CN103648143A - 一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法及装置 - Google Patents
一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及传感器网络技术领域，具体的讲是一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法及装置。本发明实施例提供了一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，包括，在构建DODAG过程中，所有节点计算自身的当前剩余能量级别（Levelre_now）；若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DIO消息中至少包括该中间节点的DODAGID、该中间节点的rank值和该中间节点的Levelre_now。确保局部区域内剩余能量级别较高的节点成为下一跳节点，缓解了多跳IPv6无线传感网中多对一数据传输模式中出现的热点问题。
Description
技术领域
本发明涉及传感器网络技术领域，具体的讲是一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法及装置。
背景技术
IPv6无线传感器网络因其有限的计算能力和通信能力，以及较大的丢包率使得其迫切需要一种满足其网络特性的路由机制。IETF ROLL工作组在RFC6550提出一种适用于IPv6无线传感网的RPL路由机制。但是，该协议没有对节点移动性做出规定，由于节点移动将导致链路频繁失效，进而导致网络拓扑频繁改变，引发过多的本地修复，使得网络最优路径遭到严重的破坏，这对移动IPv6无线传感网具有非常大的挑战。
在现有技术中，IETF(Internet Engineering Task Force，Internet工程任务组)工作组ROLL（(Routing Over Low power and Lossy networks，低功耗有损网络路由）结合低功耗有损网络的特点在RFC6550——《RPL:IPv6Routing Protocol forLow-Power and Lossy Networks》中提出的无线传感器网络RPL路由协议，RPL路由DODAG构建过程如图6所示，LBR（LoWPANBor-der Router，边界路由器）发送包含图相关信息的DIO（DODAG Information Object，DODAG消息对象）消息,监听LBR的节点A收到之后,加入到图中，并回复包含自己前缀信息的DAO（DestinationAdvertisement Object，目的地通告）消息给LBR。节点A发送DIO消息，其功率发送范围内的B接收后加入图中并回复DAO消息；网络启动后,节点B曾收到节点C发来的DIS（DODAG Information Solicitation，请求消息）消息，在节点B加入图之后,对节点C发送DIO，邀请其加入DODAG，节点C向其父节点B发送DAO消息，节点B收到后会整合信息，向其父节点发送DAO消息，逐级整合并回送DAO消息直到LBR，在LBR处包含所有节点的前缀信息。
上述现有技术的问题在于，RPL路由协议没有对节点移动性做出规定，由于节点移动将导致链路频繁失效，进而导致网络拓扑频繁改变，引发过多的本地修复，使得网络最优路径遭到严重的破坏，这对移动IPv6无线传感网具有非常大的挑战；RPL路由指标中没有考虑节点剩余能量级别，无法优先选择剩余能量较高的节点进行数据发送，无法避免数据传输过程中出现的热点问题，影响网络寿命；RPL路由机制在父节点集合中选择下一跳，如果父节点均失效，需要启动全局修复机制重新构建DODAG，而不能通过兄弟节点快速发送数据。
另有现有技术在RPL基础上提出一种基于DAG（directed acyclic graph，有向无环图）无线传感网被动按需路由协议—DMR（DAG-based multipath routing，基于DAG的多路径路由）协议，发送数据之前，源节点请求sink节点构建DODAG（destination-oriented directed acyclic graph，目标导向的有向无环图），建立sink和源节点之间的路径。DMR（DAG-based multipath routing，基于DAG的多路径路由）协议通过使用两个路由度量——rank信息和和LQI（link qualityindication，链路质量指示）构建DODAG，其中rank信息由到根节点的跳数决定，计算简单而且不需要额外的参数；LQI是IEEE802.15.4中定义的。
上述现有技术的问题在于，虽然解决了父节点失效后全局修复机制的问题，但是没有充分考虑QoS需求，特别是节点剩余能量，从而无法根据剩余能量合理分配网络资源，容易导致因某个节点能耗过大而使整个网络的网络寿命大大缩短；没有及时删除PS列表中过时的路由信息，无法保证路由信息的新鲜性，从而影响数据传输的可靠性。
发明内容
为了解决现有技术中由于没有考虑到各节点剩余能量，从而造成IPv6的传感器网络寿命较短，无法合理的分配网络资源的问题，提出了一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法及装置。
本发明实施例提供了一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，包括，
