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專利名稱 | 下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng) |
申請?zhí)?/td> | CN200910031841.8 | 申請日期 | 2009-07-15 |
法律狀態(tài) | 暫無 | 申報國家 | 中國 |
公開/公告日 | 2009-12-23 | 公開/公告號 | CN101610505 |
優(yōu)先權(quán) | 暫無 | 優(yōu)先權(quán)號 | 暫無 |
主分類號 | H04W8/26 | IPC分類號 | H;0;4;W;8;/;2;6;;;H;0;4;W;4;0;/;0;0;;;H;0;4;W;8;0;/;0;4;;;H;0;4;W;8;4;/;1;8查看分類表>
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申請人 | 常熟理工學(xué)院 | 申請人地址 | 江蘇省宜興市環(huán)保科技工業(yè)園俊知路18號
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權(quán)利人 | 江蘇俊知傳感技術(shù)有限公司 | 當(dāng)前權(quán)利人 | 江蘇俊知傳感技術(shù)有限公司 |
發(fā)明人 | 王曉喃 |
代理機構(gòu) | 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) | 代理人 | 柏尚春 |
摘要
本發(fā)明提供了下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),包括三類節(jié)點:網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點,網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點為全功能節(jié)點,它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu),此樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由系統(tǒng),簇內(nèi)節(jié)點為部分功能節(jié)點,主要用于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理,網(wǎng)關(guān)節(jié)點為固定節(jié)點,連接無線網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個簇組成,每個簇包括一個簇首節(jié)點和多個簇內(nèi)節(jié)點,簇內(nèi)節(jié)點在簇首節(jié)點的一跳范圍內(nèi),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形,簇是下一代全IP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動單元,但簇內(nèi)的簇首節(jié)點與簇內(nèi)節(jié)點節(jié)點關(guān)系不發(fā)生變化。簇內(nèi)節(jié)點直接將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首節(jié)點,簇首節(jié)點通過所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的路由。
1.一種下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為與IPv6網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),是下一代Internet的末端網(wǎng)絡(luò);所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點擁有唯一的IPv6地址,IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過IPv6 Internet以及無線傳感器節(jié)點的IPv6地址實現(xiàn)全IP通信互聯(lián);
所述系統(tǒng)設(shè)置三類節(jié)點:網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點為全功能節(jié)點即具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點,網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu),所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由系統(tǒng)為樹狀結(jié)構(gòu);所述簇內(nèi)節(jié)點為部分功能節(jié)點即不具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點,用于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理;其中,網(wǎng)關(guān)節(jié)點用于連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò),且網(wǎng)關(guān)節(jié)點為固定節(jié)點;
所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個簇組成,每個簇包括一個簇首節(jié)點和多個簇內(nèi)節(jié)點,簇內(nèi)節(jié)點在簇首節(jié)點的一跳范圍內(nèi),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形;
所述簇為可移動單元,且簇在移動時,簇內(nèi)的簇首節(jié)點與簇內(nèi)節(jié)點的關(guān)系穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過n個網(wǎng)關(guān)節(jié)點實現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)全IP通信互聯(lián),且n≥1;
當(dāng)n≥2時,網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間通過IPv6網(wǎng)絡(luò)進行多播通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被n個網(wǎng)關(guān)節(jié)點劃分為n個樹狀結(jié)構(gòu),每個樹狀結(jié)構(gòu)中有且只有一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點,且所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點為樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點,每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點具有一個ID,該ID唯一地標(biāo)識網(wǎng)關(guān)節(jié)點以及以此網(wǎng)關(guān)節(jié)點為根節(jié)點的樹狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,簇首節(jié)點通過加入距離本簇首節(jié)點最近的網(wǎng)關(guān)節(jié)點所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)IPv6地址自動配置,同時記錄下所在樹狀結(jié)構(gòu)的父節(jié)點,距離的度量單位為跳數(shù);在獲取IPv6地址之后,簇首節(jié)點與其一跳范圍內(nèi)的簇內(nèi)節(jié)點共同構(gòu)建成一個簇;簇內(nèi)節(jié)點直接將數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首節(jié)點,簇首節(jié)點通過所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的路由。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點的IPv6地址由兩個部分組成,第一部分是全局路由前綴,一個傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點的IPv6地址的全局路由前綴都相同;第二部分為傳感器節(jié)點ID,傳感器節(jié)點ID分為網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、簇首ID以及簇內(nèi)節(jié)點ID三個組成部分,其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識以此網(wǎng)關(guān)節(jié)點為根節(jié)點的樹狀結(jié)構(gòu),一個樹狀結(jié)構(gòu)中所有簇首節(jié)點和簇內(nèi)節(jié)點IPv6地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID都相同;簇首ID唯一地標(biāo)識一個簇,一個簇中的所有簇內(nèi)節(jié)點的簇首ID都相同;簇內(nèi)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識一個簇內(nèi)節(jié)點;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點IPv6地址的簇內(nèi)節(jié)點ID為0;所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、簇首ID及簇內(nèi)節(jié)點ID由傳感器節(jié)點原始ID號組成,在一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,傳感器節(jié)點的原始ID號唯一。