CN105848238A - 基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，包括以下步骤：入网子节点定期发送DIS包；父节点在DIO包中加入自身参数信息；子节点判断接收的是否为所需的DIO包，若否，丢弃DIO包；子节点提取DIO包中的父节点的自身参数信息；子节点计算子节点到父节点的前向时延；子节点计算自身的最小延时度量；子节点计算子节点到父节点的路径权重值；子节点选出最优的两个候选父节点；子节点对排在首位父节点发送DAO包，示意申请加入该链路。本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法有效降低传输时延，使网络在缓解拥塞和减小时延上得到平衡，增大网络吞吐量，在网络中突发大量数据流量时提高无线传感网的效率和性能。

Description

基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法

技术领域

本发明涉及无线传感器网络的技术领域，特别是涉及一种基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)由大规模的传感器节点组成，这些节点通常具有智能感知和一定的数据处理能力。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。传感器常常被部署到恶劣和偏僻的环境中进行远程监控。低功耗无线链路通信的通信方式是一种不可靠不确定的通信模式，因为无线链接的节点无法确定接收节点是否收到了发送节点发送来的信息。这种传输环境的网络被称之为低功耗有损网络(Low power and Lossy Network，LLN)。

设计适用于低功耗有损网络的路由协议存在着很大的挑战，主要原因是这种网络中的节点通常有着较低的数据传输速率，有限的处理能力、能量和存储空间，同时节点由不稳定的有损链路连接，网络中数据传输失败的概率很高。现有的无线自组网路由协议如AODV(AdHoc On Demand Vector)、OSPF(Open Shortest Path First)、IS-IS(Intermediate System toIntermediate System)、OLSR(Optimized Link State Routing)均无法满足LLN的需求。因此，IETF的ROLL工作组(Routing Over Low power and Lossy networks Working Group)针对低功耗有损网络的特点设计了RPL路由协议(Routing Protocol for LLN)。RPL协议是一个IPv6路由协议，提供了可在6LoWPAN(IPv6over Low Power Wireless Personal Area Networks)中运行的路由机制。

RPL是为LLN而设计的基于IPv6的距离矢量路由协议，通过使用目标函数(ObjectFunction，OF)和度量集合构建具有目的地的有向无环图(Destination Oriented Directed AcyclicGraph，DODAG)。目标函数定义了路由性能的目标，例如低时延、节约能量、高可靠性，利用度量和约束条件的集合计算并决定路径的选择。每个节点维护着它到有向无环图(Directed Acyclic Graph，DAG)根节点的RANK值，RANK值的计算方法取决于目标函数，它描述了节点在DODAG中的深度。

RPL路由协议使用三种ICMPv6控制消息来建立和维持DODAG，分别是DODAG请求信息(DODAG Information Solicitation，DIS)，DODAG信息对象(DODAG Information Object，DIO)和目的地通告(Destination Advertisement Object，DAO)。DODAG根节点通过广播DIO来建立DODAG拓扑。DIO中的OCP(Object Code Point)字段里包含了目标函数的定义，其他节点收到DIO消息之后，会根据OCP来计算自己的rank值，并决定是否加入到这个DODAG当中。一旦节点加入到DODAG当中，它就有了一条通向DODAG根节点的路由。接下来节点会向自己的父节点发送包含有路由信息的DAO消息，收到DAO的节点会记录其路由信息，并继续发送给自己的父节点，直到根节点收到DAO。至此，一条根节点到DODAG节点的路径就建立了。加入DODAG的节点会继续广播DIO消息直到所有叶子节点都接收到。若某个节点已经加入了一个DODAG，它可以选择丢弃收到的DIO，或者通过新收到的DIO来修改自己的RANK值。节点也可以使用DIS消息来主动向邻居节点请求DODAG信息。最终网络中构建出的DODAG包含有从DODAG root节点到DODAG节点的向下路由(Point-To-MultiPoint,P2MP)和从DODAG节点到DODAG root节点的向上路由(MultiPoint-To-Point,MP2P)。

