CN107426788A - 一种无线路由方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种无线路由方法及系统，涉及计算机技术领域；其特征在于，所述系统包括：网络分组单元，用于对树型网络进行分组，发送数据帧；节点判断单元，用于对节点进行判断；条件判断单元，用于对路由过程中的条件进行判断；转发单元，用于对数据进行转发。

Description

一种无线路由方法及系统

技术领域

本发明涉及路由器领域，具体涉及一种无线路由方法及系统。

背景技术

无线通信和嵌入式微传感器技术的快速发展促进了无线传感器网络的崛起。ZigBee协议基于IEEE802.15.4无线标准制定，包括应用层、网络层、安全层等，实现了网络的自组织和自维护的功能。

在无线传感器网络中，节点的能量是有限的，如果节点在最后因为自身的能量消耗殆尽而死亡，将会对整个网络的传输性能造成很大影响。因此，在实际应用中，根据不同的网络情况来选择最符合应用需求的路由协议，让路由协议根据网络拓扑选择合适的路径，平均分布节点的传输能量，降低网络的功耗是网络层必须要考虑的任务。

发明内容

本发明的目的是提供了一种无线路由方法及系统，。

本发明采用的技术方案如下：

一种无线路由方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：对树形网络进行分区，发送数据帧；

步骤S2：判断节点是否是RFD节点；如果是RFD节点，则转发给父节点；如果不是RFD节点，则执行步骤S3；

步骤S3：判断目的节点是否是源节点的子节点；如果是，则执行步骤S10；如果不是，则执行步骤S4；

步骤S4：判断节点是否是邻居节点；如果是，则执行步骤S11；如果不是，则执行步骤S5；

步骤S5：判断目的节点分组是否与源节点同分组；如果是，则执行步骤S13；如果不是，则执行步骤S6；

步骤S6：判断是否有邻居节点和目的节点同分组；如果是，则转发给该节点；如果不是，则执行步骤S7；

步骤S7：转发给第N次分组的根节点，执行步骤S8；

步骤S8：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；如果是，则执行步骤12；如果不是，则执行步骤S9；

步骤S9：广播PREQ到目的节点；

步骤S10：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；如果是，则执行步骤步骤12；如果不是，则进行树路由转发；

步骤S11：判断PREQ跳数是否大于1；如果是，则执行步骤12；如果不是，则直接转发；

步骤S12：丢弃PREQ；

步骤S13：分组次数N值加一，判断是否有邻居节点和目的节点同分组；如果是，则执行步骤本步骤；如果不是，则执行步骤S7。

进一步的，所述步骤S1中对树形网络进行分区的方法包括：

步骤S1.1：以协调器为根节点，将根节点的每一个子树看作一个区域，并为其编号；

步骤S1.2：记录每一个区域中的最大地址和最小地址；

步骤S1.3：由树地址分配机制可以得出，在同一区域中的节点地址均满足最小地址≤节点地址≤最大地址，即此区域的地址范围是[最小地址，最大地址]，并且每一个区域的地址范围之间是不相交关系，即一个确定的地址在且仅在一个区域内。

进一步的，所述步骤S2中，判断节点是否是RFD节点的方法包括：

步骤S2.1：将数据包发送至待检测节点，让待检测节点依次执行转发和路由操作；

步骤S2.2：若待检测节点能够执行转发和路由操作，则待检测节点为FFD节点；若待检测节点无法执行转发和路由操作，则待检测节点为RFD节点。

一种无线路由系统，其特征在于，所述系统包括：

网络分组单元，用于对树型网络进行分组，发送数据帧；

节点判断单元，用于对节点进行判断；

条件判断单元，用于对路由过程中的条件进行判断；

转发单元，用于对数据进行转发。

进一步的，所述节点判断单元包括：

第一节点判断单元，判断节点是否是RFD节点；

第二节点判断单元，用于判断目的节点是否是源节点的子节点；

第三节点判断单元，用于判断节点是否是邻居节点。

进一步的，所述条件判断单元包括：

第一条件判断单元，用于判断是否有邻居节点和目的节点同分组；

第二条件判断单元，用于判断PREO跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；

第三条件判断单元，判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；

第四条件判断单元，用于判断PREQ跳数是否大于1。

进一步的，所述转发单元包括：

第一转发单元，用于转发给父节点；

第二转发单元，用于进行直接转发；

第三转发单元，用于进行树路由转发；

第四转发单元，用于从广播PREQ转发到目的节点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种网络路由方法及系统能够使得数据帧的传送跳数减少，并通过将树型网络自定义分区，来控制路由发现过程中RREQ分组传播的跳数，从而防止无效的RREQ泛洪，节省了网络的能量，具有较强的应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种无线路由方法及系统的方法流程示意图。