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)采用鏈路層進行路由,鏈路層地址設(shè)置為傳感器節(jié)點IPv6地址的傳感器節(jié)點ID;所述樹狀結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點保存一個臨時路由表項,路由表項包括三個域:目的節(jié)點域、下一跳域和生存時間域;目的節(jié)點域記錄目的節(jié)點的傳感器節(jié)點ID;下一跳域記錄到達目的節(jié)點的下一跳的傳感器節(jié)點ID;生存時間域記錄此臨時路由表項的生存時間,此時間根據(jù)機器時鐘自動衰減,當(dāng)生存時間為0時,簇首節(jié)點將此表項從路由表項中刪除,生存時間的設(shè)定值根據(jù)傳感器節(jié)點的存儲空間及傳感器節(jié)點的數(shù)量確定;所述路由表項的生存時間只用于一次路由操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點保存兩個記錄表,一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點信息,包括家鄉(xiāng)地址、轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點地址以及家鄉(xiāng)地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值;另一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點信息,包括簇首節(jié)點的家鄉(xiāng)地址、在本樹狀結(jié)構(gòu)中獲取的轉(zhuǎn)交地址以及轉(zhuǎn)交地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)簇首節(jié)點獲取家鄉(xiāng)地址或者重新回到最初獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)中后,簇首節(jié)點向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行家鄉(xiāng)地址注冊操作;如果簇首節(jié)點由于自身移動重新回到獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu),那么網(wǎng)關(guān)節(jié)點向簇首節(jié)點最后獲取轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行注銷操作;如果簇首節(jié)點獲取轉(zhuǎn)交地址,則向當(dāng)前所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行轉(zhuǎn)交地址注冊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過路由查詢消息建立到達目的簇內(nèi)節(jié)點的路由路徑,在路由查詢消息覆蓋范圍內(nèi)的簇首節(jié)點收到此消息后,簇首節(jié)點通過查看路由查詢消息的源地址判斷此路由查詢消息是否為簇首節(jié)點的父節(jié)點所發(fā)送,如果不是,則丟棄此消息,否則簇首節(jié)點繼續(xù)判斷自己距離當(dāng)前所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值與目的簇首節(jié)點當(dāng)前地址距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值的大小關(guān)系;如果簇首節(jié)點距離當(dāng)前所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值大于目的簇首節(jié)點距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值,則丟棄此消息,如果小于,則繼續(xù)廣播此消息,如果等于,簇首節(jié)點繼續(xù)判斷其家鄉(xiāng)地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與簇首ID是否與目的簇內(nèi)節(jié)點地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與簇首ID相同,如果不相同,則放棄此消息,如果相同,簇首節(jié)點則在簇內(nèi)廣播目的簇內(nèi)節(jié)點的簇內(nèi)節(jié)點ID,如果簇內(nèi)節(jié)點檢測到自己的簇內(nèi)節(jié)點ID與目的簇內(nèi)節(jié)點的簇內(nèi)節(jié)點ID相同,即此簇內(nèi)節(jié)點為目的簇內(nèi)節(jié)點,那么此簇內(nèi)節(jié)點向網(wǎng)關(guān)節(jié)點單播返回一個路由響應(yīng)消息;目的簇內(nèi)節(jié)點返回的路由響應(yīng)消息的返回路徑為:目的簇內(nèi)節(jié)點首先將路由響應(yīng)消息發(fā)送給它所在簇的簇首節(jié)點,簇首節(jié)點接收到此消息之后,將此消息發(fā)送給簇首節(jié)點所在簇樹的父節(jié)點F,簇首節(jié)點的父節(jié)點F首先查看臨時路由表項中是否已經(jīng)存在目的簇內(nèi)節(jié)點的路由表項,即目的節(jié)點ID為目的簇內(nèi)節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點是目的簇內(nèi)節(jié)點所在簇的簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,如果存在,則重新設(shè)置生存時間,如果不存在,則建立一個臨時路由表項,目的節(jié)點ID為目的簇內(nèi)節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點ID為目的簇內(nèi)節(jié)點所在簇的簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,并設(shè)置生存時間,然后繼續(xù)將此消息發(fā)送給簇首節(jié)點的父節(jié)點F的父節(jié)點F’,簇首節(jié)點的父節(jié)點F的父節(jié)點F’接收到此消息后,重復(fù)上述操作,即目的節(jié)點ID為目的簇內(nèi)節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點ID為簇首節(jié)點的父節(jié)點F的傳感器節(jié)點ID;最終路由響應(yīng)消息到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于,簇首節(jié)點定時查詢父節(jié)點的工作狀態(tài),如果簇首節(jié)點在規(guī)定時間內(nèi)沒有接收到父節(jié)點的響應(yīng)消息,那么判定父節(jié)點處于非正常工作狀態(tài),簇首節(jié)點將其轉(zhuǎn)交地址設(shè)置為0,并重新加入一個樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址,如果新獲取的IPv6地址為家鄉(xiāng)地址,即原來的家鄉(xiāng)地址的全局路由前綴及網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與新獲取的IPv6地址的全局路由前綴及網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID都相同,那么簇首節(jié)點進行家鄉(xiāng)地址注冊操作,否則簇首節(jié)點將新獲取的IPv6地址作為轉(zhuǎn)交地址并進行轉(zhuǎn)交地址注冊操作。
