地震監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究
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(3)簇首更換
在分簇路由協(xié)議中，簇首的能量消耗最大。為了均衡簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)的能量消耗，需要更換簇首。本協(xié)議中簇首的更換采用異步方式進(jìn)行，簇首在自己的能量低于一定閾值時，向簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播CH_change消息，簇內(nèi)每個節(jié)點(diǎn)收到CH_change消息后將自己的位置和當(dāng)前能量等信息報告給簇首。簇首根據(jù)這些信息從中選擇一個能量和地理位置最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)作為新簇首，并把新簇首消息廣播出去。新簇首繼承原簇首的父節(jié)點(diǎn)FATHER_ID和最小跳數(shù)Min_hop等信息，原簇首的下一跳簇首(按照從Sink節(jié)點(diǎn)到離Sink節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)方向)則需要修改它們的路由表信息，將其父節(jié)點(diǎn)FATHER_ID修改為新當(dāng)選的簇首，簇首更換情況如圖2所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/160086.htm
(4)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換
在地震未發(fā)生時，盡量使傳感器節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)，這樣可以大大降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生存周期。傳感器節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖如圖3所示，本文設(shè)計(jì)的路由協(xié)議中，傳感器節(jié)點(diǎn)多數(shù)情況下是處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)探測到有地震發(fā)生或需要周期性傳遞日常數(shù)據(jù)時，節(jié)點(diǎn)便從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入發(fā)送狀態(tài)；當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)時，若收到有效的信號，便從睡眠狀態(tài)進(jìn)入到接收狀態(tài)；當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于發(fā)送或接收狀態(tài)下，如果在一定時間內(nèi)沒有收發(fā)數(shù)據(jù)，則傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)。
2．2 數(shù)據(jù)的傳輸過程
地震未發(fā)生時，普通傳感器節(jié)點(diǎn)間隔一定的時間將自己的能量、位置等少量日常信息發(fā)送給簇首，簇首按照事先構(gòu)建好的路由將這些信息匯聚融合后轉(zhuǎn)發(fā)給Sink節(jié)點(diǎn)。由于日常數(shù)據(jù)信息量小，數(shù)據(jù)傳輸率低，因此傳輸日常數(shù)據(jù)消耗的能量非常少。
當(dāng)監(jiān)測區(qū)域有地震發(fā)生時，最先感應(yīng)到地震的節(jié)點(diǎn)向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播喚醒包，同時本地保存地震信息，喚醒包中攜帶信息包括：本節(jié)點(diǎn)位置、地震關(guān)聯(lián)度degree=0，以及其他一些信息。普通節(jié)點(diǎn)收到喚醒包后馬上監(jiān)測周圍地震的發(fā)生，如果節(jié)點(diǎn)監(jiān)測不到地震，節(jié)點(diǎn)將喚醒包中的地震關(guān)聯(lián)度degree加1，若地震關(guān)聯(lián)度degree大于2，則丟棄該包；否則，轉(zhuǎn)發(fā)喚醒包；若節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到過該喚醒包，則丟棄包；簇首節(jié)點(diǎn)收到喚醒包后，立即廣播ready消息準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)；普通節(jié)點(diǎn)收到ready消息后，如果其地震關(guān)聯(lián)度degree不大于2，則發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)給簇首，簇首節(jié)點(diǎn)將監(jiān)測數(shù)據(jù)沿著事先建立好的最小跳路由傳送給Sink節(jié)點(diǎn)，并在傳輸過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
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