在构建具有目的地址的有向无环图DODAG过程中，所有节点计算自身的当前剩余能量级别Levelre_now；若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象DIO中至少包括该中间节点的具有目的地址的有向无环图标识符DODAGID、该中间节点的rank跳数值和该中间节点的Levelre_now。
本发明是类似还提供了一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，包括，
计算单元，用于在构建DODAG过程中，计算自身节点的Levelre_now；
逻辑判断单元，用于若所述装置所在的中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DIO中至少包括DODAGID、该中间节点的rank值和该中间节点的Levelre_now。
通过上述实施例的方法和装置，确保局部区域内剩余能量级别较高的节点成为下一跳节点，缓解了多跳IPv6无线传感网中多对一数据传输模式中出现的热点问题，本发明没有改动RPL路由协议的整体框架，而是对现有RPL协议在节点移动性和路由指标（剩余能量级别）方面的补充。
附图说明
结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。
图1所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法的流程图；
图2所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置的结构示意图；
图3所示为本发明实施例IPv6无线传感器网络的结构示意图；
图4所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法的具体流程图；
图5所示为本发明实施例一种IPv6无线传感器网络发送数据的流程图；
图6所示为现有技术中RPL路由DODAG构建过程的示意图。
具体实施方式
下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。
如图1所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法的流程图。
包括步骤101，在构建具有目的地址的有向无环图（DODAG）过程中，所有节点计算自身的当前剩余能量级别（Levelre_now）。
步骤102，若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象（DIO）中至少包括具有目的地址的有向无环图标识符（DODAGID）、该中间节点的rank（跳数）值和该中间节点的Levelre_now。
作为本发明的一个实施例，在所述步骤102中还包括，所述中间节点获取发送节点的链路质量指示（LQI）信息，创建父母兄弟姐妹列表（PS-list表），在该表中保存发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI信息和发送节点的Levelre_now。
作为本发明的一个实施例，在所述步骤102之前还包括，当所述中间节点的DODAGID不小于发送节点的DODAGID时，若所述中间节点的rank值大于等于发送节点的rank值，则若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象（DIO）中至少包括具有目的地址的有向无环图标识符（DODAGID）、该中间节点的rank（跳数）值和该中间节点的Levelre_now；若所述中间节点的rank值小于发送节点的rank值，则丢弃所述DIO。
作为本发明的一个实施例，所述所有节点计算自身的当前剩余能量级别（Levelre_now）包括，节点完成一次数据交互所需要的能量Ec＝fi×(ET+ER)；
令Levelre_min＝1，
将节点能量进行等级划分，即1，2，3，…n；
节点当前剩余能量级别为
其中，E0—节点初始能量，Enow—节点当前剩余能量，Ec—节点完成一次数据交互所消耗的能量，fi—完成一次数据交互流出节点i的平均数据包数量，ET—发送一个数据包的单位能耗，ER—接收一个数据包的单位能耗，θ—调节系数（常量），Levelre_max—节点最大剩余能量级别，Levelre_now—节点当前剩余能量级别，Levelre_min—节点最小剩余能量级别（节点完成一次数据交互所需要的最小能量级别）。
作为本发明的一个实施例，在上述步骤102之后的数据发送阶段，若节点Q的PS-list表中没有rank值小于等于该节点Q的节点，则该节点Q广播请求消息（DIS消息）给根节点，数据转发失败；
若节点Q的PS-list表中有rank值小于等于节点Q的节点，则进一步判断PS-list表中是否有rank值小于节点Q的节点，如果有，则将rank值最小的节点作为数据转发节点；如果没有，则选择rank值相等的几个节点中Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
在上述步骤中还包括，在所述将rank值最小的节点作为数据转发节点中，判断所述rank值最小的节点是否只有一个，如果只有一个节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息；