下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng)\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),尤其涉及的是一種下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱無線傳感器網(wǎng)絡(luò))路由的實現(xiàn)系統(tǒng),即與IPv6網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)的可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng)。\n背景技術(shù)\n[0002] 隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)(IPv6 Internet)的不斷成熟和發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與下一代互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)已成為未來發(fā)展的必然趨勢。全IP互聯(lián)方式具有以下優(yōu)勢:\n[0003] (1)IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用IPv6協(xié)議實現(xiàn)與下一代互聯(lián)網(wǎng)的全IP通信有助于推動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化;\n[0004] (2)IPv6的許多技術(shù)特點(如地址自動配置、移動性支持、安全性等)對大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織管理提供了良好支持;\n[0005] (3)互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方式可以供無線傳感器網(wǎng)絡(luò)充分借鑒,使其成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一種合理拓展。\n[0006] 但是目前實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與下一代互聯(lián)網(wǎng)的全IP通信互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)還不成熟,主要表現(xiàn)在以下方面:\n[0007] (1)地址自動配置:地址自動配置是IPv6的一個重要技術(shù)特色,可以在無人干預(yù)的情況下為每個接口配置相應(yīng)的IPv6地址。這一點與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織、自配置的設(shè)計目標(biāo)非常吻合。但是,現(xiàn)有的IPv6地址自動配置方式在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還存在一些問題,例如有狀態(tài)地址配置會帶來大量的控制消息開銷、根據(jù)MAC地址生成IPv6地址的無狀態(tài)地址配置對傳感器節(jié)點間的路由尋址未帶來任何方便,因此針對下一代全IP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要建立一種新的IPv6地址自動配置機制;\n[0008] (2)路由方案:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)不同,在IPv6網(wǎng)絡(luò)中,路由器與普通節(jié)點之間有數(shù)據(jù)鏈路層連接,可以通過一跳到達,而無線傳感器節(jié)點具有路由器與普通節(jié)點雙重身份,節(jié)點之間沒有數(shù)據(jù)鏈路層連接,因此在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中需要建立一種新的路由方式實現(xiàn)IPv6節(jié)點與傳感器節(jié)點之間的通信。\n[0009] (3)移動方案:針對可移動的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),由于它的IPv6地址會隨著位置的變化而不斷變化,這會中斷正在進行的通信,因此需要引入一種新的通信機制以保證通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0010] 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,提供一種下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由實現(xiàn)系統(tǒng)。\n[0011] 技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由實現(xiàn)系統(tǒng),所述系統(tǒng)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與IPv6網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),它作為下一代Internet的末端網(wǎng)絡(luò)存在,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點擁有全球唯一的IPv6地址,。IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過IPv6 Internet以及無線傳感器節(jié)點的IPv6地址實現(xiàn)彼此的全IP通信互聯(lián),傳感器節(jié)點可以隨意移動,外部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過Internet以及傳感器節(jié)點的IPv6地址與此傳感器節(jié)點進行通信,并確保通信的正確性和連續(xù)性。\n[0012] 從功能角度劃分,該系統(tǒng)包含兩類節(jié)點:具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點(稱作全功能節(jié)點)與不具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點(稱作部分功能節(jié)點);\n[0013] 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分,該系統(tǒng)設(shè)置三類節(jié)點:網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點;網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點為全功能節(jié)點,它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu),此樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由系統(tǒng);簇內(nèi)節(jié)點為部分功能節(jié)點,主要用于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理;網(wǎng)關(guān)節(jié)點用于連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò);\n[0014] 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個簇組成,每個簇包括一個簇首節(jié)點和多個簇內(nèi)節(jié)點,簇內(nèi)節(jié)點在簇首節(jié)點的一跳范圍內(nèi),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形;\n[0015] 該系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點為固定節(jié)點;\n[0016] 該系統(tǒng)的移動單元為簇,即簇作為一個單元可以隨意移動,且簇內(nèi)的簇首節(jié)點與簇內(nèi)節(jié)點的關(guān)系穩(wěn)定,即其對應(yīng)關(guān)系不發(fā)生變化。\n[0017] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過n(n≥1)個網(wǎng)關(guān)節(jié)點實現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)全IP通信互聯(lián);當(dāng)n≥2時,網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間通過IPv6網(wǎng)絡(luò)進行多播通信。\n[0018] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被n(n≥1)個網(wǎng)關(guān)節(jié)點劃分為n(n≥1)個樹狀結(jié)構(gòu),每個樹狀結(jié)構(gòu)中有且只有一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點且網(wǎng)關(guān)節(jié)點為樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點,每個網(wǎng)關(guān)節(jié)點具有一個ID,它唯一地標(biāo)識網(wǎng)關(guān)節(jié)點與以此網(wǎng)關(guān)節(jié)點為根節(jié)點的樹狀結(jié)構(gòu)。\n[0019] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,簇首節(jié)點通過加入距離(距離度量單位為跳數(shù))自己最近的網(wǎng)關(guān)節(jié)點所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)IPv6地址自動配置,同時記錄下所在樹狀結(jié)構(gòu)的父節(jié)點。