RPL路由是根据目标函数以及一系列的度量和约束来建立的。目前为止，ROLL工作组已经制定了两种目标函数，一个是Objective Function Zero(OF0)，这个目标函数以跳数作为路由度量；另一个是Minimum Rank with Hysteresis Objective Function(MRHOF)，这个目标函数以ETX(Expected Transmission Count，期望传输次数)作为路由度量。但是这些路由度量都只考虑到一个方面，在LLN中效果并不好。如果只考虑跳数的度量，那么网络可能会产生大量的丢包；如果只考虑ETX，那么网络的时延又会大幅度增大。RPL是由目标函数选择单一路径传输的路由协议，一旦既有的链路失效，它必须重新选择链路组建新的拓扑，这种拓扑的修复与重构必将导致网络的整体延迟；同时，当网络的负载较大时，单一路径传输将出现网络的拥塞和节点能量的迅速能耗等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，在RPL路由的基础上进行多路径优化，设计了一种最短时延路由度量，并和ETX、父节点周期时间收包数REC、父节点RANK值等三种路由度量相结合，来计算多路径路由中各条路径的权重，从而将大量连续的数据流分散到不同的路径上传输，并通过选择最近唤醒的父节点来降低传输时延，使网络在缓解拥塞和减小时延上得到平衡，增大网络吞吐量，在网络中突发大量数据流量时提高无线传感网的效率和性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，包括以下步骤：步骤S1、在网络初始建立时，入网子节点定期发送DIS包，请求父节点将自己加入DAG；步骤S2、父节点构建DIO包，并在DIO包中加入自身参数信息，其中自身参数信息包括ETX、单位时间收包数REC、RANK值、从MAC层提取的自身唤醒周期和相位，以及自身的DELAY_ROOT值；步骤S3、父节点定期发送自身DIO包，子节点接收到DIO包后，判断是否为所需的DIO包，若是转入步骤S4；若否，丢弃DIO包；步骤S4、子节点提取DIO包中的父节点的自身参数信息；步骤S5、子节点计算子节点到父节点的前向时延；步骤S6、子节点计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT；步骤S7、子节点计算子节点到父节点的路径权重值；步骤S8、子节点计算出到所有父节点的路径权重值，根据路径权重值对父节点链路进行排序并形成链路表，选出最优的两个候选父节点；步骤S9、子节点对排在首位父节点发送DAO包，示意申请加入该链路；同时子节点将自身最新的DELAY_ROOT值写入DIO包，继续发给自身的子节点。

根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：所述步骤S5中，子节点判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同，

若是，则使用公式计算子节点到父节点的前向时延；

若否，使用公式FD＝[(C_T,C+MFT)+MFT]/2＝(C_T,C/2)+MFT计算子节点到父节点的前向时延；

其中，代表子节点的唤醒相位，代表父节点的唤醒相位，C_T,C表示父节点的唤醒周期，MFT为父节点到子节点的最小转发时间。

进一步地，根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：所述子节点根据子节点和父节点间的唤醒相位差来判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同；若唤醒相位差为常数，则子节点和父节点的唤醒周期相同；若唤醒相位差为非常数，则子节点和父节点的唤醒周期不相同。

根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中所述步骤S6中，子节点使用公式计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT，其中，DELAY_ROOT_p是父节点p到根节点的平均时延；FD_p是子节点到父节点p的前向时延。

根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：所述步骤S7中，根据以下公式组

$\left\{\begin{array}{c}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=\frac{\mathrm{\γ}}{a\·\mathrm{ETX}\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)+b\·{\mathrm{REC}}_v+c\·{\mathrm{RANK}}_v+d\·\mathrm{DELAY}\_\mathrm{ROOT}(u,v)}\\ \underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)=M\end{array}\right.$

子节点计算出子节点到父节点的路径权重值W(e_uv(n_u,n_v))，其中，e_uv(n_u,n_v)为从子节点u到父节点v的路径，参数a、b、c、d为路径e_uv(n_u,n_v)中各个路由度量的权重系数，γ为调整因子，M为子节点u需要发送的总的数据包个数，L为u节点的父集，DELAY_ROOT(u,v)是子节点u通过父节点v到达根节点的最小时延度量；ETX(e_uv(n_u,n_v))表示通过路径e_uv(n_u,n_v)传输数据包所需要发送的次数的期望，REC_v为子节点u的父节点v在单位时间里收到的数据包的数量，RANK_v为父节点v的RANK值。

