一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由X個接入節(jié)點和兩個以上傳感器節(jié)點構(gòu)成，X≥2，接入節(jié)點為固定節(jié)點且分布于網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域邊緣；接入節(jié)點APx由一個具有網(wǎng)絡(luò)唯一性的接入節(jié)點ID Ix標識，X≥x≥1；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點與一個接入路由器相連，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過該接入路由器實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信。用戶通過本發(fā)明所提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法能夠從距離最近的傳感器節(jié)點以單播方式獲取數(shù)據(jù)，縮短了獲取服務(wù)數(shù)據(jù)的延遲和代價，提高了服務(wù)質(zhì)量，本發(fā)明可應(yīng)用于道路路況監(jiān)測、車輛管理等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
-種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種通信方法，尤其設(shè)及的是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，很多研究工作致力于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，W便通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠快 速獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會成為未來提供服務(wù) 的一種模式。
[0003] 目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)模式是通過廣播來實現(xiàn)，因此延遲和代價都比較大， 降低了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。因此，如何降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)的延遲和代價成為近年來 研究的熱點問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法。
[0005] 本發(fā)明通過單播取代廣播的方式來實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而降低無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)提供數(shù)據(jù)的延遲和代價，從而有效提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明公開了 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，一個無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)由X個接入節(jié)點和兩個W上傳感器節(jié)點構(gòu)成，X含2,接入節(jié)點為固定節(jié)點且分布于網(wǎng)絡(luò)所 覆蓋的區(qū)域邊緣;接入節(jié)點ΑΡχ由一個具有網(wǎng)絡(luò)唯一性的接入節(jié)點ID Ιχ標識，X>x> 1;無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點與一個接入路由器相連，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過該接入路由器實 現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點和傳感器節(jié)點具有相同的網(wǎng)絡(luò)前 綴，其值等于接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有接入節(jié)點的接入節(jié)點ID Ix構(gòu) 建成接入節(jié)點ID集合G，如公式(1)所示；
[0007]
[000引一種數(shù)據(jù)ID唯一標識一種類型的數(shù)據(jù)，例如某部電視劇，能夠創(chuàng)建并提供該類型 數(shù)據(jù)的所有傳感器節(jié)點構(gòu)建成一個k-anycast組，anycast為任播通信，k-anycast是多個任 播組成員可W同時進行任播通信，該k-anycast組由k-anycast地址唯一標識;兩個W上k- anycast組成員能夠同時提供一種類型數(shù)據(jù)的不同部分；
[0009] k-anycast地址結(jié)構(gòu)包括Ξ個部分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值為預(yù)先配 置;第二部分為j比特的數(shù)據(jù)ID，唯一標識一種類型的數(shù)據(jù);第Ξ部分為（128-i-j)比特的保 留域，其值為0,其中i為小于64的整數(shù)，j為小于48的整數(shù)；
[0010] 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每個接入節(jié)點和傳感器節(jié)點具有一個單播地址，單播地址結(jié)構(gòu) 包括Ξ個部分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值為預(yù)先配置;第二部分為jl比特的接入 節(jié)點ID，唯一標識一個接入節(jié)點，該部分由接入節(jié)點的地理橫坐標和地理縱坐標構(gòu)成，一個 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點具有不同的地理橫坐標和地理縱坐標;第Ξ部分為（128- i-jl)比特的節(jié)點ID,用于標識一個傳感器節(jié)點;接入節(jié)點的節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ID與節(jié)點 ID構(gòu)成鏈路地址，其中j和jl的值相同；
[0011] -種類型的數(shù)據(jù)C被劃分為Z個部分，第Z個數(shù)據(jù)部分cz由值為dz的數(shù)據(jù)部分ID唯一 標識，Z > Z > 1，如公式(2)所示；
[0012]
[0013] 接入路由器定期廣播路由器發(fā)布消息，接入節(jié)點ΑΡχ通過偵聽接入路由器廣播的 路由器發(fā)布消息來獲取網(wǎng)絡(luò)前綴，并利用自己的地理位置橫坐標和地理位置縱坐標與網(wǎng)絡(luò) 前綴相結(jié)合構(gòu)建成自己的單播地址，其中節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ΑΡχ獲取單播地址后，向接入 路由器發(fā)送地址廣播消息;接入路由器收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)X個接入節(jié)點的地址廣播消息后，獲取X 個接入節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G;
[0014] 接入路由器將接入節(jié)點ID集合G中的X個接入節(jié)點ID進行優(yōu)先級排序，廣播一個接 入節(jié)點ID排序消息，消息負載為排序后的X個接入節(jié)點ID;接入節(jié)點ΑΡχ接收到接入節(jié)點ID 排序消息后，保存接入節(jié)點10集合6，如果接入節(jié)點4^^檢測到自己的接入節(jié)點10的優(yōu)先級 排序值為y，l<y<X，則根據(jù)公式(3)和(4)獲取節(jié)點ID空間[L(y)，U(y)];
[0017]接入節(jié)點ID 1x1和接入節(jié)點ID I。的優(yōu)先級比較算法如下所示：
[001引情況1:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值大于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值，則接入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID 1x2;
[0019] 情況2:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值小于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值，則接入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID 1x2;