如果具有至少两个节点的rank值最小，则选择Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
在上述步骤中还包括，如果PS-list表中没有rank值小于节点Q的节点，只包括一个rank值与节点Q相等的节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息。
作为本发明的一个实施例，所述Levelre_now符合预定规则包括，所述Levelre_now大于预定阀值。
通过上述实施例的方法，发送数据时，综合考虑三种路由参数：跳数，REL和LQI，并对他们进行优先级排序，从而使得数据在网络中快速交互的前提下，节点能耗在网络中更均衡地分布，从而使网络整体寿命大大延长。根据本发明实施例提出的REL算法，该算法使节点根据PS-list表（Parents and Siblings–list，父母兄弟姐妹列表）中节点的剩余能量级别选择下一跳节点，确保局部区域内剩余能量级别较高的节点成为下一跳节点，缓解了多跳IPv6无线传感网中多对一数据传输模式中出现的热点问题。设置能量等级阈值，对节点剩余能量小于阈值的节点信息及时清理，保证路由信息的新鲜性。采用剩余能量级别作为一个路由指标，使得PS-list表中接近最高剩余能量的节点也有机会被选中作为备选节点，从而有更大的概率选择LQI最好的节点发送数据，保证数据发送的可靠性，同时，由于剩余能量级别为正整数，便于节点维护和更新。本发明没有改动RPL路由协议的整体框架，而是对现有RPL协议在节点移动性和路由指标（剩余能量级别）方面的补充。
如图2所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置的结构示意图。
包括计算单元201，用于在构建具有目的地址的有向无环图（DODAG）过程中，计算自身节点的当前剩余能量级别（Levelre_now）。
逻辑判断单元202，用于若所述装置所在的中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象（DIO）中至少包括具有目的地址的有向无环图标识符（DODAGID）、该中间节点的rank（跳数）值和该中间节点的Levelre_now。
作为本发明的一个实施例，还包括建表单元203，用于获取发送节点的链路质量指示（LQI）信息，创建父母兄弟姐妹列表（PS-list表），在该表中保存发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI和发送节点的Levelre_now。
作为本发明的一个实施例，还包括广播单元204，用于当所述中间节点的DODAGID不小于发送节点的DODAGID时，若所述中间节点的rank值大于等于发送节点的rank值，则若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象（DIO）中至少包括具有目的地址的有向无环图标识符（DODAGID）、该中间节点的rank（跳数）值和该中间节点的Levelre_now；若所述中间节点的rank值小于发送节点的rank值，则丢弃所述DIO。
作为本发明的一个实施例，所述计算单元201具体计算：
节点完成一次数据交互所需要的能量Ec＝fi×(ET+ER)；
令Levelre_min＝1，
将节点能量进行等级划分，即1，2，3，…n，n为>1的自然数；
节点当前剩余能量级别为
其中，E0—节点初始能量，Enow—节点当前剩余能量，Ec—节点完成一次数据交互所消耗的能量，fi—完成一次数据交互流出节点i的平均数据包数量，ET—发送一个数据包的单位能耗，ER—接收一个数据包的单位能耗，θ—调节系数（常量），Levelre_max—节点最大剩余能量级别，Levelre_now—节点当前剩余能量级别，Levelre_min—节点最小剩余能量级别（节点完成一次数据交互所需要的最小能量级别）。
作为本发明的一个实施例，还包括数据发送单元205，在数据发送阶段，若节点Q的PS-list表中没有rank值小于等于该节点Q的节点，则该节点Q广播请求消息（DIS消息）给根节点，数据转发失败；
若节点Q的PS-list表中有rank值小于等于节点Q的节点，则进一步判断PS-list表中是否有rank值小于节点Q的节点，如果有，则将rank值最小的节点作为数据转发节点；如果没有，则选择rank值相等的几个节点中Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
作为本发明的一个实施例，在所述数据发送单元205之中还包括，优选模块2051，用于判断所述rank值最小的节点是否只有一个，如果只有一个节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息；
如果具有至少两个节点的rank值最小，则选择Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
作为本发明的一个实施例，所述优选模块2051还用于，如果PS-list表中没有rank值小于节点Q的节点，只包括一个rank值与节点Q相等的节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息。