进一步地，根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：所述参数a、b、c、d和γ根据不同的应用需求调整。

进一步地，根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：所述子节点u计算出到父集中的每个父节点的路径权重后，对于有L个父节点的子节点u，分配到经过父节点v的路径上的数据包的个数N(e_uv(n_u,n_v))为：

$N\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=M\·\frac{W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)}{\underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)}.$

根据上述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其中：每当子节点收到父节点的DIO包时均重新计算到所有父节点的路径权重值，并对原有链路表中父节点根据路径权重值重新进行排序，选择排在首位父节点发送DAO包。

如上所述，本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，具有以下有益效果：

(1)在RPL路由的基础上进行多路径优化，设计了一种最短时延路由度量，并和ETX、父节点单位时间收包数REC、父节点RANK值等三种路由度量相结合，来计算多路径路由中各条路径的权重，从而将大量连续的数据流分散到不同的路径上传输；

(2)通过选择最近唤醒的父节点来降低传输时延，使网络在缓解拥塞和减小时延上得到平衡，增大网络吞吐量，在网络中突发大量数据流量时提高无线传感网的效率和性能。

附图说明

图1显示为本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法的流程图；

图2显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同TX/RX下的根节点单位时间收包数的对比示意图；

图3显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同发包间隔下的根节点单位时间收包数的对比示意图；

图4显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同TX/RX下的吞吐量的对比示意图；

图5显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同发包间隔下的吞吐量的对比示意图；

图6显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同TX/RX下的丢包率的对比示意图；

图7显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同发包间隔下的丢包率的对比示意图；

图8显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同节点数量下的丢包率的对比示意图；

图9显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同TX/RX下的时延的对比示意图；

图10显示为本发明的路由方法和RPL路由方法在不同发包间隔下的时延的对比示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法采用ContikiMAC作为唤醒机制来控制网络中节点的周期唤醒。由于无线收发器是低功耗无线设备所有组件中耗能最高的组件，其在被动的监听过程中所消耗的能量与主动的传输数据时所耗的能量一样多，因此采用ContikiMAC使低功耗无线设备在不需要发送数据时尽可能的关闭自己的无线收发器。ContikiMAC通过周期性的唤醒以监听邻居节点是否有数据包传输。一旦接收方检测到一个要接收的数据包，它就会一直处于唤醒状态直到收到完整的数据包。

假设节点B要转发节点A发出的数据包到节点C。定义转发延迟(Forwarding Delay，FD)为从节点B收到节点A发来的数据包到节点C收到节点B发来的数据包之间的时间间隔。定义最小转发时间(Minimum Forwarding Time，MFT)为MFT，它是当发送节点不需要等待接收节点唤醒的情况下所需的转发时间。

转发延迟FD的计算方法如下：

当节点B和节点C具有相同的唤醒周期(Cycle Time)时，即C_T,B＝C_T,C，此时节点B和节点C的唤醒相位之差是常数，FD通过下式计算：

其中，代表节点B的唤醒相位，代表节点C的唤醒相位，C_T,B表示节点B的唤醒周期，C_T,C表示节点C的唤醒周期。

当节点B和节点C有不同的唤醒周期时，节点B和节点C的唤醒相位之差不是常数，此时只能计算FD的平均值。FD由下式计算：

FD＝[(C_T,C+MFT)+MFT]/2＝(C_T,C/2)+MFT

最小时延度量DELAY_ROOT表示从源节点到DAG根节点的每一跳的转发时延FD之和。其中，DELAY_ROOT_p是父节点p到根节点的平均时延；FD_p是源节点到父节点p的转发时延。

参照图1，本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法包括以下步骤：

步骤S1、在网络初始建立时，入网子节点定期发送DIS包，请求父节点将自己加入DAG。

其中，父节点记录单位时间内每一个自身发送或转发的数据包包数。

步骤S2、父节点构建DIO包，并在DIO包中加入自身参数信息，其中自身参数信息包括ETX、单位时间收包数REC、RANK值、从MAC层提取的自身唤醒周期和相位，以及自身的DELAY_ROOT值。