[0020] 情況3:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值并且接入節(jié)點ID 1x1的地理縱坐標域值大于接入節(jié)點ID 1x2的地理縱坐標域值，則接 入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID 1x2;
[0021] 情況4:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值并且接入節(jié)點ID 1x1的地理縱坐標域值小于接入節(jié)點ID 1x2的地理縱坐標域值，則接 入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID 1x2。
[0022] 通過上述過程，每個接入節(jié)點能夠獲取具有唯一性的接入節(jié)點ID,從而確保了通 信的正確性。
[0023] 本發(fā)明所述方法中，接入節(jié)點或者傳感器節(jié)點配置單播地址后，開始廣播信標帖， 帖負載為網(wǎng)絡(luò)前綴；
[0024] 沒有配置單播地址的傳感器節(jié)點S收到信標帖后，如果該信標帖源地址的接入節(jié) 點ID與接入節(jié)點ΑΡχ的接入節(jié)點ID相同，那么傳感器節(jié)點S通過下述過程從接入節(jié)點ΑΡχ獲取 單播地址：
[00巧]步驟301:開始；
[0026] 步驟302:傳感器節(jié)點S構(gòu)建臨時單播地址，該地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為信標帖負載中的 網(wǎng)絡(luò)前綴，接入節(jié)點ID為0,節(jié)點ID為隨機數(shù);傳感器節(jié)點S發(fā)送一條地址請求消息，消息源 地址為臨時單播地址，目的地址為接入節(jié)點ΑΡχ的單播地址；
[0027] 步驟303:接入節(jié)點ΑΡχ收到地址請求消息后，從節(jié)點ID空間中選擇一個未分配的 節(jié)點ID，向傳感器節(jié)點S返回一條地址響應(yīng)消息，消息負載為接入節(jié)點ID集合G和分配的節(jié) 點ID，同時，接入節(jié)點ΑΡχ將分配的節(jié)點ID標記為已分配狀態(tài)；
[00%]步驟304:傳感器節(jié)點別欠到地址響應(yīng)消息后，保存接入節(jié)點ID集合G，同時將地址 響應(yīng)消息中的節(jié)點ID與接入節(jié)點ΑΡχ的網(wǎng)絡(luò)前綴和接入節(jié)點ID相結(jié)合構(gòu)建成一個單播地 址，并開始廣播信標帖，帖源地址為傳感器節(jié)點S獲取的新地址；
[00巧]步驟305:結(jié)束。
[0030] 通過上述過程，每個傳感器節(jié)點能夠獲取具有唯一性的單播地址，從而確保了通 信的正確性。
[0031] 本發(fā)明所述方法中，每個接入節(jié)點保存一個最優(yōu)k-anycast組成員列表和非最優(yōu) k-anycast列表，兩個列表中的表項包括四個域：k-anycast地址域，組成員單播地址域，距 離域和生命周期域;其中，距離域指與k-anycast組成員的距離值；
[0032] k-anycast地址為K的k-anycast組成員身份預(yù)先設(shè)置；
[0033] k-anycast地址為K的k-anycast組成員通過單播地址配置過程獲取所在無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)的X個接入節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G，然后執(zhí)行下述操作：
[0034] 步驟401:開始；
[0035] 步驟402:k-anycast組成員通過網(wǎng)絡(luò)前綴W及接入節(jié)點ID集合G構(gòu)建本無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個接入節(jié)點的單播地址，然后向每個接入節(jié)點發(fā)送一個更新消息，消息源地址 為k-anycast組成員的單播地址，目的地址為接入節(jié)點的單播地址，消息負載為k-anycast 地址K和距離參數(shù)d，參數(shù)d的初始值為0;
[0036] 步驟403:更新消息在路由過程中每經(jīng)過一個中間節(jié)點，距離參數(shù)d遞增1，最終，更 新消息到達目的接入節(jié)點；
[0037] 步驟404:目的接入節(jié)點收到該更新消息后，根據(jù)下述Ξ種情況分別進行相應(yīng)的操 作：
[0038] 情況1，目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中沒有k-anycast地址域等于K 的表項：目的接入節(jié)點在最優(yōu)k-anycast組成員列表中增加一個表項，其中，k-anycast地址 域為K，組成員單播地址域為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生 命周期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0039] 情況2,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的 表項且該表項的距離域大于或者等于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點將該表項的組 成員單播地址域設(shè)置為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周 期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0040] 情況3,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的 表項且該表項的距離域小于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點在非最優(yōu)k-anycast組成 員列表中增加一個表項，其中，k-anycast地址域為K，組成員單播地址域為更新消息的源地 址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0041] 步驟405:目的接入節(jié)點在收到所有k-anycast組成員的更新消息后，獲取距離自 己最近的k-any cas t組成員的單播地址；
[0042] 步驟406:結(jié)束；
[0043] 如果k-anycast組成員的地理坐標發(fā)生變化，那么它向每個接入節(jié)點發(fā)送更新消 息從而確保接入節(jié)點能夠保存距離最近的k-any cas t組成員的信息；
[0044] 如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中和非最優(yōu)k-anycast組成員列表中 表項的生命周期衰減為0,接入節(jié)點則刪除該表項；
[0045] 如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-any cast組成員列表中表項為空，它則從非最優(yōu)k-any cast 組成員列表中選取一個距離最近的k-anycast組成員來更新最優(yōu)k-anycast組成員列表中 的表項。
[0046] 通過上述過程，接入節(jié)點能夠獲取距離最近的k-anycast組成員的信息，從而實現(xiàn) 數(shù)據(jù)通信。
[0047] 本發(fā)明所述方法中，一種類型的數(shù)據(jù)C由數(shù)據(jù)ID C定義，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠提 供數(shù)據(jù)C的所有傳感器節(jié)點構(gòu)成k-anycast組，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過接入路由器AR1接入到 互聯(lián)網(wǎng)，接入路由器AR1的網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1;
[004引k-anycast組成員Αχ根據(jù)下述過程創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx，其中，參數(shù)h初始值設(shè)置為0,網(wǎng) 絡(luò)直徑最大值為Η:
[0049] 步驟101:開始；
