CN103491595B - 路由生成方法、装置和一种无线传感器网络 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了路由生成方法、装置和一种无线传感器网络，以提高通信质量并降低无线传感器网络的组网复杂程度和成本。所述方法包括：步骤S1，构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；步骤S2，从队列取出传感节点Ni的地址后，向传感节点Ni发送探测节点命令以使传感节点Ni探测传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向周围传感节点发送采集指令，以及接收周围传感节点根据采集指令反馈的环境指标参数；步骤S3，将邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入队列；重复执行步骤S1至步骤S3直至队列为空；步骤S4，将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法生成路由表。本发明提供的方法一方面可减小组网成本，另一方面，不需要专门的中继器，具有组网简单、成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无线传感领域，具体涉及路由生成方法、装置和一种无线传感器网络。
背景技术
无线传感器网络是在监测区域内部署大量微型传感器，以无线通信作为基本通信方式形成的组织网络。通过在监测区域内部署大量微型传感器，可以监测环境中的温度、湿度、照度等各项环境指标。无线传感器网络广泛应用于办公系统、智能家居系统、工业生产和农业大棚等方面。
由于在环境中部署大量无线传感器，通过分布式处理大量的采集信息可以提高监测精确度，降低对单个无线传感器的精度要求。正是由于需要部署大量的无线传感器，因此，对无线传感器网络的节点的要求之一是单个无线传感器成本必须较低，只有这样才能扩大无线传感器网络的应用范围。另一方面，无线传感器网络通信协议必须简单可靠，这是由于网络中节点具有移动性，网络拓扑结构较易变动，通信协议简单可靠，才能够快速建立网络间路由关系，增强节点间通信稳定性。
现有技术提供的一种基于广播原理的照明设备无线组网方法和系统中，其系统包含中继器，但中继器与信息采集节点是分开的，并且只负责中继通信。各个节点采用单向广播方式即接收设备只接收通信，不回复，不确认。
上述现有技术的缺陷在于，中继器这一节点信息采集节点是分开的，其本身并不具备信息采集节点（例如，无线传感器）的信息采集功能，这一缺陷导致系统的复杂度增加，此外，节点的单向通信也影响通信质量。
发明内容
本发明实施例提供路由生成方法、装置和一种无线传感器网络，以提高通信质量并降低无线传感器网络的组网复杂程度和成本。
本发明实施例提供一种路由生成方法，所述方法包括：
步骤S1，构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；
步骤S2，从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
步骤S3，将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列；
重复执行步骤S1至步骤S3直至所述队列为空；
步骤S4，将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。
本发明另一实施例提供一种路由生成装置，所述装置包括：
构建模块，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；
收发模块，用于从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
入列模块，用于将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述构建模块、收发模块和入列模块重复执行，直至所述队列为空；
生成模块，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。
本发明另一实施例提供一种无线传感器网络，所述无线传感器网络包括协调节点和传感节点，所述协调节点包括构建模块、发送模块、入列模块和生成模块，所述传感节点包括接收模块和信息发送模块；
所述构建模块，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；
所述收发模块，用于从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测传感节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
所述入列模块，用于将所述邻传感节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述构建模块、收发模块和入列模块重复执行，直至所述队列为空；
所述生成模块，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价；
所述接收模块，用于接收所述发送模块发送的采集指令和探测节点命令；
所述信息发送模块，用于根据所述采集指令向所述协调节点发送环境指标参数以及根据所述探测节点命令向所述协调节点反馈所述传感节点的自身专有地址。
从上述本发明实施例可知，一方面，路由表是通过对周围传感节点的探测实时生成，因此，路由获取方式简便可靠，即使当需要重新生成路由表或者需要加入新的传感节点时可以高效实现，从而减小了组网成本，另一方面，传感节点是可以接收采集指令并按照采集指令采集环境指标参数的传感器，由于这类传感器可以使用低功耗的传感器，因此，既可以作为传感信号采集终端，又可以作为相邻传感节点无线数据传输的中继节点，而不需要专门的中继器，具有组网简单、成本低廉的优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线传感器网络组网示意图；
图2是本发明实施例提供的协调节点和非协调节点的硬件结构示意图；
图3是本发明实施例提供的无线传感器网络基本逻辑结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的无线传感器网络基本逻辑结构示意图；