通过上述实施例的装置，发送数据时，综合考虑三种路由参数：跳数，REL和LQI，并对他们进行优先级排序，从而使得数据在网络中快速交互的前提下，节点能耗在网络中更均衡地分布，从而使网络整体寿命大大延长。根据本发明实施例提出的REL算法，该算法使节点根据PS-list表（Parents and Siblings–list，父母兄弟姐妹列表）中节点的剩余能量级别选择下一跳节点，确保局部区域内剩余能量级别较高的节点成为下一跳节点，缓解了多跳IPv6无线传感网中多对一数据传输模式中出现的热点问题。设置能量等级阈值，对节点剩余能量小于阈值的节点信息及时清理，保证路由信息的新鲜性。采用剩余能量级别作为一个路由指标，使得PS-list表中接近最高剩余能量的节点也有机会被选中作为备选节点，从而有更大的概率选择LQI最好的节点发送数据，保证数据发送的可靠性，同时，由于剩余能量级别为正整数，便于节点维护和更新。本发明没有改动RPL路由协议的整体框架，而是对现有RPL协议在节点移动性和路由指标（剩余能量级别）方面的补充。
如图3所示为本发明实施例IPv6无线传感器网络的结构示意图，在该图中包括黑色的普通传感器节点，还包括白色的sink传感器节点，本发明的技术方案主要基于多对一上行传输模式的移动IPv6无线传感器网络。传感器节点被部署在无人值守的环境下，可以工作数年而无需更换电池或者给电池充电。在这种场景下，本方案根据低功耗有损网络路由协议（RPL）协议，在源节点发送数据之前，首先发起DODAG构建请求消息，sink节点收到申请消息之后构建从sink节点到该源节点的路径，从而完成消息发送。
如图4所示为本发明实施例一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法的具体流程图。
包括步骤401，源节点有数据要发送。
步骤402，广播DODAG构建请求消息。
步骤403，DODAG的根节点（sink节点，能量不受限设备）收到请求消息。
步骤404，所述sink节点将自己的DODAGID加1，并重置rank值为0。
步骤405，计算DODAG根节点的REL，得到Levelre_now。
节点完成一次数据交互所需要的能量Ec＝fi×(ET+ER)；
令Levelre_min＝1，
将节点能量进行等级划分，即1，2，3，…n；
节点当前剩余能量级别为
其中，E0—节点初始能量，Enow—节点当前剩余能量，Ec—节点完成一次数据交互所消耗的能量，fi—完成一次数据交互流出节点i的平均数据包数量，ET—发送一个数据包的单位能耗，ER—接收一个数据包的单位能耗，θ—调节系数（常量），Levelre_max—节点最大剩余能量级别，Levelre_now—节点当前剩余能量级别，Levelre_min—节点最小剩余能量级别（节点完成一次数据交互所需要的最小能量级别）。
步骤406，广播DIO消息，该消息中包括DODAGID和sink节点的rank值。
步骤407，中间节点I接收到一个DIO消息。
步骤408，该中间节点I判断I节点的DODAGID是否小于发送节点的DODAGID，如果小于则进入步骤409，否则进入步骤414。
步骤409，表明sink节点重新构建DODAG，则将发送节点的DODAGID和发送节点的rank+1均赋给中间节点I。同时根据IEEE802.15.4标准规定，中间节点I获得和发送节点之间的LQI信息，并创建该中间节点I的PS-list表，保存发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI和发送节点的Levelre_now。
步骤410，计算中间节点I的Levelre_now，可以采用上述步骤405中的计算方法。
步骤411，判断所述中间节点I的Levelre_now是否大于预定的阀值，例如为某个常数，或者为一个由Levelre_now与Levelre_max的比例值，当中间节点I的Levelre_now与Levelre_max的比例值大于某个常数则说明该中间节点的空闲程度符合要求。
如果大于预定的阀值则进入步骤412，否则进入步骤413。
步骤412，广播BIO消息，该DIO消息包括DODAGID、中间节点I的rank值和Levelre_now。
步骤413，广播BIO失败。
步骤414，判断中间节点I的rank值是否大于等于发送节点的rank值，若是则进入步骤415，否则进入步骤416。
步骤415，如果中间节点I的rank值大于等于发送节点的rank值，则表明该发送节点为中间节点I的邻居节点（兄弟节点），此时中间节点I获得和该兄弟节点之间的LQI信息，并将发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI信息和发送节点的Levelre_now保存到PS-list表中。
步骤416，若中间节点I的rank值小于发送节点的rank值，表明该发送节点是中间节点I的子节点，丢弃DIO消息。
步骤417，计算中间节点I的Levelre_now，可以采用上述步骤405中的计算方法。
步骤418，判断所述中间节点I的Levelre_now是否大于预定的阀值。
如果大于预定的阀值则进入步骤419，否则进入步骤420。
步骤419，广播BIO消息，该DIO消息包括DODAGID、中间节点I的rank值和Levelre_now。
步骤420，广播BIO失败。
如图5所示为本发明实施例一种IPv6无线传感器网络发送数据的流程图。
包括步骤501，中间节点Q转发一个数据包。
步骤502，该中间节点Q判断该中间节点Q的PS-list表中是否有rank值小于等于该中间节点Q的节点，如果没有则进入步骤503，如果有则进入步骤504。