[0050] 步驟102: k-anycast組成員Αχ在h跳范圍內(nèi)廣播一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，該消息的負載 為參數(shù)h和數(shù)據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中 數(shù)據(jù)部分ID集合Px中任一個元素 dx-w定義了數(shù)據(jù)部分cx-w，l含W含|Px| ;
[0化1 ]
[0052]步驟103:判斷收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點是否能創(chuàng)建并提供數(shù)據(jù)部分cx-w，如果能 提供，則進行步驟104，否則進行步驟105;
[0化3] 步驟104:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點向k-anycast組成員Αχ發(fā)送一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建響應(yīng) 消息，該消息的負載為數(shù)據(jù)部分cx-w，進行步驟107;
[0054] 步驟105:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點將參數(shù)h遞減1，判斷h是否大于0,如果是，進行 步驟106,否則進行步驟107;
[0055] 步驟106:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，執(zhí)行步驟103;
[0056] 步驟107:k-anycast組成員Αχ判斷所有返回的數(shù)據(jù)創(chuàng)新響應(yīng)消息中的負載是否能 構(gòu)建數(shù)據(jù)部分Cx，如果不能，進行步驟108，否則進行步驟110;
[0057] 步驟108: k-anycast組成員Αχ判斷h是否等于H，如果是，進行步驟112，否則執(zhí)行步 驟 109;
[005引步驟109:k-anycast組成員Αχ將h遞增1，執(zhí)行步驟102;
[0059] 步驟110: k-anycast組成員Αχ向其他所有k-anycast成員發(fā)送一條數(shù)據(jù)分享消息， 消息負載為數(shù)據(jù)部分Cx;
[0060] 步驟111:其他k-anycast組成員收到k-anycast組成員Αχ發(fā)送的數(shù)據(jù)分享消息后， 保存數(shù)據(jù)部分Cx;
[006U 步驟112:結(jié)束；
[0062] 通過上述過程，每個k-anycast組成員在收到其他k-anycast成員發(fā)送的數(shù)據(jù)分享 消息后，創(chuàng)建數(shù)據(jù)C并保存數(shù)據(jù)C。通過上述過程，，每個k-anycast組成員能夠創(chuàng)建并保存數(shù) 據(jù)C。
[0063] 本發(fā)明所述方法中，互聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)點N通過下述過程取數(shù)據(jù)C:
[0064] 步驟201:開始；
[0(?日]步驟202:節(jié)點N構(gòu)建一個k-anycast地址，該k-anycast地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1，數(shù) 據(jù)ID為C;節(jié)點N發(fā)送一個數(shù)據(jù)請求消息，該消息的目的地址為構(gòu)建的k-anycast地址，源地 址為自己的單播地址，基于目的地址的網(wǎng)絡(luò)前綴GRP1，該數(shù)據(jù)請求消息達到接入路由器 AR1；
[0066] 步驟203:接入路由器AR1利用節(jié)點ID集合G為每個連接的接入節(jié)點ΑΡχ構(gòu)建一個單 播地址，該地址記做Ux，在地址Ux中，網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1，接入節(jié)點ID為接入節(jié)點ΑΡχ的接入節(jié) 點ID;
[0067] 步驟204:接入路由器AR1發(fā)送數(shù)據(jù)部分請求消息，該消息記做Rx，在數(shù)據(jù)部分請求 消息Rx中，源地址為接入路由器AR1的單播地址U，目的地址為單播地址Ux，負載為數(shù)據(jù)ID C 和數(shù)據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中數(shù)據(jù)部分 ID集合Px中任一個元素 dx-w定義了數(shù)據(jù)部分cx-w，1 < W引Px I，數(shù)據(jù)部分Cx滿足公式（4)和 (5)，由此，數(shù)據(jù)部分請求消息Rx到達接入節(jié)點ΑΡχ;
[0070] 步驟205:接入節(jié)點ΑΡχ收到數(shù)據(jù)部分請求消息Rx后，查看最優(yōu)k-anycast組成員列 表中k-anycast地址域值為K的表項，并獲取該表項的組成員單播地址域值Τχ;將數(shù)據(jù)部分 請求消息Rx的目的地址更新為單播地址Τχ，源地址更新為自己的單播地址Ux，發(fā)送數(shù)據(jù)部分 請求消息Rx;由此數(shù)據(jù)部分請求消息Rx被路由到單播地址為Τχ的最優(yōu)k-anycast成員Αχ;
[0071] 步驟206:判斷最優(yōu)k-anycast組成員Αχ能否提供數(shù)據(jù)部分Cx，如果能，則進行步驟 208,否則執(zhí)行步驟207;
[0072] 步驟207:k-anycast組成員Αχ執(zhí)行步驟101~步驟112創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx;
[0073] 步驟208:k-anycast組成員Αχ發(fā)送一個數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex,數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex 的負載為數(shù)據(jù)部分Cx，目的地址為單播地址Ux，源地址為單播地址Τχ;
[0074] 步驟209:接入節(jié)點41\收到數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex后，將數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex的目的 單播地址更新為單播地址U，發(fā)送數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex,數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex到達接入路由 器 AR1;
[0075] 步驟210:接入路由器AR1收到X個接入節(jié)點返回的數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息后，利用數(shù)據(jù) 部分響應(yīng)消息中的數(shù)據(jù)部分構(gòu)建數(shù)據(jù)C，返回一個數(shù)據(jù)響應(yīng)消息，該消息的負載為數(shù)據(jù)C，目 的地址為節(jié)點N的單播地址；
[0076] 步驟211:節(jié)點訓欠到數(shù)據(jù)響應(yīng)消息后，獲取了數(shù)據(jù)C;
[0077] 步驟212:結(jié)束。
[0078] 通過上述過程，節(jié)點能夠從距離最近的k-any cast組成員獲取數(shù)據(jù)C。
[0079] 有益效果:本發(fā)明提供了 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，用戶通過本發(fā)明所 提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法能夠從距離最近的傳感器節(jié)點W單播方式獲取數(shù)據(jù)， 縮短了獲取服務(wù)數(shù)據(jù)的延遲和代價，提高了服務(wù)質(zhì)量，本發(fā)明可應(yīng)用于道路路況監(jiān)測、車輛 管理等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0080] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做更進一步的具體說明，本發(fā)明的上述 和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0081 ]圖1為本發(fā)明所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0082] 圖2為本發(fā)明所述的k-anycast地址結(jié)構(gòu)示意圖。
[0083] 圖3為本發(fā)明所述的單播地址結(jié)構(gòu)示意圖。
[0084] 圖4為本發(fā)明所述的單播地址配置流程示意圖。