图5是本发明另一实施例提供的无线传感器网络基本逻辑结构示意图；
图6是本发明另一实施例提供的无线传感器网络基本逻辑结构示意图；
图7是本发明另一实施例提供的无线传感器网络组网示意图；
图8是本发明实施例提供的路由生成方法的基本流程示意图；
图9是本发明实施例提供的路由生成装置基本逻辑结构示意图；
图10是本发明另一实施例提供的路由生成装置基本逻辑结构示意图；
图11是本发明另一实施例提供的路由生成装置基本逻辑结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供路由生成方法，包括：步骤S1，构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；步骤S2，从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；步骤S3，将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列，重复执行步骤S1至步骤S3直至所述队列为空；步骤S4，将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。本发明实施例还提供相应的路由生成装置和一种无线传感器网络。以下分别进行详细说明。
如附图1所示，是本发明实施例提供的无线传感器网络组网示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图1示例的无线传感器网络包括协调节点和至少一个非协调节点。协调节点为无线传感器网络的核心节点，过RS232串口或USB接口与上位机通信，并统筹整个无线传感器网络的路由生成以及数据采集。非协调节点由无线传感器构成，用于测量温度、湿度、照度等环境指标参数。在附图1示例的无线传感器网络中，有的非协调节点只作为信号采集终端采集上述温度、湿度、照度等环境指标参数，例如处于网络边缘的非协调节点（图中使用带有灰度的圆圈表示），而有的非协调节点既可以作为信号采集终端，又可以作为相邻节点无线数据传输的中继节点。协调节点和非协调节点采用集成了8051内核的低功耗2.4G无线收发芯片NRF24LE1，协调节点和非协调节点的硬件结构如附图2所示，其包括NRF24LE1芯片201、DHT11传感器202、On9658传感器203、RS232串口/USB通信模块204和电源模块205。对于附图2作为非协调节点的无线传感器而言，通过DHT11传感器202采集温度、湿度信号，信号通过单线接口的特定时序回送给NRF24LE1芯片201，通过On9658传感器203采集照度信号，光电压信号经过模/数转换后被NRF24LE1芯片201获取。NRF24LE1芯片201平常工作在待机状态，当接收到采集指令后，进行温度、湿度、照度信号采集并通过无线回送。对于附图2作为协调节点的无线传感器而言，通过RS232串口/USB通信模块204与上位机进行通信，能够根据上位机发出的指令完成路由生成、传感数据采集等工作。附图1示例的协调节点和非协调节点不仅可以完成可靠的2.4G短距离通信，而且易完成外围的数据采集和数据接口通讯，具有结构简单、功耗低的优点。
请参阅附图3，是本发明实施例提供的无线传感器网络基本逻辑结构示意图，其主要包括协调节点301和传感节点302。协调节点301作为网络的核心节点，作用与附图2示例的协调节点相当，传感节点302与附图2示例的非协调节点相当，其中，协调节点301包括构建模块3011、收发模块3012、入列模块3013和生成模块3014，传感节点302包括接收模块3021和信息发送模块3022，各模块详细说明如下：
构建模块3011，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列。
无线传感器网络中的每个传感节点302都具有一个公共的广播地址和一个自身专有地址。广播地址是一个预设好的固定地址值，除协调节点301外所有传感节点302的广播地址均相同。开始时，协调节点301并不知道传感节点302的自身专有地址。为了建立协调节点301和传感节点302之间的路由联系，则需要广播地址。当调节点301或传感节点302工作于广播模式时，其周围所有节点均可以接收到该节点广播的信息，如此可以通过广播发现一个节点周围的邻节点。每个传感节点302的自身专有地址各不相同，用以区别各个传感节点302，如此，在进行特定节点的传感数据搜集时，就可以采用传感节点302的自身专有地址收发，避免错误的数据采集。
收发模块3012，用于从构建模块3011构建的队列取出传感节点Ni的地址后，向传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，其中，环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合。
入列模块3013，用于将邻传感节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入构建模块3011构建的队列。
例如，协调节点301首次通过广播方法探测到了其周围编号为1、2、3的传感节点（以下对应简称为传感节点1、传感节点2和传感节点3），构建模块3011构建由这些传感节点的自身专有地址形成的队列Q。收发模块3012从队列取出传感节点1、传感节点2和传感节点3的自身专有地址，向传感节点1、传感节点2和传感节点3发送探测节点命令以使传感节点1、传感节点2和传感节点3探测传感节点1、传感节点2和传感节点3的邻节点Nneighbor。假设传感节点1的邻节点Nneighbor包括编号为4、5的传感节点（类似地，以下分别对应简称为传感节点4和传感节点5），则入列模块3013将传感节点4和传感节点5反馈的自身专有地址存入构建模块3011构建的队列，形成新的队列Q’，收发模块3012从队列Q’取出传感节点4和传感节点5的自身专有地址，向传感节点4和传感节点5发送探测节点命令以使传感节点4和传感节点5探测传感节点4和传感节点5的邻节点；对传感节点2和传感节点3探测到的邻节点的处理方式与传感节点1探测到的邻节点的处理方式类似。
需要说明的是，在本发明实施例中，只要构建模块3011构建的对列不为空，构建模块3011、收发模块3012和入列模块3013重复执行，直至队列为空。这是因为，尽管构建模块3011在不断地构建新的队列，但收发模块3012也是在不断地取出队列中的地址，而网络中的传感节点302总是有限，因此，队列最终会被取空，此时，构建模块3011、收发模块3012和入列模块3013停止执行各自的动作。