在獲取IPv6地址之后,簇首節(jié)點與其一跳范圍內(nèi)的部分功能節(jié)點即簇內(nèi)節(jié)點共同構(gòu)建成一個簇。簇內(nèi)節(jié)點直接將數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首節(jié)點,簇首節(jié)點通過所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的路由。\n[0020] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點的IPv6地址由兩個部分組成,第一部分是全局路由前綴,一個傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點的IPv6地址的全局路由前綴都相同;第二部分為傳感器節(jié)點ID,又分為網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、簇首ID以及簇內(nèi)節(jié)點ID三個組成部分,其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識以此網(wǎng)關(guān)節(jié)點為根節(jié)點的樹狀結(jié)構(gòu),一個樹狀結(jié)構(gòu)中所有簇首節(jié)點和簇內(nèi)節(jié)點IPv6地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID都相同;簇首ID唯一地標(biāo)識一個簇,一個簇中的所有簇內(nèi)節(jié)點的簇首ID都相同;簇內(nèi)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識一個簇內(nèi)節(jié)點。網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點IPv6地址的簇內(nèi)節(jié)點ID為0。網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、簇首ID及簇內(nèi)節(jié)點ID由傳感器節(jié)點原始ID號組成,在一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,傳感器節(jié)點的原始ID號具有唯一性。\n[0021] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,采用鏈路層進行路由,鏈路層地址設(shè)置為傳感器節(jié)點IPv6地址的傳感器節(jié)點ID。樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點)保存一個臨時路由表項,路由表項包括三個域,目的節(jié)點域、下一跳域和生存時間域。目的節(jié)點域記錄目的節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳域記錄到達目的節(jié)點的下一跳的傳感器節(jié)點ID,生存時間域記錄此臨時路由表項的生存時間,此時間根據(jù)機器時鐘自動衰減,當(dāng)生存時間為0時,簇首節(jié)點將此表項從路由表項中刪除,生存時間的設(shè)定值根據(jù)傳感器節(jié)點的存儲空間及傳感器節(jié)點的數(shù)量來確定。因為傳感器節(jié)點數(shù)目龐大且資源有限,且簇的頻繁移動會導(dǎo)致路由的頻繁變化,因此該系統(tǒng)采用按需路由的策略,路由表項的生存時間只用于一次路由操作。\n[0022] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,網(wǎng)關(guān)節(jié)點保存兩個記錄表,一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點信息,包括家鄉(xiāng)地址、轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點地址以及家鄉(xiāng)地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值;另一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點信息,包括簇首節(jié)點的家鄉(xiāng)地址、在本樹狀結(jié)構(gòu)中獲取的轉(zhuǎn)交地址以及轉(zhuǎn)交地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值。\n[0023] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,當(dāng)簇首節(jié)點獲取家鄉(xiāng)地址或者由于其他原因(例如父節(jié)點位置移動或者失效、或者自身位置的移動等)重新回到最初獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)中后,它會向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行家鄉(xiāng)地址注冊操作。如果簇首節(jié)點由于自身移動重新回到獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu),那么網(wǎng)關(guān)節(jié)點還要向簇首節(jié)點最后獲取轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行注銷操作。如果簇首節(jié)點獲取新的轉(zhuǎn)交地址,那么它會向當(dāng)前所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行轉(zhuǎn)交地址注冊。\n[0024] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過路由查詢消息建立到達目的簇內(nèi)節(jié)點的路由路徑,在路由查詢消息覆蓋范圍內(nèi)的簇首節(jié)點收到此消息后,簇首節(jié)點通過查看路由查詢消息的源地址判斷此路由查詢消息是否為簇首節(jié)點的父節(jié)點所發(fā)送,如果不是,則丟棄此消息,否則簇首節(jié)點繼續(xù)判斷自己距離當(dāng)前所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值是否等于目的簇首節(jié)點當(dāng)前地址距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值,如果大于,則丟棄此消息,如果小于,則繼續(xù)廣播此消息,如果等于,簇首節(jié)點繼續(xù)判斷其家鄉(xiāng)地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與簇首ID是否與目的簇內(nèi)節(jié)點地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與簇首ID相同,如果不相同,則放棄此消息,如果相同,簇首節(jié)點則在簇內(nèi)廣播簇內(nèi)節(jié)點的簇內(nèi)節(jié)點ID,如果簇內(nèi)節(jié)點檢測到自己的簇內(nèi)節(jié)點ID與簇內(nèi)節(jié)點的簇內(nèi)節(jié)點ID相同,即說明此成員為簇內(nèi)節(jié)點,那么此簇內(nèi)節(jié)點向網(wǎng)關(guān)節(jié)點G單播返回一個路由響應(yīng)消息。簇內(nèi)節(jié)點返回的路由響應(yīng)消息的返回路徑為:簇內(nèi)節(jié)點首先將路由響應(yīng)消息發(fā)送給它所在簇的簇首節(jié)點,簇首節(jié)點接收到此消息之后,將此消息發(fā)送給簇首節(jié)點所在簇樹的父節(jié)點F,簇首節(jié)點的父節(jié)點F首先查看臨時路由表項中是否已經(jīng)存在簇內(nèi)節(jié)點的路由表項,即目的節(jié)點ID為簇內(nèi)節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點是簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,如果存在,則重新設(shè)置生存時間,如果不存在,則建立一個臨時路由表項,目的節(jié)點ID為簇內(nèi)節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點ID為簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,并設(shè)置生存時間,然后繼續(xù)將此消息發(fā)送簇首節(jié)點的父節(jié)點F的父節(jié)點F’,簇首節(jié)點的父節(jié)點F的父節(jié)點F’接收到此消息后,重復(fù)上述操作(下一跳節(jié)點ID為F的傳感器節(jié)點ID),最終路由響應(yīng)消息到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點,,至此,網(wǎng)關(guān)節(jié)點到達目的簇內(nèi)節(jié)點的路由路徑建立完成。