[0085] 圖5為本發(fā)明所述的k-anycast成員更新流程示意圖。
[0086] 圖6為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)創(chuàng)建流程示意圖。
[0087] 圖7為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)獲取流程示意圖。
【具體實施方式】：
[0088] 本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，用戶通過本發(fā)明所提供的無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法能夠從距離最近的傳感器節(jié)點W單播方式獲取數(shù)據(jù)，縮短了獲取 服務(wù)數(shù)據(jù)的延遲和代價，提高了服務(wù)質(zhì)量，本發(fā)明可應(yīng)用于道路路況監(jiān)測、車輛管理等領(lǐng) 域，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0089] 圖1為本發(fā)明所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1由X 個接入節(jié)點2和兩個W上傳感器節(jié)點3構(gòu)成，X含2,接入節(jié)點2為固定節(jié)點且分布于網(wǎng)絡(luò)所覆 蓋的區(qū)域邊緣;接入節(jié)點2APx由一個具有網(wǎng)絡(luò)唯一性的接入節(jié)點ID Ix標識，X含X含1;無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)1內(nèi)所有接入節(jié)點2與一個接入路由器4相連，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1通過該接入路由 器4實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1內(nèi)所有接入節(jié)點2和傳感器節(jié)點3具有相同 的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值等于接入路由器4的網(wǎng)絡(luò)前綴;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1中所有接入節(jié)點2的接入 節(jié)點ID Ix構(gòu)建成接入節(jié)點ID集合G，如公式（1)所示；
[0090]
[0091] -種數(shù)據(jù)ID唯一標識一種類型的數(shù)據(jù)，能夠創(chuàng)建并提供該類型數(shù)據(jù)的所有傳感器 節(jié)點3構(gòu)建成一個k-any cast組，該k-any cast組由k-any cast地址唯一標識；兩個W上k- anycast組成員能夠同時提供一種類型數(shù)據(jù)的不同部分。
[0092] 圖2為本發(fā)明所述的k-anycast地址結(jié)構(gòu)示意圖。k-anycast地址結(jié)構(gòu)包括Ξ個部 分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值為預(yù)先配置;第二部分為j比特的數(shù)據(jù)ID，唯一標識 一種類型的數(shù)據(jù);第Ξ部分為（128-i-j)比特的保留域，其值為0,其中i為小于64的整數(shù)，j 為小于48的整數(shù)。
[0093] 圖3為本發(fā)明所述的單播地址結(jié)構(gòu)示意圖。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每個接入節(jié)點和傳 感器節(jié)點具有一個單播地址，單播地址結(jié)構(gòu)包括=個部分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴， 其值為預(yù)先配置;第二部分為j 1比特的接入節(jié)點ID，唯一標識一個接入節(jié)點，該部分由接 入節(jié)點的地理橫坐標和地理縱坐標構(gòu)成，一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點具有不同的 地理橫坐標和地理縱坐標;第Ξ部分為（128-i-jl)比特的節(jié)點ID，用于標識一個傳感器節(jié) 點;接入節(jié)點的節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ID與節(jié)點ID構(gòu)成鏈路地址，其中j和j 1的值相同；
[0094] -種類型的數(shù)據(jù)C被劃分為Z個部分，第Z個數(shù)據(jù)部分cz由值為dz的數(shù)據(jù)部分ID唯一 標識，Z > Z > 1，如公式(2)所示；
[0095]
[0096] 接入路由器定期廣播路由器發(fā)布消息，接入節(jié)點ΑΡχ通過偵聽接入路由器廣播的 路由器發(fā)布消息來獲取網(wǎng)絡(luò)前綴，并利用自己的地理位置橫坐標和地理位置縱坐標與網(wǎng)絡(luò) 前綴相結(jié)合構(gòu)建成自己的單播地址，其中節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ΑΡχ獲取單播地址后，向接入 路由器發(fā)送地址廣播消息;接入路由器收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)X個接入節(jié)點的地址廣播消息后，獲取X 個接入節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G;
[0097] 接入路由器將接入節(jié)點ID集合G中的X個接入節(jié)點ID進行優(yōu)先級排序，廣播一個接 入節(jié)點ID排序消息，消息負載為排序后的X個接入節(jié)點ID;接入節(jié)點ΑΡχ接收到接入節(jié)點ID 排序消息后，保存接入節(jié)點10集合6，如果接入節(jié)點4^^檢測到自己的接入節(jié)點10的優(yōu)先級 排序值為y，l<y<X，則根據(jù)公式(3)和(4)獲取節(jié)點ID空間[L(y)，U(y)];
[0100]接入節(jié)點ID 1x1和接入節(jié)點ID 1x2的優(yōu)先級比較算法如下所示：
[0101]情況1:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值大于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值，則接入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID 1x2;
[0102] 情況2:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值小于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值，則接入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID 1x2;
[0103]情況3:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值并且接入節(jié)點ID 1x1的地理縱坐標域值大于接入節(jié)點ID 1x2的地理縱坐標域值，則接 入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID 1x2;
[0104] 情況4:如果接入節(jié)點ID 1x1的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID 1x2的地理橫坐標 域值并且接入節(jié)點ID 1x1的地理縱坐標域值小于接入節(jié)點ID 1x2的地理縱坐標域值，則接 入節(jié)點ID 1x1的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID 1x2。
[0105] 圖4為本發(fā)明所述的單播地址配置流程示意圖。接入節(jié)點或者傳感器節(jié)點配置單 播地址后，開始廣播信標帖，帖負載為網(wǎng)絡(luò)前綴；
[0106] 沒有配置單播地址的傳感器節(jié)點S收到信標帖后，如果該信標帖源地址的接入節(jié) 點ID與接入節(jié)點ΑΡχ的接入節(jié)點ID相同，那么傳感器節(jié)點S通過下述過程從接入節(jié)點ΑΡχ獲取 單播地址：
[0107] 步驟301:開始；
[0108] 步驟302:傳感器節(jié)點S構(gòu)建臨時單播地址，該地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為信標帖負載中的 網(wǎng)絡(luò)前綴，接入節(jié)點ID為0,節(jié)點ID為隨機數(shù);傳感器節(jié)點S發(fā)送一條地址請求消息，消息源 地址為臨時單播地址，目的地址為接入節(jié)點ΑΡχ的單播地址；
