情況，圖中陰影部分——凸鏡圓和原始轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域的重疊部分，即真正的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域。在轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)的喚醒節(jié)點稱為候選中繼節(jié)點。

中繼節(jié)點選擇

源節(jié)點首先發(fā)送一個廣播信標(biāo)，通知轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)處于喚醒狀態(tài)的節(jié)點準(zhǔn)備進(jìn)行中繼競爭。候選節(jié)點在接收到源節(jié)點的廣播信標(biāo)后，立即向源節(jié)點回復(fù)ack。當(dāng)沒有發(fā)生碰撞的時候，就說明轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)只有自己一個候選節(jié)點，即可成為中繼節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)；若發(fā)生了碰撞，則說明有其他候選節(jié)點進(jìn)行中繼競爭，此刻所有的候選節(jié)點計算自身到路徑指導(dǎo)點的距離，然后計算，mi值最小的節(jié)點成為中繼節(jié)點進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。若轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)的節(jié)點都處于睡眠狀態(tài)，沒有節(jié)點回復(fù)源節(jié)點ack，則源節(jié)點在下一個時隙再次發(fā)送廣播信標(biāo)進(jìn)行通知。

睡眠喚醒機(jī)制與能耗模型

為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量開銷，地理信息機(jī)會路由協(xié)議中引入了睡眠喚醒機(jī)制。設(shè)每個節(jié)點的睡眠喚醒機(jī)制是相互獨(dú)立的，根據(jù)文章前面的描述，將一個睡眠喚醒周期分為喚醒階段和睡眠階段，喚醒時間為twake，睡眠時間為tsleep，源節(jié)點的喚醒時間為twake=tb+tw+tdata，tb是源節(jié)點進(jìn)行廣播的時間，tw是源節(jié)點等待候選節(jié)點回復(fù)ack的時間，tdata是源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的時間。候選節(jié)點在喚醒階段會進(jìn)行廣播偵聽，偵聽時間為tm，當(dāng)偵聽到廣播信標(biāo)后，就進(jìn)行中繼競爭并向源節(jié)點回復(fù)ack，tback為碰撞退避時間，tr為回復(fù)ack時間。候選節(jié)點競爭中繼節(jié)點成功，就準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，時間為tdata。這里，我們設(shè)源節(jié)點的廣播時間tb和候選節(jié)點偵聽廣播信標(biāo)的時間tm相等，源節(jié)點等待候選節(jié)點回復(fù)ack的時間tw略大于候選節(jié)點回復(fù)ack的時間tr。圖5為節(jié)點的時間調(diào)度安排。

為了能夠簡單的評估網(wǎng)絡(luò)能耗，這里使用一個簡單的能量模型。設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點初始能量相同，sink節(jié)點能量無限。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，廣播能耗等于偵聽能耗為em，數(shù)據(jù)的發(fā)送能耗為es，數(shù)據(jù)的接收能耗為er。回復(fù)ack能耗忽略不計，源節(jié)點等待ack回復(fù)和睡眠的時間不消耗能量，不考慮競爭碰撞能耗。所以，源節(jié)點發(fā)送k比特的數(shù)據(jù)包的總能耗為estotal=em+es×k，節(jié)點接收k比特的數(shù)據(jù)包的總能耗為ertotal=er×k，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點當(dāng)前剩余能量不足夠完成一次數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時，即eresidue﹤ertotal+estotal，此節(jié)點就被稱為死亡節(jié)點。

模擬仿真

在本小節(jié)中將對地理機(jī)會路由協(xié)議的性能進(jìn)行仿真分析。地理機(jī)會路由協(xié)議是在matlab仿真平臺上進(jìn)行的，選取micaz硬件參數(shù)，相關(guān)實驗參數(shù)如表1。

