一種rfid路由節點地址分配方法
2023-08-06 03:58:16 1
專利名稱：一種rfid路由節點地址分配方法
技術領域：
本發明涉及無線通信網絡中節點地址的分配技術，涉及一種RFID路由節點地址分配方法。
背景技術：
在無線通信網絡中，節點必須擁有自己的網絡地址才能進行通信。RFID無線傳感器網絡使用默認的分布式地址分配機制為節點分配地址，由於沒有考慮網絡拓撲結構的非均勻性，容易造成網絡節點地址資源的浪費。現實無線RFID網絡環境中由於節點的隨機分布性、以及存在的隨機運動會造成節點的非均勻分布，出現部分節點地址空間富裕、部分節點地址空間不足的情況。為了解決此問題，現有的方法如下 SLAR(Single Level Address Reorganization)算法，針對路由節點作為父節點時地址空間不夠的問題提出通過增大深度參數d(d = d+1)減小地址偏移量Cskip(d)從而使父節點地址空間增大的方案。借地址方案現有的借地址算法主要分為三種1)父節點地址空間不足時，通知網絡協調器借地址和分配借來的空閒地址；2)地址空間不足的父節點根據有剩餘地址節點的優先級發出借地址申請並分配空閒地址。以上各種方法的缺點分別在於SLAR算法以深度換取寬度的方法能夠改善路由節點地址空間不足的狀況，但必然使整個網絡深度變小，且地址重配置操作使組網開銷和耗時增加，所以適用於深度大的網絡。借地址算法需要記錄空閒地址的提供節點和使用節點的網絡地址，以便正確路由數據分組。現有的借地址算法能提高節點入網率，但沒有控制借地址的範圍，破壞了傳感網絡的「位置-地址」關係，增加樹狀網絡的冗餘路徑，在簇樹路由算法運行中會增加額外的路由開銷和節點的存儲開銷，與傳感網絡低開銷和低成本的特點不相符。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的上述不足，提供一種RFID路由節點地址分配方法，該方法能很好地提高節點地址分配成功率、降低平均通信開銷，具體技術方案如下。一種RFID路由節點地址分配方法，其特點是引入節點權值來反映節點分布的非均勻性，節點地址塊的大小根據節點權值的不同動態分配，該方法包括鄰接表建立過程、節點間父子關係確定過程和節點地址值分配過程。上述的一種RFID路由節點地址分配方法中，所述鄰接表建立過程由協調器啟動，具體包括(I)協調器發送一個廣播命令Broad,發起鄰接表建立過程,廣播命令Broad中鄰居設備的樹深度D印th初值為O ;(2)鄰節點收到廣播命令Broad後將作以下處理①若第一次收到該廣播命令Broad,將在其鄰居表中建立相應的記錄,該鄰居表記錄中Depth值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷廣播命令中的Depth值+1是否小於已有鄰居表記錄中對應的Depth值，若小於則替換之，否則不做任何處理；②按照收到的廣播命令的地址，向目標發送一回復命令Ack ；目標節點根據收到的ACK命令，建立一條的子節點條目記錄表，其子標誌位置為false ；③若鄰節點為路由節點，則繼續轉發廣播；若為終端節點，則不轉發廣播。上述的一種RFID路由節點地址分配方法中，所述節點間父子關係確定過程包括
(I)節點選擇鄰居表條目中Depth值最小的節點作為其父節點，向父節點發送子節點申請命令Son-Request ;所述申請命令Son-Request用於地址為Ex_addressl節點向地址為Ex_address2節點發出作為其子節點的請求，同時報告自己的設備類型De_type、下轄的子節點數Unode_number ；(2)父節點收到子節點申請命令Son-Request,在子節點條目記錄表中查詢,將其子標誌位置為true，並將下轄節點數修改為新的值；(3)若一節點下轄的子節點數值有變化，其將向它的父節點重新發子節點申請命令 Son-Request ；(4)經過2*Lm個相鄰節點信息傳輸時間，相鄰節點的父子關係基本確定；協調器和路由節點將計算其所屬每個路由子節點所佔的權值We i ght。上述的一種RFID路由節點地址分配方法中，所述節點地址值分配過程包括定義Cm和Rm分別為網絡的全功能設備所能分配的最大節點數和路由節點數，Lffl為網絡的最大深度，則在網絡深度為d的路由節點所能分配的地址塊Cskip(d)值為
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICskl(d) = \ I+ C -R -C *R (L--d-v>(I)；
slaP、 Jm m m mr> / I
Im協調器的位網絡地址(Net_addreSS)設為0，其所屬區域內的子節點網絡地址(Net_address)分配按照如下策略進行，如果子節點類型為路由節點，按照式⑵為該子節點分配地址，
r a — a _|_ I
son-\parent
I丨 (2)
[Aon-, = Aon-O-,) + IwParent * (^) * ^-1 J如果子節點類型為終端節點，該子節點分配地址為
Aon-Z = Aparent + sklp ⑷ * K * J+ ( 3 )其中Asm_z表示終端子節點的地址，Asmri表示第I個路由子節點的地址，Asrari表示第i個路由子節點的地址，Wparent表示父節點的權值，Wi^1表示第i_l個子節點的權值，n表示第n個路由子節點，取值範圍為KnS Cffl-Rffl0 上述的一種RFID路由節點地址分配方法中，所述ACK命令用於地址為Ex_addressl的節點向地址為Ex_address2的節點發送一個應答信息。與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果本發明的RFID路由節點地址分配方法引入節點權值來反映節點分布的非均勻性，節點地址塊的大小根據節點權值的不同動態分配，充分考慮了節點分布的非均勻性，能很好地提高節點地址分配成功率、降低平均通信開銷。