[0109] 步驟303:接入節(jié)點ΑΡχ收到地址請求消息后，從節(jié)點ID空間中選擇一個未分配的 節(jié)點ID，向傳感器節(jié)點S返回一條地址響應(yīng)消息，消息負載為接入節(jié)點ID集合G和分配的節(jié) 點ID，同時，接入節(jié)點ΑΡχ將分配的節(jié)點ID標記為已分配狀態(tài)；
[0110] 步驟304:傳感器節(jié)點別欠到地址響應(yīng)消息后，保存接入節(jié)點ID集合G，同時將地址 響應(yīng)消息中的節(jié)點ID與接入節(jié)點ΑΡχ的網(wǎng)絡(luò)前綴和接入節(jié)點ID相結(jié)合構(gòu)建成一個單播地 址，并開始廣播信標帖，帖源地址為傳感器節(jié)點S獲取的新地址；
[01川步驟305:結(jié)束。
[0112] 圖5為本發(fā)明所述的k-anycast成員更新流程示意圖。每個接入節(jié)點保存一個最優(yōu) k-anycast組成員列表和非最優(yōu)k-anycast列表，兩個列表中的表項包括四個域:k-anycast 地址域，組成員單播地址域，距離域和生命周期域;其中，距離域指與k-anycast組成員的距 離值；
[0113] k-anycast地址為K的k-anycast組成員身份預(yù)先設(shè)置；
[0114] k-anycast地址為K的k-anycast組成員通過單播地址配置過程獲取所在無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)的X個接入節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G，然后執(zhí)行下述操作：
[011引步驟401:開始；
[0116]步驟402:k-anycast組成員通過網(wǎng)絡(luò)前綴W及接入節(jié)點ID集合G構(gòu)建本無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個接入節(jié)點的單播地址，然后向每個接入節(jié)點發(fā)送一個更新消息，消息源地址 為k-anycast組成員的單播地址，目的地址為接入節(jié)點的單播地址，消息負載為k-anycast 地址K和距離參數(shù)d，參數(shù)d的初始值為0;
[0117] 步驟403:更新消息在路由過程中每經(jīng)過一個中間節(jié)點，距離參數(shù)d遞增1，最終，更 新消息到達目的接入節(jié)點；
[0118] 步驟404:目的接入節(jié)點收到該更新消息后，根據(jù)下述Ξ種情況分別進行相應(yīng)的操 作：
[0119]情況1，目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中沒有k-anycast地址域等于K 的表項：目的接入節(jié)點在最優(yōu)k-anycast組成員列表中增加一個表項，其中，k-anycast地址 域為K，組成員單播地址域為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生 命周期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0120] 情況2,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的 表項且該表項的距離域大于或者等于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點將該表項的組 成員單播地址域設(shè)置為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周 期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0121] 情況3,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的 表項且該表項的距離域小于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點在非最優(yōu)k-anycast組成 員列表中增加一個表項，其中，k-anycast地址域為Κ，組成員單播地址域為更新消息的源地 址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周期設(shè)置為最大值，例如60分鐘；
[0122] 步驟405:目的接入節(jié)點在收到所有k-anycast組成員的更新消息后，獲取距離自 己最近的k-any cas t組成員的單播地址；
[0123] 步驟406:結(jié)束；
[0124] 如果k-anycast組成員的地理坐標發(fā)生變化，那么它向每個接入節(jié)點發(fā)送更新消 息從而確保接入節(jié)點能夠保存距離最近的k-any cas t組成員的信息；
[0125] 如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中和非最優(yōu)k-anycast組成員列表中 表項的生命周期衰減為0,接入節(jié)點則刪除該表項；
[01%]如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-any cast組成員列表中表項為空，它則從非最優(yōu)k-any cast 組成員列表中選取一個距離最近的k-anycast組成員來更新最優(yōu)k-anycast組成員列表中 的表項。
[0127]圖6為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)創(chuàng)建流程示意圖。一種類型的數(shù)據(jù)C由數(shù)據(jù)ID C定義，無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠提供數(shù)據(jù)C的所有傳感器節(jié)點構(gòu)成k-anycast組，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過 接入路由器AR1接入到互聯(lián)網(wǎng)，接入路由器AR1的網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1;
[01%] k-anycast組成員Αχ根據(jù)下述過程創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx，其中，參數(shù)h初始值設(shè)置為0,網(wǎng) 絡(luò)直徑最大值為Η:
[0129] 步驟101:開始；
[0130] 步驟102: k-anycast組成員Αχ在h跳范圍內(nèi)廣播一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，該消息的負載 為參數(shù)h和數(shù)據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中 數(shù)據(jù)部分ID集合Px中任一個元素 dx-w定義了數(shù)據(jù)部分cx-w，l含W含|Px| ;
[0131]
[0132] 步驟103:判斷收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點是否能創(chuàng)建并提供數(shù)據(jù)部分cx-w，如果能 提供，則進行步驟104，否則進行步驟105;
[0133] 步驟104:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點向k-anycast組成員Αχ發(fā)送一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建響應(yīng) 消息，該消息的負載為數(shù)據(jù)部分cx-w，進行步驟107;
[0134] 步驟105:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點將參數(shù)h遞減1，判斷h是否大于0,如果是，進行 步驟106,否則進行步驟107;
[0135] 步驟106:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，執(zhí)行步驟103;
[0136] 步驟107:k-anycast組成員Αχ判斷所有返回的數(shù)據(jù)創(chuàng)新響應(yīng)消息中的負載是否能 構(gòu)建數(shù)據(jù)部分Cx，如果不能，進行步驟108，否則進行步驟110;
[0137] 步驟108: k-anycast組成員Αχ判斷h是否等于Η，如果是，進行步驟112，否則執(zhí)行步 驟 109;
[013引步驟109:k-anycast組成員Αχ將h遞增1，執(zhí)行步驟102;