本發(fā)明中簇樹由簇首節(jié)點組成,簇由簇首和簇內(nèi)節(jié)點組成。\n[0025] 本發(fā)明所述系統(tǒng)中,簇首節(jié)點定時查詢父節(jié)點的工作狀態(tài),如果簇首節(jié)點在規(guī)定時間內(nèi)沒有接收到父節(jié)點的響應(yīng)消息,那么它會認(rèn)為父節(jié)點處于非正常工作狀態(tài)(如電量耗盡或者少于一定閾值,或者彼此發(fā)生移動導(dǎo)致無法通信等),簇首節(jié)點會將其轉(zhuǎn)交地址設(shè)置為0,并重新加入一個樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址,如果新獲取的IPv6地址為家鄉(xiāng)地址,即原來的家鄉(xiāng)地址的全局路由前綴及網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與新獲取的IPv6地址的全局路由前綴及網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID都相同,那么簇首節(jié)點進行家鄉(xiāng)地址注冊操作,否則簇首節(jié)點將新獲取的IPv6地址作為轉(zhuǎn)交地址并進行轉(zhuǎn)交地址注冊操作。\n[0026] 有益效果:本發(fā)明提供了下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),在所述系統(tǒng)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與IPv6網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),它作為下一代Internet的末端網(wǎng)絡(luò)存在,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點擁有全球唯一的IPv6地址,IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過IPv6 Internet以及無線傳感器節(jié)點的IPv6地址實現(xiàn)彼此的全IP通信互聯(lián),傳感器節(jié)點可以隨意移動,外部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過Internet以及傳感器節(jié)點的IPv6地址與此傳感器節(jié)點進行通信,并確保通信的正確性和連續(xù)性。\n附圖說明\n[0027] 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。\n[0028] 圖1為本發(fā)明所述的下一代全IP可移動傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。\n[0029] 圖2為本發(fā)明所述的下一代全IP可移動傳感器節(jié)點IPv6地址示意圖。\n[0030] 圖3為本發(fā)明所述的網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點形成樹狀結(jié)構(gòu)的流程示意圖。\n[0031] 圖4為本發(fā)明所述的簇內(nèi)節(jié)點獲取IPv6地址的流程示意圖。\n[0032] 圖5為本發(fā)明所述的簇首節(jié)點注冊流程示意圖。\n[0033] 圖6為本發(fā)明所述的路由表項格式示意圖。\n[0034] 圖7a和圖7b為本發(fā)明所述的下一代全IP可移動傳感器節(jié)點路由流程示意圖。\n[0035] 圖8為本發(fā)明所述的下一代全IP可移動傳感器網(wǎng)絡(luò)移動檢測流程示意圖。\n具體實施方式:\n[0036] 本發(fā)明提供了下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng),在所述系統(tǒng)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與IPv6網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP通信互聯(lián)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),它作為下一代Internet的末端網(wǎng)絡(luò)存在,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器節(jié)點擁有全球唯一的IPv6地址,IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過IPv6 Internet以及無線傳感器節(jié)點的IPv6地址實現(xiàn)彼此的全IP通信互聯(lián),傳感器節(jié)點可以隨意移動,外部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過Internet以及傳感器節(jié)點的IPv6地址與此傳感器節(jié)點進行通信,并確保通信的正確性和連續(xù)性。\n[0037] 圖1所示的是下一代全IP可移動傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖,從功能角度劃分,本發(fā)明包含兩類節(jié)點:具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點(稱作全功能節(jié)點)與不具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的節(jié)點(稱作部分功能節(jié)點)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分,本發(fā)明設(shè)置了三類節(jié)點:網(wǎng)關(guān)節(jié)點1、簇首節(jié)點2及簇內(nèi)節(jié)點節(jié)點3,其中,網(wǎng)關(guān)節(jié)點1與簇首節(jié)點2為全功能節(jié)點,它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu),此樹狀結(jié)構(gòu)構(gòu)建成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由系統(tǒng),簇內(nèi)節(jié)點2節(jié)點為部分功能節(jié)點,主要用于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理,網(wǎng)關(guān)節(jié)點1為固定節(jié)點,連接無線網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個簇組成,每個簇包括一個簇首節(jié)點1和多個簇內(nèi)節(jié)點2,簇內(nèi)節(jié)點在簇首節(jié)點的一跳范圍內(nèi),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形,簇是下一代全IP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動單元,即簇作為一個單元可以隨意移動,但是簇內(nèi)的簇首節(jié)點與簇內(nèi)節(jié)點節(jié)點關(guān)系不發(fā)生變化。簇內(nèi)節(jié)點直接將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首節(jié)點,簇首節(jié)點通過所在的樹狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的路由。\n[0038] 圖2所示的是下一代全IP可移動傳感器節(jié)點IPv6地址示意圖,網(wǎng)關(guān)節(jié)點、簇首節(jié)點及簇內(nèi)節(jié)點的IPv6地址由兩個部分組成,第一部分是80比特的全局路由前綴,一個下一代全IP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點的IPv6地址的全局路由前綴都相同;第二部分為48比特的傳感器節(jié)點ID,它又分為16比特的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、16比特的簇首ID以及16比特的簇內(nèi)節(jié)點ID三個組成部分,其中網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識以此網(wǎng)關(guān)節(jié)點為根節(jié)點的樹狀結(jié)構(gòu),一個樹狀結(jié)構(gòu)中所有簇首節(jié)點(包括簇內(nèi)節(jié)點)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID都相同;簇首ID唯一地標(biāo)識一個簇,一個簇的所有簇內(nèi)節(jié)點節(jié)點的簇首ID都相同;簇內(nèi)節(jié)點ID唯一地標(biāo)識一個簇內(nèi)節(jié)點。網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點IPv6地址中的傳感器節(jié)點ID的簇內(nèi)節(jié)點ID為0。