图2为本发明的一种无线路由方法及系统的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种无线路由方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：对树形网络进行分区，发送数据帧；

具体的，对树型网络进行分区，并设定辅助变量N的初始值为1，N值代表分区次数。分区原则如下：以协调器为根节点，将根节点的每一个子树看作一个区域，并为其编号。记录每一个区域中的最大地址Amax和最小地址Amin。由树地址分配机制可以得出，在同一区域中的节点地址An均满足Amin≤An≤Amax，即此区域的地址范围是[Amin，Amax]，并且每一个区域的地址范围之间是不相交关系，即一个确定的地址在且仅在一个区域内。

步骤S2：判断节点是否是RFD节点；如果是RFD节点，则转发给父节点；如果不是RFD节点，则执行步骤S3；

步骤S3：判断目的节点是否是源节点的子节点；如果是，则执行步骤S10；如果不是，则执行步骤S4；

步骤S4：判断节点是否是邻居节点；如果是，则执行步骤S11；如果不是，则执行步骤S5；

具体的，邻居节点判断自身地址是否与目的地址相等。如果相等，则向上层传递，由其上层对数据帧进行解析，并将RREQ分组的最大广播跳数限制为1，超出范围则丢弃。

步骤S5：判断目的节点分组是否与源节点同分组；如果是，则执行步骤S13；如果不是，则执行步骤S6；

步骤S6：判断是否有邻居节点和目的节点同分组；如果是，则转发给该节点；如果不是，则执行步骤S7；

步骤S7：转发给第N次分组的根节点，执行步骤S8；

步骤S8：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；如果是，则执行步骤12；如果不是，则执行步骤S9；

步骤S9：广播PREQ到目的节点；

步骤S10：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；如果是，则执行步骤步骤12；如果不是，则进行树路由转发；

步骤S11：判断PREQ跳数是否大于1；如果是，则执行步骤12；如果不是，则直接转发；

步骤S12：丢弃PREQ；

步骤S13：分组次数N值加一，判断是否有邻居节点和目的节点同分组；如果是，则执行步骤本步骤；如果不是，则执行步骤S7。

具体的，在实践中，常用AODVjr算法进行路由，而在路由发现过程中，会产生分组大量泛洪问题。例如，当目的节点是源节点的子节点时，若采用AODVjr向邻居节点发送RREQ分组，则向其父节点以上的节点发送RREQ分组是多余的；若目的节点不是源节点的子节点，则采用AODVjr向其子节点方向发送RREQ分组是多余的。假设网络的最大深度是1，则数据帧可能被转发的最长路径是21，因此当跳数大于21时，就应停止对RREQ分组的继续广播，将其丢弃；假设从源节点到目的节点的最小跳数为M，当RREQ分组被转发的次数大于M时，再继续转发是多余的。由于每一次AODVjr路由都要产生大量的RREQ泛洪，因此会使节点能量消耗严重。

而本发明的一种无线路由方法可以较好的克服这种问题。

进一步的，所述步骤S1中对树形网络进行分区的方法包括：

步骤S1.1：以协调器为根节点，将根节点的每一个子树看作一个区域，并为其编号；

步骤S1.2：记录每一个区域中的最大地址和最小地址；

步骤S1.3：由树地址分配机制可以得出，在同一区域中的节点地址均满足最小地址≤节点地址≤最大地址，即此区域的地址范围是[最小地址，最大地址]，并且每一个区域的地址范围之间是不相交关系，即一个确定的地址在且仅在一个区域内。