步骤503，表明该中间节点Q的PS-list表中无满足条件的节点，即没有下一跳路由，则中间节点Q需要广播DIS消息给sink节点，加入DODAG。
步骤504，进一步判断PS-list表中是否有rank值小于中间节点Q的节点，如果有则进入步骤505，否则进入步骤506。
步骤505，选择rank值最小的几个节点。
步骤506，判断PS-list表中是否有节点的rank值等于中间节点Q的rank值，如果有则进入步骤507，否则进入步骤514。
步骤507，判断是否只有一个节点，如果有则进入步骤508，否则进入步骤511。
步骤508，计算该节点的Levelre_now是否大于预定阀值，如果大于预定阀值则进入步骤509，否则进入步骤510。
步骤509，转发数据包。
步骤510，删除中间节点Q的PS-list表中该节点的信息，这样可以维持路由信息的新鲜性。
步骤511，选择Levelre_now最大的节点作为下一跳的备选节点。
步骤512，从所有备选节点中选择LQI最好的节点作为转发数据包的下一跳节点。
步骤513，转发数据包。
步骤514，转发数据包失败。
通过上述实施例的方法及装置，发送数据时，综合考虑三种路由参数：跳数，REL和LQI，并对他们进行优先级排序，从而使得数据在网络中快速交互的前提下，节点能耗在网络中更均衡地分布，从而使网络整体寿命大大延长。根据本发明实施例提出的REL算法，该算法使节点根据PS-list表（Parents and Siblings–list，父母兄弟姐妹列表）中节点的剩余能量级别选择下一跳节点，确保局部区域内剩余能量级别较高的节点成为下一跳节点，缓解了多跳IPv6无线传感网中多对一数据传输模式中出现的热点问题。设置能量等级阈值，对节点剩余能量小于阈值的节点信息及时清理，保证路由信息的新鲜性。采用剩余能量级别作为一个路由指标，使得PS-list表中接近最高剩余能量的节点也有机会被选中作为备选节点，从而有更大的概率选择LQI最好的节点发送数据，保证数据发送的可靠性，同时，由于剩余能量级别为正整数，便于节点维护和更新。本发明没有改动RPL路由协议的整体框架，而是对现有RPL协议在节点移动性和路由指标（剩余能量级别）方面的补充。
本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。
在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。
Claims (15)
1.一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，
在构建具有目的地址的有向无环图DODAG过程中，所有节点计算自身的当前剩余能量级别Levelre_now；若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DODAG消息对象DIO中至少包括该中间节点的具有目的地址的有向无环图标识符DODAGID、该中间节点的rank跳数值和该中间节点的Levelre_now。
2.根据权利要求1所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，所述中间节点获取发送节点的链路质量指示LQI信息，创建父母兄弟姐妹列表PS-list表，在该表中保存发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI信息和发送节点的Levelre_now。
3.根据权利要求1所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，在判断中间节点的所述Levelre_now是否符合预定规则之前还包括，当所述中间节点的DODAGID不小于发送节点的DODAGID时，若所述中间节点的rank值大于等于发送节点的rank值，则若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DIO中至少包括DODAGID、该中间节点的rank值和该中间节点的Levelre_now；若所述中间节点的rank值小于发送节点的rank值，则丢弃所述DIO。
4.根据权利要求1所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，所述所有节点计算自身的Levelre_now包括，
节点完成一次数据交互所需要的能量Ec＝fi×(ET+ER)；
令Levelre_min＝1，
n为>1的自然数；
节点当前剩余能量级别为
其中，E0—节点初始能量，Enow—节点当前剩余能量，Ec—节点完成一次数据交互所消耗的能量，fi—完成一次数据交互流出节点i的平均数据包数量，ET—发送一个数据包的单位能耗，ER—接收一个数据包的单位能耗，θ—调节系数，Levelre_max—节点最大剩余能量级别，Levelre_now—节点当前剩余能量级别，Levelre_min—节点最小剩余能量级别。
5.根据权利要求1所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，在构建具有目的地址的有向无环图DODAG过程结束后的数据发送阶段，若节点Q的PS-list表中没有rank值小于等于该节点Q的节点，则该节点Q广播请求消息DIS给根节点，数据转发失败；
若节点Q的PS-list表中有rank值小于等于节点Q的节点，则进一步判断PS-list表中是否有rank值小于节点Q的节点，如果有，则将rank值最小的节点作为数据转发节点；如果没有，则选择rank值相等的几个节点中Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