網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID、簇首ID及簇內(nèi)節(jié)點ID由傳感器節(jié)點原始ID號組成,在一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,傳感器節(jié)點的原始ID號具有唯一性。\n[0039] 圖3所示的是網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點形成樹狀結(jié)構(gòu)的流程示意圖,網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇首節(jié)點保存一個記錄它到達所在樹狀結(jié)構(gòu)中網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離(距離單位為跳數(shù))參數(shù),網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值為0,此外,由于簇具有移動性,因此簇首節(jié)點還需要記錄家鄉(xiāng)地址和轉(zhuǎn)交地址,初始狀態(tài)下,家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的值為0。簇首節(jié)點加入樹狀結(jié)構(gòu)并獲取IPv6地址的流程描述如下:\n[0040] 步驟301:簇首節(jié)點H廣播加入樹狀結(jié)構(gòu)的消息,同時設(shè)定一個時鐘;\n[0041] 步驟302:消息廣播覆蓋范圍內(nèi)的鄰居簇首節(jié)點收到消息后,向簇首節(jié)點H返回一個響應(yīng)消息,消息的內(nèi)容是鄰居簇首節(jié)點到達所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值以及當(dāng)前的IPv6地址值;\n[0042] 步驟303:時鐘到期之后,簇首節(jié)點H選擇返回響應(yīng)消息中距離參數(shù)值最小的簇首節(jié)點作為父節(jié)點F并記錄下父節(jié)點F當(dāng)前的傳感器節(jié)點ID以及簇首節(jié)點H到達所在樹狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值,即父節(jié)點F的距離值加1,同時從父節(jié)點F的IPv6地址中抽取出全局路由前綴及網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與自身的原始ID相結(jié)合,形成IPv6地址;\n[0043] 步驟304:簇首節(jié)點H判斷獲取的IPv6地址是否為家鄉(xiāng)地址(即判斷原來的家鄉(xiāng)地址是否為0或者原來的家鄉(xiāng)地址不為0但是新獲取的IPv6地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID與原來的家鄉(xiāng)地址的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID相同),如果是家鄉(xiāng)地址,轉(zhuǎn)到步驟306;\n[0044] 步驟305:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點對新獲取的IPv6地址進行轉(zhuǎn)交地址注冊,轉(zhuǎn)到步驟307;\n[0045] 步驟306:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點對新獲取的IPv6地址進行家鄉(xiāng)地址注冊;\n[0046] 步驟307:簇首節(jié)點H成功加入樹狀結(jié)構(gòu),并獲取了IPv6地址,過程結(jié)束。\n[0047] 圖4所示的是簇內(nèi)節(jié)點獲取IPv6地址的流程示意圖,部分功能傳感器節(jié)點獲取簇內(nèi)節(jié)點身份及IPv6地址的過程描述如下:\n[0048] 步驟401:簇首節(jié)點H獲取IPv6家鄉(xiāng)地址后,它會定期廣播自己的家鄉(xiāng)地址以示自己的存在;\n[0049] 步驟402:消息廣播覆蓋范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點收到消息后判斷自己是否是全功能節(jié)點,如果是全功能節(jié)點(即全功能傳感器節(jié)點),進行步驟404;如果不是全功能節(jié)點,即為部分功能節(jié)點(即部分功能傳感器節(jié)點),進行步驟403;\n[0050] (我在上段中加了一些描述,請您看是否合適!)\n[0051] 步驟403:如果部分功能節(jié)點已經(jīng)標(biāo)識為簇內(nèi)節(jié)點,那么進行步驟404,否則進行步驟405;\n[0052] 步驟404:放棄此消息,轉(zhuǎn)到步驟407;\n[0053] 步驟405:部分功能節(jié)點將自己標(biāo)記為簇內(nèi)節(jié)點并記錄下簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)IPv6地址,提取簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址的全局路由前綴、網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID和簇首ID與自身的原始ID相結(jié)合,得到傳感器節(jié)點的IPv6地址;\n[0054] 步驟406:至此,部分功能節(jié)點獲取了IPv6地址并加入了簇;\n[0055] 步驟407:過程結(jié)束。\n[0056] 圖5所示的是簇首節(jié)點注冊流程示意圖,網(wǎng)關(guān)節(jié)點保存兩個記錄表,一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點信息,每項記錄包括家鄉(xiāng)地址、轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點地址以及家鄉(xiāng)地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值;另一個記錄表用來記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點信息,每項紀(jì)錄包括簇首節(jié)點的家鄉(xiāng)地址、在本樹狀結(jié)構(gòu)中獲取的轉(zhuǎn)交地址以及轉(zhuǎn)交地址到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值。簇首節(jié)點獲取新的IPv6地址時向所在樹狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行新地址注冊的過程為:\n[0057] 步驟501:簇首節(jié)點H獲取了新的IPv6地址;\n[0058] 步驟502:簇首節(jié)點H判斷新獲取的IPv6地址是否為家鄉(xiāng)地址,如果不是家鄉(xiāng)地址,進行步驟503,否則進行步驟511;\n[0059] 步驟503:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’發(fā)送轉(zhuǎn)交地址注冊消息,消息包括簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址、新獲取的轉(zhuǎn)交地址以及其距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’的距離值;\n[0060] 步驟504:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’收到轉(zhuǎn)交地址注冊消息后,查看記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點記錄表是否存在簇首節(jié)點H的記錄,如果存在,進行步驟506,否則進行步驟505;\n[0061] 步驟505:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’增加一條記錄,記錄信息包括簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址、新獲取的轉(zhuǎn)交地址以及其距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值,同時向簇首節(jié)點H獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G轉(zhuǎn)發(fā)此注冊消息,轉(zhuǎn)到步驟507;\n[0062] 步驟506:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’用消息中的距離值更新簇首節(jié)點H的相關(guān)記錄,轉(zhuǎn)到步驟\n518;\n[0063] 步驟507:簇首節(jié)點H獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G查看記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點記錄表中簇首節(jié)點H對應(yīng)的記錄,判斷轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點IPv6地址域是否為0,如果為0,轉(zhuǎn)到步驟510,否則進行步驟508;\n[0064] 