[0139] 步驟110: k-anycast組成員Αχ向其他所有k-anycast成員發(fā)送一條數(shù)據(jù)分享消息， 消息負載為數(shù)據(jù)部分Cx;
[0140] 步驟111:其他k-anycast組成員收到k-anycast組成員Αχ發(fā)送的數(shù)據(jù)分享消息后， 保存數(shù)據(jù)部分Cx;
[0141] 步驟112:結(jié)束；
[0142] 通過上述過程，每個k-anycast組成員在收到其他k-anycast成員發(fā)送的數(shù)據(jù)分享 消息后，創(chuàng)建數(shù)據(jù)C并保存數(shù)據(jù)C。
[0143] 圖7為本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)獲取流程示意圖?；ヂ?lián)網(wǎng)中的節(jié)點N通過下述過程取數(shù)據(jù) C：
[0144] 步驟201:開始；
[0145] 步驟202:節(jié)點N構(gòu)建一個k-anycast地址，該k-anycast地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1，數(shù) 據(jù)ID為C;節(jié)點N發(fā)送一個數(shù)據(jù)請求消息，該消息的目的地址為構(gòu)建的k-anycast地址，源地 址為自己的單播地址，基于目的地址的網(wǎng)絡(luò)前綴GRP1，該數(shù)據(jù)請求消息達到接入路由器 AR1；
[0146] 步驟203:接入路由器AR1利用節(jié)點ID集合G為每個連接的接入節(jié)點ΑΡχ構(gòu)建一個單 播地址，該地址記做Ux，在地址Ux中，網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1，接入節(jié)點ID為接入節(jié)點ΑΡχ的接入節(jié) 點ID;
[0147] 步驟204:接入路由器AR1發(fā)送數(shù)據(jù)部分請求消息，該消息記做Rx，在數(shù)據(jù)部分請求 消息Rx中，源地址為接入路由器AR1的單播地址U，目的地址為單播地址Ux，負載為數(shù)據(jù)ID C 和數(shù)據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中數(shù)據(jù)部分 ID集合Px中任一個元素 dx-w定義了數(shù)據(jù)部分cx-w，1 < W引Px I，數(shù)據(jù)部分Cx滿足公式（4)和 (5)，由此，數(shù)據(jù)部分請求消息Rx到達接入節(jié)點ΑΡχ;
[0150] 步驟205:接入節(jié)點ΑΡχ收到數(shù)據(jù)部分請求消息Rx后，查看最優(yōu)k-anycast組成員列 表中k-anycast地址域值為K的表項，并獲取該表項的組成員單播地址域值Τχ;將數(shù)據(jù)部分 請求消息Rx的目的地址更新為單播地址Τχ，源地址更新為自己的單播地址Ux，發(fā)送數(shù)據(jù)部分 請求消息Rx;由此數(shù)據(jù)部分請求消息Rx被路由到單播地址為Τχ的最優(yōu)k-anycast成員Αχ;
[0151] 步驟206:判斷最優(yōu)k-anycast組成員Αχ能否提供數(shù)據(jù)部分Cx，如果能，則進行步驟 208,否則執(zhí)行步驟207;
[0152] 步驟207:k-anycast組成員Αχ執(zhí)行步驟101~步驟112創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx;
[0153] 步驟208: k-anycast組成員Αχ發(fā)送一個數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex,數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex 的負載為數(shù)據(jù)部分Cx，目的地址為單播地址Ux，源地址為單播地址Τχ;
[0154] 步驟209:接入節(jié)點41\收到數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex后，將數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex的目的 單播地址更新為單播地址U，發(fā)送數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex,數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex到達接入路由 器 AR1;
[0155] 步驟210:接入路由器AR1收到X個接入節(jié)點返回的數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息后，利用數(shù)據(jù) 部分響應(yīng)消息中的數(shù)據(jù)部分構(gòu)建數(shù)據(jù)C，返回一個數(shù)據(jù)響應(yīng)消息，該消息的負載為數(shù)據(jù)C，目 的地址為節(jié)點N的單播地址；
[0156] 步驟211:節(jié)點訓欠到數(shù)據(jù)響應(yīng)消息后，獲取了數(shù)據(jù)C;
[0157] 步驟212:結(jié)束。
[015引實施例1
[0159] 基于表1的仿真參數(shù)，本實施例模擬了本發(fā)明中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法， 性能分析如下：當接入節(jié)點數(shù)量增加的情況下，數(shù)據(jù)通信延遲和能量消耗都隨之降低。數(shù)據(jù) 獲取的平均延遲為20s，能量消耗為180mJ。
[0160] 表1仿真參數(shù)
[0161]
[0163]本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法的思路，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的 方法和途徑很多，W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤 飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加 W實 現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1. 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由X個接入節(jié) 點和兩個以上傳感器節(jié)點構(gòu)成，X2 2,接入節(jié)點為固定節(jié)點且分布于網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域邊 緣;接入節(jié)點APX由一個具有網(wǎng)絡(luò)唯一性的接入節(jié)點ID Ix標識，X2 1;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 所有接入節(jié)點與一個接入路由器相連，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過該接入路由器實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的 數(shù)據(jù)通信;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點和傳感器節(jié)點具有相同的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值等于 接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有接入節(jié)點的接入節(jié)點ID Ix構(gòu)建成接入節(jié) 點ID集合G，如公式（1)所示；一種數(shù)據(jù)ID唯一標識一種類型的數(shù)據(jù)，能夠創(chuàng)建并提供該類型數(shù)據(jù)的所有傳感器節(jié)點 構(gòu)建成一個k-anycast組，該k-anycast組由k-anycast地址唯一標識；兩個以上k-anycast 組成員能夠同時提供一種類型數(shù)據(jù)的不同部分； k-anycast地址結(jié)構(gòu)包括三個部分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值為預(yù)先配置;第 二部分為j比特的數(shù)據(jù)ID，唯一標識一種類型的數(shù)據(jù);第三部分為（128-i-j)比特的保留域， 其值為〇，其中i為小于64的整數(shù)，j為小于48的整數(shù)； 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每個接入節(jié)點和傳感器節(jié)點具有一個單播地址，單播地址結(jié)構(gòu)包括 