其中根节点的DELAY_ROOT值为0。

步骤S3、父节点定期发送自身DIO包，子节点接收到DIO包后，判断是否为所需的DIO包，若是转入步骤S4；若否，丢弃DIO包。

步骤S4、子节点提取DIO包中的父节点的自身参数信息。

具体地，子节点提取DIO包中的父节点的ETX值、单位时间收包数REC和RANK值、唤醒周期和相位信息，以及DELAY_ROOT值。

步骤S5、子节点计算子节点到父节点的前向时延。

具体地，子节点判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同，若是，则使用公式计算子节点到父节点的前向时延；若否，使用公式FD＝[(C_T,C+MFT)+MFT]/2＝(C_T,C/2)+MFT计算子节点到父节点的前向时延。其中，代表子节点的唤醒相位，代表父节点的唤醒相位，C_T,C表示父节点的唤醒周期，MFT为父节点到子节点的最小转发时间。

其中，子节点根据子节点和父节点间的唤醒相位差来判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同。若唤醒相位差为常数，则子节点和父节点的唤醒周期相同；若唤醒相位差为非常数，则子节点和父节点的唤醒周期不相同。

步骤S6、子节点计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT。

具体地，子节点使用公式计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT，其中，DELAY_ROOT_p是父节点p到根节点的平均时延；FD_p是子节点到父节点p的前向时延。

也就是说，子节点用前向时延FD加上父节点DIO包中预留的父节点的DELAY_ROOT值，得到自身的最小时延度量DELAY_ROOT。

步骤S7、子节点计算子节点到父节点的路径权重值。

具体地，根据以下公式组

$\left\{\begin{array}{c}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=\frac{\mathrm{\γ}}{a\·\mathrm{ETX}\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)+b\·{\mathrm{REC}}_v+c\·{\mathrm{RANK}}_v+d\·\mathrm{DELAY}\_\mathrm{ROOT}(u,v)}\\ \underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)=M\end{array}\right.$

子节点计算出子节点到父节点的路径权重值，其中，e_uv(n_u,n_v)为从子节点u到父节点v的路径，参数a、b、c、d为路径e_uv(n_u,n_v)中相应路由度量的权重系数，γ为调整因子，M为子节点u需要发送的总的数据包个数，L为u节点的父集，DELAY_ROOT(u,v)是子节点u通过父节点v到达根节点的最小时延度量；ETX(e_uv(n_u,n_v))表示通过路径e_uv(n_u,n_v)传输数据包所需要发送的次数的期望，可以用来衡量路径e_uv(n_u,n_v)的可靠性。ETX(e_uv(n_u,n_v))的值越小代表重传的次数越少，即链路质量越稳定。REC_v为子节点u的父节点v在单位时间里收到的数据包的数量，其中节点v是节点u的邻居节点之一。RANK_v为父节点v的RANK值。

在子节点u的邻居节点中，若邻居节点收到的数据包数量较少，则说明此条链路较为空闲，可以用来传输数据包以均衡网络负载。父节点v的RANK值RANK_v用来使数据包优先传给更靠近根节点的父节点。其中，参数a、b、c、d为路径e_uv(n_u,n_v)中相应路由度量的权重系数，γ为调整因子。需要根据不同的应用需求调整这5个参数，调整负载均衡的权重分配，通过测试选取对网络性能形成最优影响的对应值。

子节点u计算出到父集中的每个父节点的路径权重后，对于有L个父节点的子节点u而言，分配到经过父节点v的路径上的数据包的个数N(e_uv(n_u,n_v))由下式得到：

$N\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=M\·\frac{W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)}{\underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)}$

步骤S8、子节点计算出到所有父节点的路径权重值，根据路径权重值对父节点链路进行排序并形成链路表，选出最优的两个候选父节点。

步骤S9、子节点对排在首位父节点发送DAO包，示意申请加入该链路；同时子节点将自身最新的DELAY_ROOT值写入DIO包，继续发给自身的子节点。

子节点对排在首位父节点发送DAO包，示意申请加入该链路，至此网络构建成功；同时子节点将自身最新的DELAY_ROOT值写入DIO包，继续发给它的子节点，以便其子节点更新路径权重。

