无线传感器网络的能量有效性网络层路由算法

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1、无线传感器网络的能量有效性网络层路由算法在MHRA算法中，最佳路由即是最小跳数路由。最佳路由的建立是在感知任务交付阶段，通过在洪泛查询包过程中，由传感器节点根据查询包中包含的洪泛信息建立的。为了描述最佳路由建立过程，考虑这样一个例子，在这个例子中，有S个节点，分别标识为1，2，3，4，5。节点、Sink节点和目标(Object)之间的位置关系如图1所示。图中虚线圆表示节点的通信半径，带箭头的直线表示查询包的洪泛方向，带箭头的弧线表示感知数据包的返回方向。在这个例子中，根据节点通信范围，查询包将沿着“Sink->1->2->3->4”和“Sink->1->2->3->5->4”这两条路径传播到

2、节点4，感知目标或事件(Object)在节点4的感知范围内，节点4将放弃转发查询包，进入感知数据状态，并将感知数据沿着其中的一条路径返回。对于节点4来说，存在两条可以返回Sink的路径，MHRA算法将选择其中跳点数最小的节点返回，即“4->3->2->1->Sink”返回感知数据。下面利用这个例子描述一下最佳路径的建立过程。图1单路径最佳路由的建立过程(1)网络应用者通过Sink节点提出查询或数据请求。(2)Sink节点根据应用者的数据请求形成查询包，填写查询包的QueryID和QueryData字段。设置HopCount(跳点计数器)字段为算法要求的最大跳点数，设置SourceNodEiD

3、(发送节点标识)字段为“Sink”，设置MinHopToSink(距离Sink节点的最小跳数)字段为O。(3)Sink节点将查询包发送到与它相邻的传感器节点。(4)节点1收到查询包。①将查询包中的HopCount(跳点计数器)的值减1，结果大于0；②根据QueryBuffer(查询缓冲)和查询包中的QueryID字段，确定该查询包没有收到或转发过；③根据查询包中的QueryData(数据请求内容)字段，确认没有匹配数据：④检查查询包的SourceNodeID(发送节点标识)字段的值为Sink，即自己是Sink节点的相邻节点，修改MinHopBuffer(最小跳数缓冲)中的MinHop(最小跳

4、数)字段值为1，修改PrepNodeID(上一跳节点标识)为Sink；⑤修改查询包内容，设置SourceNodeID(发送节点标识)字段为节点1的标识，将MinHopToSink(距离Sink节点的最小跳数)字段值加1。⑥转发查询包给相邻节点。(5)节点2收到查询包。①②③步骤同节点1。④检查查询包的SourceNodeID(发送节点标识)字段的值不是Sink修改MinHopBuffer(最小跳数缓冲)中的MinHop(最小跳数)字段值为查询包中MinHopToSink(距离Sink节点的最小跳数)字段和MinHop字段中的最小的值，修改PrepNodeID(上一跳节点标识)为查询包Sour

5、ceNodeID(发送节点标识)字段的值。⑤修改查询包内容，设置SourceNodeID(发送节点标识)字段为节点2的标识，其余操作同节点1。⑥转发查询包给相邻节点。(6)节点1和节点3收到查询包。①节点1通过检查查询包中的QueryID确认已经转发过该查询，然后将MinHopBuffer中的MinHop字段和收到的查询包的MinHopToSink字段比较后，维持自己的最小跳数相邻节点缓冲的内容，并将收到的查询包丢弃。②节点3操作与节点2类似，修改自己的数据结构和查询包后，将查询包转发给相邻节点。(7)节点2、节点4和节点5收到查询包。①节点2通过检查查询包中的QueryID确认己经转发过该

6、查询，然后将MinHopBuffer中的MinHop字段和收到的查询包的MinHopToSink字段比较后，维持自己的最小跳数相邻节点缓冲的内容，并将收到的查询包丢弃。②节点5操作与节点2，类似，修改自己的数据结构和查询包后，将查询包转发给相邻节点。节点3和节点4会收到节点5转发来的查询包，节点3通过检查查询包中的QueryID确认己经转发过该查询，然后将MinHopBuffer中的MinHop字段和收到的查询包的MinHopToSink字段比较后，维持自己的最小跳数相邻节点缓冲的内容，并将收到的查询包丢弃。(8)节点4将分别收到节点3和节点5发来的两个查询包。①节点4收到由节点3或节点5发

7、来的第一个查询包后，利用查询包中的内容，填写最小跳数相邻节点缓冲中的相应字段的内容。②节点4收到由节点3或节点5发来的第二个查询包后，根据查询包中的路由建立信息，确定是否修改最小跳数相邻节点缓冲中相应字段的内容，并将在查询包丢弃。显然，处理完第二个查询包后，节点4的最小跳数相邻节点缓冲中的PrepNodeID字段的值是节点3的标识，Minhop(最小跳数)字段的值为3，即节点4将选择节点3作为路由的上一跳节点