三個部分，第一部分為i比特的網(wǎng)絡(luò)前綴，其值為預(yù)先配置;第二部分為jl比特的接入節(jié)點 ID，唯一標識一個接入節(jié)點，該部分由接入節(jié)點的地理橫坐標和地理縱坐標構(gòu)成，一個無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有接入節(jié)點具有不同的地理橫坐標和地理縱坐標;第三部分為（128-i-jl) 比特的節(jié)點ID，用于標識一個傳感器節(jié)點；接入節(jié)點的節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ID與節(jié)點ID構(gòu) 成鏈路地址，其中j和j 1的值相同； 一種類型的數(shù)據(jù)C被劃分為Z個部分，第z個數(shù)據(jù)部分cz由值為dz的數(shù)據(jù)部分ID唯一標 識，Z2z 2 1，如公式(2)所示；接入路由器定期廣播路由器發(fā)布消息，接入節(jié)點APX通過偵聽接入路由器廣播的路由器 發(fā)布消息來獲取網(wǎng)絡(luò)前綴，并利用自己的地理位置橫坐標和地理位置縱坐標與網(wǎng)絡(luò)前綴相 結(jié)合構(gòu)建成自己的單播地址，其中節(jié)點ID為0;接入節(jié)點ΑΡ Χ獲取單播地址后，向接入路由器 發(fā)送地址廣播消息;接入路由器收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)X個接入節(jié)點的地址廣播消息后，獲取X個接入 節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G; 接入路由器將接入節(jié)點ID集合G中的X個接入節(jié)點ID進行優(yōu)先級排序，廣播一個接入節(jié) 點ID排序消息，消息負載為排序后的X個接入節(jié)點ID;接入節(jié)點APX接收到接入節(jié)點ID排序 消息后，保存接入節(jié)點ID集合G，如果接入節(jié)點AP X檢測到自己的接入節(jié)點ID的優(yōu)先級排序 值為y，1 < y < X，則根據(jù)公式(3)和(4)獲取節(jié)點ID空間[L(y)，U(y)];2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，接入節(jié)點ID Ixl和接入節(jié)點ID Ix2的優(yōu)先級比較算法如下所示： 情況1:如果接入節(jié)點ID Ixi的地理橫坐標域值大于接入節(jié)點ID IX2的地理橫坐標域值， 則接入節(jié)點ID Ixi的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID IX2; 情況2:如果接入節(jié)點ID Ixl的地理橫坐標域值小于接入節(jié)點ID Ix2的地理橫坐標域值， 則接入節(jié)點ID Ixi的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID IX2; 情況3:如果接入節(jié)點ID Ixi的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID IX2的地理橫坐標域值 并且接入節(jié)點ID Ixi的地理縱坐標域值大于接入節(jié)點ID IX2的地理縱坐標域值，則接入節(jié) 點ID。的優(yōu)先級大于接入節(jié)點ID Ix2; 情況4:如果接入節(jié)點ID Ixi的地理橫坐標域值等于接入節(jié)點ID IX2的地理橫坐標域值 并且接入節(jié)點ID Ixi的地理縱坐標域值小于接入節(jié)點ID IX2的地理縱坐標域值，則接入節(jié) 點ID。的優(yōu)先級小于接入節(jié)點ID Ix2。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，接入節(jié)點或 者傳感器節(jié)點配置單播地址后，開始廣播信標幀，幀負載為網(wǎng)絡(luò)前綴； 沒有配置單播地址的傳感器節(jié)點S收到信標幀后，如果該信標幀源地址的接入節(jié)點ID 與接入節(jié)點APX的接入節(jié)點ID相同，那么傳感器節(jié)點S通過下述過程從接入節(jié)點APX獲取單播 地址： 步驟301:開始； 步驟302:傳感器節(jié)點S構(gòu)建臨時單播地址，該地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為信標幀負載中的網(wǎng)絡(luò) 前綴，接入節(jié)點ID為0，節(jié)點ID為隨機數(shù);傳感器節(jié)點S發(fā)送一條地址請求消息，消息源地址 為臨時單播地址，目的地址為接入節(jié)點AP X的單播地址； 步驟303:接入節(jié)點APX收到地址請求消息后，從節(jié)點ID空間中選擇一個未分配的節(jié)點 ID，向傳感器節(jié)點S返回一條地址響應(yīng)消息，消息負載為接入節(jié)點ID集合G和分配的節(jié)點ID， 同時，接入節(jié)點APX將分配的節(jié)點ID標記為已分配狀態(tài)； 步驟304:傳感器節(jié)點S收到地址響應(yīng)消息后，保存接入節(jié)點ID集合G，同時將地址響應(yīng) 消息中的節(jié)點ID與接入節(jié)點APX的網(wǎng)絡(luò)前綴和接入節(jié)點ID相結(jié)合構(gòu)建成一個單播地址，并 開始廣播信標幀，幀源地址為傳感器節(jié)點S獲取的新地址； 步驟305:結(jié)束。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，每個接入節(jié) 點保存一個最優(yōu)k-anycast組成員列表和非最優(yōu)k-anycast列表，兩個列表中的表項包括四 個域:k-anycast地址域，組成員單播地址域，距離域和生命周期域；其中，距離域指與k-any cast組成員的距離值； k-anycast地址為K的k-anycast組成員身份預(yù)先設(shè)置； k-anycast地址為K的k-anycast組成員通過單播地址配置過程獲取所在無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)的X個接入節(jié)點的接入節(jié)點ID集合G，然后執(zhí)行下述操作： 步驟401:開始； 步驟402: k-anycast組成員通過網(wǎng)絡(luò)前綴以及接入節(jié)點ID集合G構(gòu)建本無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)內(nèi)每個接入節(jié)點的單播地址，然后向每個接入節(jié)點發(fā)送一個更新消息，消息源地址為k-anycast組成員的單播地址，目的地址為接入節(jié)點的單播地址，消息負載為k-anycast地址K 和距離參數(shù)d，參數(shù)d的初始值為0; 步驟403:更新消息在路由過程中每經(jīng)過一個中間節(jié)點，距離參數(shù)d遞增1，最終，更新消 息到達目的接入節(jié)點； 步驟404:目的接入節(jié)點收到該更新消息后，根據(jù)下述三種情況分別進行相應(yīng)的操作： 情況1，目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中沒有k-anycast地址域等于K的表 項：目的接入節(jié)點在最優(yōu)k-anycast組成員列表中增加一個表項，其中，k-anycast地址域為 K，組成員單播地址域為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周 期設(shè)置為最大值； 情況2,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的表項 且該表項的距離域大于或者等于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點將該表項的組成員 單播地址域設(shè)置為更新消息的源地址，距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周期設(shè) 置為最大值； 情況3,目的接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中存在k-anycast地址域為K的表項 且該表項的距離域小于更新消息中的參數(shù)d值：目的接入節(jié)點在非最優(yōu)k-anycast組成員列 表中增加一個表項，其中，k-anycas t地址域為K，組成員單播地址域為更新消息的源地址， 距離域值為更新消息中的距離參數(shù)d值，生命周期設(shè)置為最大值； 步驟405:目的接入節(jié)點在收到所有k-anycast組成員的更新消息后，獲取距離自己最 近的k-any ca s t組成員的單播地址； 步驟406:結(jié)束； 如果k-anycast組成員的地理坐標發(fā)生變化，那么它向每個接入節(jié)點發(fā)送更新消息從 而確保接入節(jié)點能夠保存距離最近的k-any cast組成員的信息； 如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中和非最優(yōu)k-anycast組成員列表中表項 的生命周期衰減為〇,接入節(jié)點則刪除該表項； 如果接入節(jié)點的最優(yōu)k-anycast組成員列表中表項為空，它則從非最優(yōu)k-anycast組成 員列表中選取一個距離最近的k-anycast組成員來更新最優(yōu)k-anycast組成員列表中的表 項。