在之后的发包过程中，子节点会根据相应的路径权重选择当前数据包应发送给链路表中哪一个父节点。同时，由于父节点的DIO包会定期发送，每当子节点收到父节点的DIO包时均进行一次计算，并对原有链路表中父节点重新进行排序，由此保证链路表信息的实时性。

因此，本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法针对动态变化的拓扑和流量设计一种动态路径权重的多路径负载均衡机制，在RPL的基础上进行多路径数据传输的优化设计，根据几种路由度量的综合，动态地调整多路径的路径选取方案，并根据不同的链路权值对网络中的负载进行动态的均衡。

上述多路径负载均衡算法是在保证可靠链路的基础上，针对每个节点的动态流量来自适应调整数据流的多路径分配。由于W(e_uv(n_u,n_v))反比于链路质量的估计参数ETX、父节点单位时间的收包数REC、父节点RANK值和最小时延度量DELAY_ROOT值，因此网络会在缓解拥塞和减小时延上得到平衡，增大网络吞吐量，在网络中突发数据流量时提高LLN网络的的效率和性能。

为了验证本发明的路由方法的有效性，对本发明提出的拥塞避免路由协议(CA-RPL)和原始RPL路由协议进行了仿真分析，主要对比两者的单位时间根节点收包数、吞吐量、丢包率和时延性能。

具体地，使用的仿真平台是Contiki 2.6，仿真器是COOJA。测试在不同的发送和接收成功率(TX/RX ratio，反映网络链路质量)和不同的发包间隔(反映网络数据流量大小)的情况下，无线传感网的性能。测试结果如图2至图10所示。

根据图2至图10，可分析得知：

(1)当保持发包间隔为4s，而发送和接收成功率变化时：随着TX、RX成功率的提升，根节点单位时间的收包数变多，网络的吞吐量变大，丢包率和时延变小；而当TX、RX成功率低时，网络中链路质量很差，由于发送或接收失败而造成的重传会使网络中出现大量的数据流，导致网络拥塞，并导致丢包，使根节点的收包变少，吞吐量减少。本发明的路由方法相比于现有RPL路由方法，通过多路径的方法改善了网络的拥塞情况，使各节点的信息及时传递到sink节点，提高了网络的可靠性。

(2)当保持发送和接受成功率为85％，而节点发包间隔变化时：当节点发包间隔较小时(例如间隔为1s/个或2s/个时)，网络中传递的数据包很多，流量很大，本来根节点单位时间的收包数应该会增大，但由于过大的流量导致网络的拥塞，造成了大量的冲突和丢包，使得数据包无法及时传送到根节点，PRN比预期小很多，吞吐量也很低。随着发包间隔的减小，网络的丢包情况越来越严重。本发明的路由方法在发包间隔较小时通过多路径负载均衡有效地改善了网络的拥塞情况，使得数据包快速可靠地到达根节点。多路径和新的路由度量使得节点在发送数据包时避开了拥塞的链路，并在路径选择时优先选择能最先响应并接收数据包的父节点。这使得网络在防止拥塞和减小时延上得到了平衡，既能有效的缓解网络的拥塞，减小网络丢包率，同时还能在一定程度上改善各节点的时延。

从以上结果和分析可以看出，本发明提出的CA-RPL路由方法在各种条件下都使网络的根节点单位时间收包数、网络吞吐量、丢包率和时延性能得到提升，有效地改善了LLN网络的路由效率。

综上所述，本发明的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法在RPL路由的基础上进行多路径优化，设计了一种最短时延路由度量，并和ETX、父节点单位时间收包数REC、父节点RANK值等三种路由度量相结合，来计算多路径路由中各条路径的权重，从而将大量连续的数据流分散到不同的路径上传输，并通过选择最近唤醒的父节点来降低传输时延，使网络在缓解拥塞和减小时延上得到平衡，增大网络吞吐量，在网络中突发大量数据流量时提高无线传感网的效率和性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、在网络初始建立时，入网子节点定期发送DIS包，请求父节点将自己加入