步驟508:簇首節(jié)點H獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G向記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G”發(fā)送一條注銷消息,此消息包括簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址;\n[0065] 步驟509:記錄中轉(zhuǎn)交地址域所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G”接收到注銷消息后,它將簇首節(jié)點H的記錄從記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點記錄表中刪除;\n[0066] 步驟510:簇首節(jié)點H獲取家鄉(xiāng)地址的樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G用簇首節(jié)點H獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址的樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’的IPv6地址更新記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點地址域的值,同時將家鄉(xiāng)地址距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的值設(shè)置為0,轉(zhuǎn)到步驟518;\n[0067] 步驟511:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G發(fā)送家鄉(xiāng)地址注冊消息,消息包括簇首節(jié)點H新獲取的家鄉(xiāng)地址以及其距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值;\n[0068] 步驟512:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G收到注冊消息后,查看記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點記錄表是否存在簇首節(jié)點H的記錄,如果存在,進行步驟513,否則進行步驟514;\n[0069] 步驟513:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G用消息中的距離值更新簇首節(jié)點H的記錄,轉(zhuǎn)到步驟515;\n[0070] 步驟514:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G增加一條記錄并記錄下簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址及其距離參數(shù)值,轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點地址域設(shè)置為0,轉(zhuǎn)到步驟518;\n[0071] 步驟515:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G檢測此記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點IPv6地址域是否為0,如果不為0,轉(zhuǎn)到步驟516,否則轉(zhuǎn)到步驟518;\n[0072] 步驟516:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G向記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’發(fā)送一條注銷消息,消息包括簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址,同時將此地址域設(shè)置為0;\n[0073] 步驟517:記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’接收到注銷消息后,從記錄在本樹狀結(jié)構(gòu)獲取轉(zhuǎn)交地址的簇首節(jié)點記錄表中刪除簇首節(jié)點H的記錄;\n[0074] 步驟518:注冊過程結(jié)束。\n[0075] 圖6所示的是路由表項格式示意圖,本發(fā)明采用鏈路層進行路由,鏈路層地址設(shè)置為傳感器節(jié)點IPv6地址的傳感器節(jié)點ID。樹狀結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇首節(jié)點)保存一個臨時路由表項,路由表項包括三個域,目的節(jié)點域、下一跳域和生存時間域,其中,目的節(jié)點域記錄目的節(jié)點的傳感器節(jié)點ID,下一跳域記錄到達目的節(jié)點的下一跳的傳感器節(jié)點ID,生存時間域記錄此臨時路由表項的生存時間,此時間根據(jù)機器時鐘自動衰減,當(dāng)生存時間為0時,簇首節(jié)點將此表項從路由表項中刪除,生存時間的設(shè)定值根據(jù)傳感器節(jié)點的存儲空間及傳感器節(jié)點的數(shù)量來確定。因為傳感器節(jié)點數(shù)目龐大且資源有限,且簇的頻繁移動會導(dǎo)致路由的頻繁變化,因此本發(fā)明采用按需路由的策略,路由表項的生存時間只用于一次路由操作。\n[0076] 圖7a和圖7b所示的是下一代全IP可移動傳感器節(jié)點路由流程示意圖,IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點獲取簇內(nèi)節(jié)點X采集數(shù)據(jù)的流程描述如下:\n[0077] 步驟701:IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點N發(fā)送一條獲取簇內(nèi)節(jié)點X采集數(shù)據(jù)的服務(wù)請求數(shù)據(jù)包,此消息的目的地址為Addr;\n[0078] 步驟702:此數(shù)據(jù)包在IPv6網(wǎng)絡(luò)中路由,最后到達與簇內(nèi)節(jié)點X所在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)關(guān)節(jié)點,它通過檢查Addr的網(wǎng)關(guān)節(jié)點ID判斷簇內(nèi)節(jié)點X是否在本樹狀結(jié)構(gòu)內(nèi),如果不在,那么進行多播,最后此請求數(shù)據(jù)包會到達簇內(nèi)節(jié)點簇內(nèi)節(jié)點X所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G;\n[0079] 步驟703:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G查看記錄在本樹中獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點記錄表中簇內(nèi)節(jié)點X所在簇的簇首節(jié)點H對應(yīng)的記錄,判斷記錄中轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’是否為0,如果為0,轉(zhuǎn)到步驟704,否則進行步驟705;\n[0080] 步驟704:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G用簇內(nèi)節(jié)點X的IPv6地址與簇內(nèi)節(jié)點X所在簇簇首節(jié)點H的家鄉(xiāng)地址的距離參數(shù)構(gòu)建路由查詢消息來查詢到達簇內(nèi)節(jié)點X的路由路徑,并在樹狀結(jié)構(gòu)上廣播此消息,轉(zhuǎn)到步驟707;\n[0081] 步驟705:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G用隧道頭部(源地址為網(wǎng)關(guān)節(jié)點G的IPv6地址,目的地址為網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’的IPv6地址)封裝服務(wù)請求數(shù)據(jù)包并將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’;\n[0082] 步驟706:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’收到服務(wù)請求消息之后,用簇內(nèi)節(jié)點X的IPv6地址與所在簇簇首節(jié)點H的轉(zhuǎn)交地址距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)構(gòu)建路由查詢消息來查詢到達簇內(nèi)節(jié)點X的路由路徑,并在樹狀結(jié)構(gòu)上廣播此消息;\n[0083] 步驟707:在路由查詢消息廣播覆蓋范圍內(nèi)的鄰居簇首節(jié)點收到此消息后,鄰居簇首節(jié)點通過查看路由查詢消息的源地址判斷此路由查詢消息是否為其父節(jié)點所發(fā)送,如果是,進行步驟708,否則進行步驟711;\n[0084] 步驟708:鄰居簇首節(jié)點判斷它距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離值是否等于消息中的距離參數(shù)值,如果等于,進行步驟709,否則進行步驟710;\n[0085] 步驟709:鄰居簇首節(jié)點判斷其家鄉(xiāng)地址的網(wǎng)關(guān)ID與簇首ID是否與簇內(nèi)節(jié)點X的網(wǎng)關(guān)ID及簇首ID相同,如果相同,進行步驟713,否則進行步驟711;\n[0086] 步驟710:鄰居簇首節(jié)點判斷它距離網(wǎng)關(guān)節(jié)點的距離參數(shù)值是否大于消息中的距離參數(shù)值,如果大于,進行步驟711,否則進行步驟712;\n[0087] 步驟711:丟棄此消息,處理過程結(jié)束。