生成模块3014，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表。
在本发明实施例中，周围传感节点的反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及任意传感节点Ni'与任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。例如，协调节点301首次探测到编号为1、2、3的传感节点（以下对应简称为传感节点1、传感节点2和传感节点3），再由传感节点1探测到其邻节点即传感节点4。然后传感节点1将其与传感节点4相邻的关系以及相互间的通信代价（例如，通信时所花费的时间）向协调节点301报告，传感节点4探测到其邻节点即传感节点5时也一样要向协调节点301报告。当网络中所有传感节点被发现后，其间是否相邻（直接通信）关系也就确定。任意传感节点Ni'与任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价取决于相互通信的传感节点间的相邻传感节点数目以及通信所花费的时间，然后将传感节点的相邻传感节点信息及与相邻传感节点间的代价代入路由生成算法，生成路由表。例如，传感节点1到传感节点5存在两条可到达的路径，第一条路径为：传感节点1—>传感节点2—>传感节点5，第二条路径为：传感节点1—>传感节点3—>传感节点5。若上述第一条路径总代价小于第二条路径，则路由生成算法自动选择第一条路径作为传感节点1到传感节点5的通信路径。
接收模块3021，用于接收发送模块3012发送的采集指令和探测节点命令；
信息发送模块3022，用于根据采集指令向协调节点301发送环境指标参数以及根据探测节点命令向协调节点301反馈传感节点302的自身专有地址。
需要说明的是，以上附图3示例的无线传感器网络的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述无线传感器网络的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的构建模块，可以是具有执行前述构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列的硬件，例如构建器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的生成模块，可以是具有执行前述将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表功能的硬件，例如生成器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备（本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则）。
附图3示例的构建模块3011可以包括广播单元401和保存单元402，如附图4所示本发明另一实施例提供的无线传感器网络，其中：
广播单元401，用于通过广播方式探测周围的传感节点；
保存单元402，用于接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将所述传感节点Nj反馈的自身专有地址存入队列。
附图3示例的协调节点还可以包括判断模块501和地址舍弃模块502，如附图5所示本发明另一实施例提供的无线传感器网络，其中：
判断模块501，用于判断构建模块3011构建的队列是否存在邻节点Nneighbor的自身专有地址；
地址舍弃模块502，用于若判断模块501的判断结果为构建模块3011构建的队列存在邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入构建模块3011构建的队列。
附图5示例的无线传感器网络中，由于判断模块501事先进行了判断，因此，可以防止传感节点的自身专有地址重复存入构建模块3011构建的队列。
由于协调节点301是通过广播方式探测周围是否存在传感节点，因此，有可能在同一时刻多个传感节点都向协调节点301反馈自身的专有地址，从而造成通道阻塞。为了防止通道阻塞，在上述附图3至附图5任一示例的无线传感器网络中，传感节点302的信息发送模块3022根据探测节点命令向协调节点反馈传感节点的自身专有地址时，具体可以是根据探测节点命令，采用分址延时方式向协调节点301反馈传感节点302的自身专有地址，具体延时的时间大小与传感节点302的自身专有地址有关。
在上述附图3至附图5任一示例的无线传感器网络中，传感节点302的信息发送模块3022根据采集指令向协调节点发送环境指标参数时，具体可以是若在定时器预定的计时时间满时没有收到协调节点301反馈的确认信号，则向协调节点301重新发送环境指标参数，和/或若向协调节点301发送环境指标参数达到预设的次数时没有收到协调节点301反馈的确认信号，则停止向协调节点301重复发送环境指标参数。类似地，传感节点302之间传输信息也可以参照上述协调节点301和传感节点302之间传输信息的方式执行。另一方面，为避免传感节点302之间或者协调节点301和传感节点302之间多次转发信息，可以设定转发次数上限，一旦达到该上限，则停止信息的转发；次数上限可根据网络规模合理设置。
附图3示例的无线传感器网络还可以上位机601，如附图6所示本发明另一实施例提供的无线传感器网络。上位机601用于向协调节点301发送组网指令以及获取协调节点301的生成模块3014生成的路由表和协调节点301的收发模块3012接收到的环境指标参数。
具体地，上位机601可以通过RS232串口或USB接口与协调节点301通信，从而向协调节点301发送组网指令以及获取协调节点301的生成模块3014生成的路由表和协调节点301的收发模块3012接收到的环境指标参数。
对应于附图6示例的无线传感器网络，其组网示意图如附图7所示。
请参阅附图8，本发明实施例提供的路由生成方法的基本流程示意图。附图8示例的路由生成方法，其执行主体可以是上述附图2至附图7任一示例的协调节点，其主要包括步骤S801至步骤S804，详细说明如下：