DAG；

步骤S2、父节点构建DIO包，并在DIO包中加入自身参数信息，其中自身参数信息包括ETX、单位时间收包数REC、RANK值、从MAC层提取的自身唤醒周期和相位，以及自身的DELAY_ROOT值；

步骤S3、父节点定期发送自身DIO包，子节点接收到DIO包后，判断是否为所需的DIO包，若是转入步骤S4；若否，丢弃DIO包；

步骤S4、子节点提取DIO包中的父节点的自身参数信息；

步骤S5、子节点计算子节点到父节点的前向时延；

步骤S6、子节点计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT；

步骤S7、子节点计算子节点到父节点的路径权重值；

步骤S8、子节点计算出到所有父节点的路径权重值，根据路径权重值对父节点链路进行排序并形成链路表，选出最优的两个候选父节点；

步骤S9、子节点对排在首位父节点发送DAO包，示意申请加入该链路；同时子节点将自身最新的DELAY_ROOT值写入DIO包，继续发给自身的子节点。

2.根据权利要求1所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述步骤S5中，子节点判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同，

若是，则使用公式计算子节点到父节点的前向时延；

若否，使用公式FD＝[(C_T,C+MFT)+MFT]/2＝(C_T,C/2)+MFT计算子节点到父节点的前向时延；

其中，代表子节点的唤醒相位，代表父节点的唤醒相位，C_T,C表示父节点的唤醒周期，MFT为父节点到子节点的最小转发时间。

3.根据权利要求2所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述子节点根据子节点和父节点间的唤醒相位差来判断子节点和父节点的唤醒周期是否相同；若唤醒相位差为常数，则子节点和父节点的唤醒周期相同；若唤醒相位差为非常数，则子节点和父节点的唤醒周期不相同。

4.根据权利要求1所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述步骤S6中，子节点使用公式计算自身的最小延时度量DELAY_ROOT，其中，DELAY_ROOT_p是父节点p到根节点的平均时延；FD_p是子节点到父节点p的前向时延。

5.根据权利要求1所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述步骤S7中，根据以下公式组

$\left\{\begin{array}{c}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=\frac{\mathrm{\γ}}{a\·\mathrm{ETX}\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)+b\·{\mathrm{REC}}_v+c\·{\mathrm{RANk}}_v+d\·\mathrm{DELAY}\_\mathrm{ROOT}(u,v)}\\ \underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)=M\end{array}\right.$

子节点计算出子节点到父节点的路径权重值W(e_uv(n_u,n_v))，其中，e_uv(n_u,n_v)为从子节点u到父节点v的路径，参数a、b、c、d为路径e_uv(n_u,n_v)中各个路由度量的权重系数，γ为调整因子，M为子节点u需要发送的总的数据包个数，L为u节点的父集，DELAY_ROOT(u,v)是子节点u通过父节点v到达根节点的最小时延度量；ETX(e_uv(n_u,n_v))表示通过路径e_uv(n_u,n_v)传输数据包所需要发送的次数的期望，REC_v为子节点u的父节点v在单位时间里收到的数据包的数量，RANK_v为父节点v的RANK值。

6.根据权利要求5所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述参数a、b、c、d和γ根据不同的应用需求调整。

7.根据权利要求5所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：所述子节点u计算出到父集中的每个父节点的路径权重后，对于有L个父节点的子节点u，分配到经过父节点v的路径上的数据包的个数N(e_uv(n_u,n_v))为：

$N\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)=M\·\frac{W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_v)\right)}{\underset{t\⋐L}{\mathrm{\Σ}}W\left(e_{\mathrm{uv}}(n_u,n_t)\right)}.$

8.根据权利要求1所述的基于多参数的无线传感器网络IPv6路由方法，其特征在于：每当子节点收到父节点的DIO包时均重新计算到所有父节点的路径权重值，并对原有链路表中父节点根据路径权重值重新进行排序，选择排在首位父节点发送DAO包。