6.根据权利要求5所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，在所述将rank值最小的节点作为数据转发节点中，判断所述rank值最小的节点是否只有一个，如果只有一个节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息；
如果具有至少两个节点的rank值最小，则选择Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
7.根据权利要求5所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，如果PS-list表中没有rank值小于节点Q的节点，只包括一个rank值与节点Q相等的节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息。
8.根据权利要求5所述的一种延长IPv6无线传感器网络寿命方法，其特征在于，所述Levelre_now符合预定规则包括，所述Levelre_now大于预定阀值。
9.一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于包括，
计算单元，用于在构建DODAG过程中，计算自身节点的Levelre_now；
逻辑判断单元，用于若所述装置所在的中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DIO中至少包括DODAGID、该中间节点的rank值和该中间节点的Levelre_now。
10.根据权利要求9所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，还包括建表单元，用于获取发送节点的LQI信息，创建PS-list表，在该PS-list表中保存发送节点的ID、DODAGID、rank值、LQI信息和发送节点的Levelre_now。
11.根据权利要求9所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，还包括广播单元，用于当所述中间节点的DODAGID不小于发送节点的DODAGID时，若所述中间节点的rank值大于等于发送节点的rank值，则若中间节点的所述Levelre_now符合预定规则，则该中间节点作为路由中的节点，并广播DIO消息中至少包括中间节点的DODAGID、该中间节点的rank值和该中间节点的Levelre_now；若所述中间节点的rank值小于发送节点的rank值，则丢弃所述DIO。
12.根据权利要求9所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，所述计算单元具体计算：
节点完成一次数据交互所需要的能量Ec＝fi×(ET+ER)；
令Levelre_min＝1，n为>1的自然数；
节点当前剩余能量级别为
其中，E0—节点初始能量，Enow—节点当前剩余能量，Ec—节点完成一次数据交互所消耗的能量，fi—完成一次数据交互流出节点i的平均数据包数量，ET—发送一个数据包的单位能耗，ER—接收一个数据包的单位能耗，θ—调节系数，Levelre_max—节点最大剩余能量级别，Levelre_now—节点当前剩余能量级别，Levelre_min—节点最小剩余能量级别。
13.根据权利要求9所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，还包括数据发送单元，在数据发送阶段，若节点Q的PS-list表中没有rank值小于等于该节点Q的节点，则该节点Q广播DIS消息给根节点，数据转发失败；
若节点Q的PS-list表中有rank值小于等于节点Q的节点，则进一步判断PS-list表中是否有rank值小于节点Q的节点，如果有，则将rank值最小的节点作为数据转发节点；如果没有，则选择rank值相等的几个节点中Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
14.根据权利要求13所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，在所述数据发送单元之中还包括，优选模块，用于判断所述rank值最小的节点是否只有一个，如果只有一个节点，则当该节点的Levelre_now大于等于Levelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息；
如果具有至少两个节点的rank值最小，则选择Levelre_now最大、LQI最好的节点作为数据转发节点。
15.根据权利要求13所述一种延长IPv6无线传感器网络寿命装置，其特征在于，所述数据发送单元中的优选模块还用于，如果PS-list表中没有rank值小于节点Q的节点，只包括一个rank值与节点Q相等的节点，则当该节点的Levelre_now大于等于evelre_min，将该节点作为数据转发节点，当该节点的Levelre_now小于Levelre_min，删除所述节点Q的PS-list表中关于该节点的信息。
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