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，一種類型的 數(shù)據(jù)C由數(shù)據(jù)ID c定義，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠提供數(shù)據(jù)C的所有傳感器節(jié)點構(gòu)成k-anycast組，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過接入路由器AR1接入到互聯(lián)網(wǎng)，接入路由器AR1的網(wǎng)絡(luò)前綴 為GRP1; k-anycast組成員Ax根據(jù)下述過程創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx，其中，參數(shù)h初始值設(shè)置為0,網(wǎng)絡(luò)直 徑最大值為Η: 步驟101:開始； 步驟10 2: k-any c a s t組成員六\在11跳范圍內(nèi)廣播一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，該消息的負載為參 數(shù)h和數(shù)據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中數(shù)據(jù) 部分ID集合P x中任一個元素dx-w定義了數(shù)據(jù)部分cx-w，1 < w < | Px | ;步驟103:判斷收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點是否能創(chuàng)建并提供數(shù)據(jù)部分Cxi,如果能提供， 則進行步驟104，否則進行步驟105; 步驟104:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點向k-anycast組成員Ax發(fā)送一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建響應(yīng)消息， 該消息的負載為數(shù)據(jù)部分cXi,進行步驟107; 步驟105:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點將參數(shù)h遞減1，判斷h是否大于0,如果是，進行步驟 106,否則進行步驟107; 步驟106:收到數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)創(chuàng)建消息，執(zhí)行步驟103; 步驟10 7: k-an y c a s t組成員Ax判斷所有返回的數(shù)據(jù)創(chuàng)新響應(yīng)消息中的負載是否能構(gòu)建 數(shù)據(jù)部分Cx，如果不能，進行步驟108，否則進行步驟110; 步驟108:k-anycast組成員Ax判斷h是否等于H，如果是，進行步驟112，否則執(zhí)行步驟 109； 步驟109: k-anycast組成員Αχ將h遞增1，執(zhí)行步驟102; 步驟110 :k_anycast組成員Ax向其他所有k-anycast成員發(fā)送一條數(shù)據(jù)分享消息，消息 負載為數(shù)據(jù)部分Cx; 步驟111:其他k-anycast組成員收到k-anycast組成員Ax發(fā)送的數(shù)據(jù)分享消息后，保存 數(shù)據(jù)部分Cx; 步驟112:結(jié)束； 通過上述過程，每個k-anycast組成員在收到其他k-anycast成員發(fā)送的數(shù)據(jù)分享消息 后，創(chuàng)建數(shù)據(jù)C并保存數(shù)據(jù)C。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，互聯(lián)網(wǎng)中的 節(jié)點N通過下述過程取數(shù)據(jù)C: 步驟201:開始； 步驟202:節(jié)點N構(gòu)建一個k-anycast地址，該k-anycast地址的網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP1，數(shù)據(jù)ID 為c;節(jié)點N發(fā)送一個數(shù)據(jù)請求消息，該消息的目的地址為構(gòu)建的k-anycast地址，源地址為 自己的單播地址，基于目的地址的網(wǎng)絡(luò)前綴GRP1，該數(shù)據(jù)請求消息達到接入路由器AR1; 步驟203:接入路由器AR1利用節(jié)點ID集合G為每個連接的接入節(jié)點APX構(gòu)建一個單播地 址，該地址記做Ux，在地址Ux中，網(wǎng)絡(luò)前綴為GRP 1，接入節(jié)點ID為接入節(jié)點APX的接入節(jié)點ID; 步驟204:接入路由器AR1發(fā)送數(shù)據(jù)部分請求消息，該消息記做Rx，在數(shù)據(jù)部分請求消息 Rx中，源地址為接入路由器AR1的單播地址U，目的地址為單播地址Ux，負載為數(shù)據(jù)ID c和數(shù) 據(jù)部分ID集合Px，數(shù)據(jù)部分ID集合Px定義了數(shù)據(jù)部分Cx，如公式(3)所示，其中數(shù)據(jù)部分ID集 合P x中任一個元素dx-w定義了數(shù)據(jù)部分Cxi, 1 < w < | Px |，數(shù)據(jù)部分Cx滿足公式(4)和(5)，由 此，數(shù)據(jù)部分請求消息Rx到達接入節(jié)點AP X;步驟205:接入節(jié)點APX收到數(shù)據(jù)部分請求消息Rx后，查看最優(yōu)k-anycast組成員列表中 k-anycast地址域值為K的表項，并獲取該表項的組成員單播地址域值Tx;將數(shù)據(jù)部分請求 消息Rx的目的地址更新為單播地址Τχ，源地址更新為自己的單播地址Ux，發(fā)送數(shù)據(jù)部分請求 消息R x;由此數(shù)據(jù)部分請求消息Rx被路由到單播地址為Tx的最優(yōu)k-anycast成員A x; 步驟206:判斷最優(yōu)k-anycast組成員Ax能否提供數(shù)據(jù)部分Cx，如果能，則進行步驟208， 否則執(zhí)行步驟207; 步驟207:k-anycast組成員Ax執(zhí)行步驟101~步驟112創(chuàng)建數(shù)據(jù)部分Cx; 步驟208: k-anycast組成員Ax發(fā)送一個數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex，數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex的負 載為數(shù)據(jù)部分Cx，目的地址為單播地址Ux，源地址為單播地址Tx; 步驟209:接入節(jié)點APX收到數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex后，將數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex的目的單播 地址更新為單播地址U，發(fā)送數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex，數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息Ex到達接入路由器 AR1； 步驟210:接入路由器AR1收到X個接入節(jié)點返回的數(shù)據(jù)部分響應(yīng)消息后，利用數(shù)據(jù)部分 響應(yīng)消息中的數(shù)據(jù)部分構(gòu)建數(shù)據(jù)C，返回一個數(shù)據(jù)響應(yīng)消息，該消息的負載為數(shù)據(jù)C，目的地 址為節(jié)點N的單播地址； 步驟211:節(jié)點N收到數(shù)據(jù)響應(yīng)消息后，獲取了數(shù)據(jù)C; 步驟212:結(jié)束。
【文檔編號】H04W84/18GK105871713SQ201610403595
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】王曉喃
【申請人】常熟理工學院