\n[0088] 步驟712:鄰居簇首節(jié)點用自己當(dāng)前地址更新查詢消息中的源地址域,然后在樹狀結(jié)構(gòu)中繼續(xù)廣播此路由查詢消息,轉(zhuǎn)到步驟707;\n[0089] 步驟713:如果簇內(nèi)節(jié)點X所在簇的簇首節(jié)點H獲取家鄉(xiāng)地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G中記錄在本樹中獲取家鄉(xiāng)地址的簇首節(jié)點記錄表中對應(yīng)簇首節(jié)點H的記錄中的轉(zhuǎn)交地址所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’不為0,那么簇內(nèi)節(jié)點X向網(wǎng)關(guān)節(jié)點G’單播返回一個路由響應(yīng)消息,否則向網(wǎng)關(guān)節(jié)點G單播返回一個路由響應(yīng)消息。以下相同\n[0090] 步驟714:簇內(nèi)節(jié)點X首先將路由響應(yīng)消息發(fā)送給它所在簇的簇首節(jié)點H,簇首節(jié)點H接收到此消息之后,將此消息發(fā)送給它所在簇樹的父節(jié)點;\n[0091] 步驟715:父節(jié)點查看臨時路由表項中是否已經(jīng)存在簇內(nèi)節(jié)點X的路由表項,即目的節(jié)點ID為簇內(nèi)節(jié)點X的傳感器節(jié)點ID的路由表項,如果存在,進行步驟716,否則進行步驟717;\n[0092] 步驟716:父節(jié)點重新設(shè)置簇內(nèi)節(jié)點X路由表項的生存時間,轉(zhuǎn)到步驟718;\n[0093] 步驟717:父節(jié)點建立一個臨時路由表項,目的節(jié)點ID為簇內(nèi)節(jié)點X的傳感器節(jié)點ID,下一跳節(jié)點為發(fā)送路由響應(yīng)消息的簇首節(jié)點的傳感器節(jié)點ID;\n[0094] 步驟718:父節(jié)點是否為網(wǎng)關(guān)節(jié)點G或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點G′,如果是,進行步驟720,否則進行步驟719;\n[0095] 步驟719:父節(jié)點將此路由響應(yīng)消息繼續(xù)發(fā)送給它的父節(jié)點,轉(zhuǎn)到步驟715;\n[0096] 步驟720:網(wǎng)關(guān)節(jié)點G或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點G′到達簇內(nèi)節(jié)點X的路由建立結(jié)束,網(wǎng)關(guān)節(jié)點G或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點G′按照此路由將服務(wù)請求消息發(fā)送給目的簇內(nèi)節(jié)點X,目的簇內(nèi)節(jié)點X將服務(wù)響應(yīng)數(shù)據(jù)包按照原路徑返回給網(wǎng)關(guān)節(jié)點G或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點G′,由網(wǎng)關(guān)節(jié)點G或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點G′將服務(wù)響應(yīng)數(shù)據(jù)包發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡(luò)上,最后到達IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點N;\n[0097] 步驟721:處理過程結(jié)束。\n[0098] 圖8所示的是下一代全IP可移動傳感器網(wǎng)絡(luò)移動檢測流程示意圖,簇首節(jié)點H檢測自己或者父節(jié)點的位置是否移動的過程如下:\n[0099] 步驟801:簇首節(jié)點H定期向父節(jié)點發(fā)送查詢消息查看父節(jié)點的工作狀態(tài);\n[0100] 步驟802:簇首節(jié)點H在規(guī)定時間內(nèi)如果沒有接收到父節(jié)點的響應(yīng)消息,那么進行步驟803,否則進行步驟807;\n[0101] 步驟803:簇首節(jié)點H認(rèn)為父節(jié)點處于非正常工作狀態(tài),將轉(zhuǎn)交地址設(shè)置為0,重新加入一個樹狀結(jié)構(gòu)獲取IPv6地址;\n[0102] 步驟804:如果簇首節(jié)點H新獲取的IPv6地址為家鄉(xiāng)地址,則進行步驟805,否則進行步驟806;\n[0103] 步驟805:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行家鄉(xiāng)地址注冊操作,轉(zhuǎn)到步驟807;\n[0104] 步驟806:簇首節(jié)點H向所在樹狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行轉(zhuǎn)交地址注冊操作,[0105] 步驟807:過程結(jié)束。\n[0106] 綜上所述,本發(fā)明實現(xiàn)了全IP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)移動,此項技術(shù)可以應(yīng)用于國防、醫(yī)療及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,例如,針對一個農(nóng)場(一個下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)),農(nóng)場飼養(yǎng)了多種群居的牲畜,它們的移動是以群為基本單位的(一個簇)。為了查看這些牲畜的生存狀態(tài),在它們身上安裝了一些部分功能傳感器節(jié)點(簇內(nèi)節(jié)點)用以采集相關(guān)參數(shù),而在牲畜群中領(lǐng)頭的牲畜身上安裝全功能傳感器節(jié)點(即簇首),這樣,當(dāng)牲畜群進行移動時,外界飼養(yǎng)(研究)人員仍然可以通過Internet訪問傳感器節(jié)點以獲取這些牲畜當(dāng)前的生存狀態(tài)參數(shù)。\n[0107] 本發(fā)明提供了一種下一代全IP可移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的實現(xiàn)系統(tǒng)的思路及方法,具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多,以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)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,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應(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)加以實現(xiàn)。
法律信息
- 2017-05-03
專利權(quán)的轉(zhuǎn)移
登記生效日: 2017.04.11
專利權(quán)人由常熟理工學(xué)院變更為江蘇俊知傳感技術(shù)有限公司
地址由215500 江蘇省常熟市南三環(huán)路99號變更為214205 江蘇省宜興市環(huán)??萍脊I(yè)園俊知路18號
- 2011-08-17
- 2010-02-17
- 2009-12-23
引用專利(該專利引用了哪些專利)
序號 | 公開(公告)號 | 公開(公告)日 | 申請日 | 專利名稱 | 申請人 |
1
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2006-11-15
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2005-05-12
| | |
2
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2009-05-27
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2008-12-25
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被引用專利(該專利被哪些專利引用)
序號 | 公開(公告)號 | 公開(公告)日 | 申請日 | 專利名稱 | 申請人 | 該專利沒有被任何外部專利所引用! |