表1仿真參數(shù)設(shè)置

我們將網(wǎng)絡(luò)范圍設(shè)置為(100m,100m)，sink節(jié)點的坐標(biāo)設(shè)置為(100,100)，在不同的通信范圍和不同的節(jié)點數(shù)量下的傳輸能耗如圖6。從圖中可以看出，在網(wǎng)絡(luò)面積不變、通信距離不變的情況下，從源節(jié)點向sink節(jié)點傳輸一個數(shù)據(jù)包時，傳輸能耗并沒有隨著節(jié)點數(shù)量的增加而明顯減少，這是因為地理機(jī)會路由是通過距離來選擇中繼節(jié)點的。當(dāng)從同一節(jié)點向sink節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)包時，傳輸距離沒有發(fā)生改變，傳輸能耗也就沒有明顯變化。而隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量的不斷增加，在選擇中繼節(jié)點的時候，能夠選擇的候選節(jié)點數(shù)量增多，傳輸能耗略有減少。

圖7中顯示的是網(wǎng)絡(luò)范圍為(200m,200m)，sink節(jié)點的坐標(biāo)為(200,200)，通信距離分別為30、40和50m，不同節(jié)點數(shù)量情況下的傳輸能耗。從圖中可以看出，隨著通信距離的增加，傳輸能耗減少。這是因為在傳輸距離不變的情況下，通信距離的增加減少了傳輸跳數(shù)，傳輸能耗也就隨之減少。

圖8顯示的是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量不變的情況下，網(wǎng)絡(luò)面積改變的能量消耗情況。將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信節(jié)點設(shè)置為350個，節(jié)點的通信距離分別設(shè)置為30m、40m和50m，將網(wǎng)絡(luò)面積進(jìn)行擴(kuò)大。從圖中我們可以看到隨著網(wǎng)絡(luò)面積的擴(kuò)大，傳輸能耗隨之增加。這是因為面積的擴(kuò)大也增加了源節(jié)點到sink節(jié)點的傳輸距離，從而加劇了網(wǎng)絡(luò)能耗。另外圖中也顯示了節(jié)點通信距離的增加，降低了網(wǎng)絡(luò)能耗。這是因為當(dāng)通信距離為50m時，每一次所確定的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域大于通信距離是30m的轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域，這樣就能夠選擇出距離sink節(jié)點更近的中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

圖9顯示的是在網(wǎng)絡(luò)面積不變的情況下，數(shù)據(jù)包從源節(jié)點發(fā)送至sink節(jié)點，節(jié)點通信距離改變的能量消耗。將網(wǎng)絡(luò)面積設(shè)置為(300m，300m)，sink節(jié)點的坐標(biāo)為(300，300)。從圖中可以看到，隨著通信距離的增加，網(wǎng)絡(luò)能耗隨之降低。通信距離的增加能夠減少轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)，從而減少了網(wǎng)絡(luò)能耗。圖8中也顯示了在不同節(jié)點數(shù)量下的能耗。當(dāng)節(jié)點數(shù)量增多時，將能夠選擇出更有效的中繼節(jié)點，從而也降低了網(wǎng)絡(luò)能耗。

圖10顯示的是在網(wǎng)絡(luò)面積為(200m,200m)的情況下，節(jié)點數(shù)量改變的傳輸時延。從圖中可以看出，隨著節(jié)點數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)的傳輸時延也隨之增加。這是因為在選擇中繼節(jié)點的時候，處于喚醒狀態(tài)的節(jié)點增多，因此增加了選擇時間。

本文提出了一種新的地理信息機(jī)會路由協(xié)議geographicinformationopportunityrouting，該協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)劃分以及網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的地理信息確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂街笇?dǎo)點，并通過距離和節(jié)點剩余能耗選擇出最合適的中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)到傳輸路徑較短、轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)較少或者傳輸時延較小等目的。同時利用睡眠喚醒機(jī)制安排網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在空閑時段進(jìn)行睡眠，減少網(wǎng)絡(luò)能耗。仿真實驗結(jié)果表明，地理信息機(jī)會路由協(xié)議gior在數(shù)據(jù)傳輸過程中，傳輸路徑較短，轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)較少，能量消耗較小。