进一步的，所述步骤S2中，判断节点是否是RFD节点的方法包括：

步骤S2.1：将数据包发送至待检测节点，让待检测节点依次执行转发和路由操作；

步骤S2.2：若待检测节点能够执行转发和路由操作，则待检测节点为FFD节点；若待检测节点无法执行转发和路由操作，则待检测节点为RFD节点。

一种无线路由系统，其特征在于，所述系统包括：

网络分组单元，用于对树型网络进行分组，发送数据帧；

节点判断单元，用于对节点进行判断；

条件判断单元，用于对路由过程中的条件进行判断；

转发单元，用于对数据进行转发。

具体的，本发明的一种无线路由方法，可以有本发明的一种无线路由系统执行。

进一步的，所述节点判断单元包括：

第一节点判断单元，判断节点是否是RFD节点；

第二节点判断单元，用于判断目的节点是否是源节点的子节点；

第三节点判断单元，用于判断节点是否是邻居节点。

具体的，本发明的一种路由方法中的步骤S2、步骤S3和步骤S4可以由本发明的一种路由系统的节点判断单元执行。

进一步的，所述条件判断单元包括：

第一条件判断单元，用于判断是否有邻居节点和目的节点同分组；

第二条件判断单元，用于判断PREO跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；

第三条件判断单元，判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；

第四条件判断单元，用于判断PREQ跳数是否大于1。

具体的，本发明的一种路由方法中的步骤S5、步骤S8和步骤S10可以由本发明的一种路由系统中的条件判断单元执行。

进一步的，所述转发单元包括：

第一转发单元，用于转发给父节点；

第二转发单元，用于进行直接转发；

第三转发单元，用于进行树路由转发；

第四转发单元，用于从广播PREQ转发到目的节点。

具体的，本发明的一种路由方法中的步骤S2中转发给父节点、步骤S11中直接转发、步骤S10中的树路由转发和步骤S9可以由本发明的一种路由系统的转发单元执行。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线路由方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：对树形网络进行分区，发送数据帧；

步骤S2：判断节点是否是RFD节点；如果是RFD节点，则转发给父节点；如果不是RFD节点，则执行步骤S3；

步骤S3：判断目的节点是否是源节点的子节点；如果是，则执行步骤S10；如果不是，则执行步骤S4；

步骤S4：判断节点是否是邻居节点；如果是，则执行步骤S11；如果不是，则执行步骤S5；

步骤S5：判断目的节点分组是否与源节点同分组；如果是，则执行步骤S13；如果不是，则执行步骤S6；

步骤S6：判断是否有邻居节点和目的节点同分组；如果是，则转发给该节点；如果不是，则执行步骤S7；

步骤S7：转发给第N次分组的根节点，执行步骤S8；

步骤S8：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；如果是，则执行步骤12；如果不是，则执行步骤S9；

步骤S9：广播PREQ到目的节点；

步骤S10：判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；如果是，则执行步骤步骤12；如果不是，则进行树路由转发；

步骤S11：判断PREQ跳数是否大于1；如果是，则执行步骤12；如果不是，则直接转发；

步骤S12：丢弃PREQ；

步骤S13：分组次数N值加一，判断是否有邻居节点和目的节点同分组；

如果是，则执行步骤本步骤；如果不是，则执行步骤S7。

2.如权利要求1所述的无线路由方法，其特征在于，所述步骤S1中对树形网络进行分区的方法包括：

步骤S1.1：以协调器为根节点，将根节点的每一个子树看作一个区域，并为其编号；

步骤S1.2：记录每一个区域中的最大地址和最小地址；

步骤S1.3：由树地址分配机制可以得出，在同一区域中的节点地址均满足最小地址≤节点地址≤最大地址，即此区域的地址范围是[最小地址，最大地址]，并且每一个区域的地址范围之间是不相交关系，即一个确定的地址在且仅在一个区域内。

3.如权利要求2所述的无线路由方法，其特征在于，所述步骤S2中，判断节点是否是RFD节点的方法包括：

步骤S2.1：将数据包发送至待检测节点，让待检测节点依次执行转发和路由操作；

步骤S2.2：若待检测节点能够执行转发和路由操作，则待检测节点为FFD节点；若待检测节点无法执行转发和路由操作，则待检测节点为RFD节点。

4.一种基于权利要求1至3之一所述的无线路由系统，其特征在于，所述系统包括：

网络分组单元，用于对树型网络进行分组，发送数据帧；

节点判断单元，用于对节点进行判断；

条件判断单元，用于对路由过程中的条件进行判断；

转发单元，用于对数据进行转发。

5.如权利要求4所述的无线路由系统，其特征在于，所述节点判断单元包括：

第一节点判断单元，判断节点是否是RFD节点；

第二节点判断单元，用于判断目的节点是否是源节点的子节点；

第三节点判断单元，用于判断节点是否是邻居节点。

6.如权利要求5所述的无线路由系统，其特征在于，所述条件判断单元包括：

第一条件判断单元，用于判断是否有邻居节点和目的节点同分组；

第二条件判断单元，用于判断PREO跳数是否大于|目的节点深度-分区次数加一|；

第三条件判断单元，判断PREQ跳数是否大于|目的节点深度-源节点深度|；

第四条件判断单元，用于判断PREQ跳数是否大于1。

7.如权利要求6所述的无线路由系统，其特征在于，所述转发单元包括：

第一转发单元，用于转发给父节点；

第二转发单元，用于进行直接转发；

第三转发单元，用于进行树路由转发；

第四转发单元，用于从广播PREQ转发到目的节点。