圖I為本發明的RFID路由節點地址分配中鄰接表建立過程示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施作進一步說明，但本發明的實施和保護範圍不限於此。本實例的RFID路由地址分配方法分為三個階段鄰接表建立、確定節點間父子關係、節點地址值的分配。I、鄰接表建立過程，如圖I所示首先節點之間有一個相互探詢以了解其周圍鄰居節點狀態的過程，該時間大約為2*Lm個相鄰節點信息傳輸時間。具體過程如下(I)協調器發送一個廣播命令Broad，發起鄰接表建立過程；其D^th初值為O。(2)鄰節點收到廣播命令後將作以下處理①若第一次收到該地址節點的廣播命令，將為其建立相應的鄰居表條目，其D印th值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷其Depth值+1是否小於已有條目中對應的Depth值？若小於則將修改之，否則不做任何處理；②按照收到的廣播地址，向目標發送一回復命令Ack ;目的節點根據收到的ACK命令，建立可能的子節點條目記錄；③若為路由節點，則繼續轉發廣播；若為終端節點，則不轉發廣播。2、確定父子關係，包括如下步驟(I)節點選擇鄰居表條目中Depth值最小的節點作為其父節點，向其發送子節點申請命令Son-Request ；(2)節點收到子節點申請命令，在可能的子節點條目記錄表中查詢，找到將其子標誌位置為true,下轄節點數修改為新的值；(3)若節點下轄的子節點數值有變化，向父節點重新發子節點申請命令。(4)經過大約2*Lm個相鄰節點信息傳輸時間，相鄰節點的父子關係基本確定。協調器和路由節點將計算其所屬每個路由子節點所佔的權值Weight。3、節點地址值的分配過程如下定義Cm和Rm分別為網絡的全功能設備所能分配的最大節點數和路由節點數，Lffl為網絡的最大深度，則在網絡深度為d的路由節點所能分配的地址塊Cskip(d)值為
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICsta (d) = \ I+ C -R -C *R {L^d-l)(I)
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I--七1
協調器的16位網絡地址(Net_addreSS)設為0，其所屬區域內的子節點網絡地址(Net_address)分配按照如下策略進行。如果子節點類型為路由節點，按照式⑵為該子節點分配地址。
權利要求
1.ー種RFID路由節點地址分配方法，包括鄰接表建立過程、節點間父子關係確定過程和節點地址值分配過程，其特徵在於引入節點權值來反映節點分布的非均勻性，節點地址塊的大小根據節點權值的不同動態分配，所述節點地址值分配過程包括 定義Cm和Rm分別為網絡的全功能設備所能分配的最大節點數和路由節點數，Lm為網絡的最大深度，則在網絡深度為d的路由節點所能分配的地址塊Cskip(d)值為
2.根據權利要求I所述的ー種RFID路由節點地址分配方法，其特徵在於所述鄰接表建立過程由協調器啟動，具體包括 (1)協調器發送ー個廣播命令Broad,發起鄰接表建立過程,廣播命令Broad中鄰居設備的樹深度D印th初值為0 ; (2)鄰節點收到廣播命令Broad後將作以下處理 ①若第一次收到該廣播命令Broad，將在其鄰居表中建立相應的記錄，該鄰居表記錄中Depth值為收到的廣播命令中的Depth值+1 ;否則將判斷廣播命令中的Depth值+1是否小於已有鄰居表記錄中對應的Depth值，若小於則替換之，否則不做任何處理； ②按照收到的廣播命令的地址，向目標發送一回復命令Ack；目標節點根據收到的ACK命令，建立一條的子節點條目記錄表，其子標誌位置為false ； ③若鄰節點為路由節點，則繼續轉發廣播；若為終端節點，則不轉發廣播。
3.根據權利要求2所述的ー種RFID路由節點地址分配方法，其特徵在於所述ACK命令用於地址為Ex_addressl的節點向地址為Ex_address2的節點發送一個應答信息。
4.根據權利要求2所述的ー種RFID路由節點地址分配方法，其特徵在於所述節點間父子關係確定過程包括 (1)節點選擇鄰居表條目中Depth值最小的節點作為其父節點，向父節點發送子節點申請命令Son-Request ;所述申請命令Son-Request用於地址為Ex_addressl節點向地址為Ex_address2節點發出作為其子節點的請求，同時報告自己的設備類型De_type、下轄的子節點數 Unode_number ； (2)父節點收到子節點申請命令Son-Request,在子節點條目記錄表中查詢,將其子標誌位置為true,並將下轄節點數修改為新的值；(3)若ー節點下轄的子節點數值有變化，其將向它的父節點重新發子節點申請命令^on-Request ； (4)經過2*Lm個相鄰節點信息傳輸時間，相鄰節點的父子關係基本確定；協調器和路由節點將計算其所屬姆個路由子節點所佔的權值Weight。
全文摘要
本發明公開了一種RFID路由節點地址分配方法，該方法包括鄰接表建立過程、節點間父子關係確定過程和節點地址值分配過程，其特點是引入節點權值來反映節點分布的非均勻性，節點地址塊的大小根據節點權值的不同動態分配。該方法充分考慮了節點分布的非均勻性，能很好地提高節點地址分配成功率、降低平均通信開銷。
文檔編號H04L29/12GK102739817SQ20121013346
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者餘松森, 楊健, 湯庸, 肖應旺 申請人:華南師範大學