S801，构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；
S802，从步骤S801构建的队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
S803，将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列；
重复执行步骤S801至步骤S803直至步骤S801构建的队列为空；
S804，将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表。
所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。
从上述本发明实施例提供的路由生成方法可知，一方面，路由表是通过对周围传感节点的探测实时生成，因此，路由获取方式简便可靠，即使当需要重新生成路由表或者需要加入新的传感节点时可以高效实现，从而减小了组网成本，另一方面，传感节点是可以接收采集指令并按照采集指令采集环境指标参数的传感器，由于这类传感器可以使用低功耗的传感器，因此，既可以作为传感信号采集终端，又可以作为相邻传感节点无线数据传输的中继节点，而不需要专门的中继器，具有组网简单、成本低廉的优点。
具体地，步骤S801构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列可以包括：通过广播方式探测周围的传感节点；接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将传感节点Nj反馈的自身专有地址存入队列。
将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列之前，还包括：判断队列是否存在邻节点Nneighbor的自身专有地址；若所述队列存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列。
下面对用于执行上述路由生成的本发明实施例的路由生成装置进行说明，其基本逻辑结构参考图9，主要包括构建模块901、收发模块902、入列模块903和生成模块904，各模块详细说明如下：
构建模块901，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；
收发模块902，用于从构建模块901构建的队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
入列模块903，用于将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列；
构建模块901、收发模块902和入列模块903重复执行，直至构建模块901构建的队列为空；
生成模块904，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点Ni'的自身专有地址、所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点Ni'与所述任意传感节点Ni'的邻节点N'neighbor的通信代价。
需要说明的是，以上附图9示例的路由生成装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述路由生成装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的构建模块，可以是具有执行前述构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列的硬件，例如构建器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的生成模块，可以是具有执行前述将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表功能的硬件，例如生成器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备（本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则）。
附图9示例的构建模块901可以包括广播单元1001和保存单元1002，如附图10所示本发明另一实施例提供的路由生成装置，其中：
广播单元1001，用于通过广播方式探测周围的传感节点；
保存单元1002，用于接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将所述传感节点Nj反馈的自身专有地址存入所述队列。
附图9示例的路由生成装置还可以包括判断模块1101和地址舍弃模块1102，如附图11所示本发明另一实施例提供的路由生成装置，其中：
判断模块1101，用于判断构建模块901构建的队列是否存在邻节点Nneighbor的自身专有地址；
地址舍弃模块1102，用于若判断模块1101的判断结果为构建模块901构建的队列存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的路由生成方法、装置和一种无线传感器网络进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种路由生成方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；每个传感节点都具有一个公共的广播地址和一个自身专有地址，所述广播地址用于建立协调节点和传感节点之间的路由联系并向周围的其他节点广播信息，以发现一个节点周围的邻节点，所述自身专有地址用于区别各个传感节点；
步骤S2，从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
步骤S3，将所述邻节点Nneighbor采用分址延时方式反馈的自身专有地址存入所述队列；
重复执行步骤S1至步骤S3直至所述队列为空；
步骤S4，将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点N'i的自身专有地址、所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信代价；
自动选择通信代价最小的路径作为所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信路径；
所述构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列，包括：
通过广播方式探测周围的传感节点；
接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将所述传感节点Nj反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列之前，还包括：
判断所述队列是否存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址；
若所述队列存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列。
2.一种路由生成装置，其特征在于，所述装置包括：
构建模块，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；每个传感节点都具有一个公共的广播地址和一个自身专有地址，所述广播地址用于建立协调节点和传感节点之间的路由联系并向周围的其他节点广播信息，以发现一个节点周围的邻节点，所述自身专有地址用于区别各个传感节点；
收发模块，用于从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
入列模块，用于将所述邻节点Nneighbor采用分址延时方式反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述构建模块、收发模块和入列模块重复执行，直至所述队列为空；
生成模块，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点N'i的自身专有地址、所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信代价；自动选择通信代价最小的路径作为所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信路径
所述构建模块包括：
广播单元，用于通过广播方式探测周围的传感节点；
保存单元，用于接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将所述传感节点Nj反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述装置还包括：
判断模块，用于判断所述队列是否存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址；
地址舍弃模块，用于若所述判断模块的判断结果为所述队列存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列。
3.一种无线传感器网络，其特征在于，所述无线传感器网络包括协调节点和传感节点，所述协调节点包括构建模块、收发模块、入列模块和生成模块，所述传感节点包括接收模块和信息发送模块；
所述构建模块，用于构建由周围传感节点的自身专有地址形成的队列；每个传感节点都具有一个公共的广播地址和一个自身专有地址，所述广播地址用于建立协调节点和传感节点之间的路由联系并向周围的其他节点广播信息，以发现一个节点周围的邻节点，所述自身专有地址用于区别各个传感节点；
所述收发模块，用于从所述队列取出传感节点Ni的地址后，向所述传感节点Ni发送探测节点命令以使所述传感节点Ni探测所述传感节点Ni的邻节点Nneighbor，向所述周围传感节点发送采集指令，以及接收所述周围传感节点根据所述采集指令反馈的环境指标参数，所述环境指标参数包括温度、湿度和照度中的一种或任意组合；
所述入列模块，用于将所述邻节点Nneighbor采用分址延时方式反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述构建模块、收发模块和入列模块重复执行，直至所述队列为空；
所述生成模块，用于将所探测到的周围传感节点的反馈信息代入路由生成算法，生成路由表，所述反馈信息包括任意传感节点N'i的自身专有地址、所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的自身专有地址以及所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信代价；自动选择通信代价最小的路径作为所述任意传感节点N'i与所述任意传感节点N'i的邻节点N'neighbor的通信路径；
所述接收模块，用于接收所述发送模块发送的采集指令和探测节点命令；
所述信息发送模块，用于根据所述采集指令向所述协调节点发送环境指标参数以及根据所述探测节点命令向所述协调节点反馈所述传感节点的自身专有地址；
所述构建模块包括：
广播单元，用于通过广播方式探测周围的传感节点；
保存单元，用于接收所探测到的传感节点Nj反馈的自身专有地址后将所述传感节点Nj反馈的自身专有地址存入所述队列；
所述协调节点还包括：
判断模块，用于判断所述队列是否存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址；
地址舍弃模块，用于若所述判断模块的判断结果为所述队列存在所述邻节点Nneighbor的自身专有地址，则放弃将所述邻节点Nneighbor反馈的自身专有地址存入所述队列。
4.根据权利要求3所述的无线传感器网络，其特征在于，所述信息发送模块用于根据所述探测节点命令向所述协调节点反馈所述传感节点的自身专有地址，具体为：根据所述探测节点命令，采用分址延时方式向所述协调节点反馈所述传感节点的自身专有地址；
所述信息发送模块用于根据所述采集指令向所述协调节点发送环境指标参数，具体为：若在定时器预定的计时时间满时没有收到所述协调节点反馈的确认信号，则向所述协调节点重新发送环境指标参数，和/或若向所述协调节点发送环境指标参数达到预设的次数时没有收到所述协调节点反馈的确认信号，则停止向所述协调节点重复发送环境指标参数。
5.根据权利要求3所述的无线传感器网络，其特征在于，所述无线传感器网络还包括：
上位机，用于向所述协调节点发送组网指令以及获取所述路由表和所述环境指标参数。
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