专利名称：一种rfid路由节点地址分配方法
技术领域：
本发明涉及无线通信网络中节点地址的分配技术，涉及一种RFID路由节点地址分配方法。
背景技术：
在无线通信网络中，节点必须拥有自己的网络地址才能进行通信。RFID无线传感器网络使用默认的分布式地址分配机制为节点分配地址，由于没有考虑网络拓扑结构的非均匀性，容易造成网络节点地址资源的浪费。现实无线RFID网络环境中由于节点的随机分布性、以及存在的随机运动会造成节点的非均匀分布，出现部分节点地址空间富裕、部分节点地址空间不足的情况。为了解决此问题，现有的方法如下 SLAR(Single Level Address Reorganization)算法，针对路由节点作为父节点时地址空间不够的问题提出通过增大深度参数d(d = d+1)减小地址偏移量Cskip(d)从而使父节点地址空间增大的方案。借地址方案现有的借地址算法主要分为三种1)父节点地址空间不足时，通知网络协调器借地址和分配借来的空闲地址；2)地址空间不足的父节点根据有剩余地址节点的优先级发出借地址申请并分配空闲地址。以上各种方法的缺点分别在于SLAR算法以深度换取宽度的方法能够改善路由节点地址空间不足的状况，但必然使整个网络深度变小，且地址重配置操作使组网开销和耗时增加，所以适用于深度大的网络。借地址算法需要记录空闲地址的提供节点和使用节点的网络地址，以便正确路由数据分组。现有的借地址算法能提高节点入网率，但没有控制借地址的范围，破坏了传感网络的“位置-地址”关系，增加树状网络的冗余路径，在簇树路由算法运行中会增加额外的路由开销和节点的存储开销，与传感网络低开销和低成本的特点不相符。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种RFID路由节点地址分配方法，该方法能很好地提高节点地址分配成功率、降低平均通信开销，具体技术方案如下。一种RFID路由节点地址分配方法，其特点是引入节点权值来反映节点分布的非均匀性，节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配，该方法包括邻接表建立过程、节点间父子关系确定过程和节点地址值分配过程。上述的一种RFID路由节点地址分配方法中，所述邻接表建立过程由协调器启动，具体包括(I)协调器发送一个广播命令Broad,发起邻接表建立过程,广播命令Broad中邻居设备的树深度D印th初值为O ;(2)邻节点收到广播命令Broad后将作以下处理①若第一次收到该广播命令Broad,将在其邻居表中建立相应的记录,该邻居表记录中Depth值为收到的广播命令中的Depth值+1 ;否则将判断广播命令中的Depth值+1是否小于已有邻居表记录中对应的Depth值，若小于则替换之，否则不做任何处理；②按照收到的广播命令的地址，向目标发送一回复命令Ack ；目标节点根据收到的ACK命令，建立一条的子节点条目记录表，其子标志位置为false ；③若邻节点为路由节点，则继续转发广播；若为终端节点，则不转发广播。上述的一种RFID路由节点地址分配方法中，所述节点间父子关系确定过程包括
(I)节点选择邻居表条目中Depth值最小的节点作为其父节点，向父节点发送子节点申请命令Son-Request ;所述申请命令Son-Request用于地址为Ex_addressl节点向地址为Ex_address2节点发出作为其子节点的请求，同时报告自己的设备类型De_type、下辖的子节点数Unode_number ；(2)父节点收到子节点申请命令Son-Request,在子节点条目记录表中查询,将其子标志位置为true，并将下辖节点数修改为新的值；(3)若一节点下辖的子节点数值有变化，其将向它的父节点重新发子节点申请命令 Son-Request ；(4)经过2*Lm个相邻节点信息传输时间，相邻节点的父子关系基本确定；协调器和路由节点将计算其所属每个路由子节点所占的权值We i ght。上述的一种RFID路由节点地址分配方法中，所述节点地址值分配过程包括定义Cm和Rm分别为网络的全功能设备所能分配的最大节点数和路由节点数，Lffl为网络的最大深度，则在网络深度为d的路由节点所能分配的地址块Cskip(d)值为
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICskl(d) = \ I+ C -R -C *R (L--d-v>(I)；
slaP、 Jm m m mr> / I
Im协调器的位网络地址(Net_addreSS)设为0，其所属区域内的子节点网络地址(Net_address)分配按照如下策略进行，如果子节点类型为路由节点，按照式⑵为该子节点分配地址，
r a — a _|_ I
son-\parent
I丨 (2)
[Aon-, = Aon-O-,) + IwParent * (^) * ^-1 J如果子节点类型为终端节点，该子节点分配地址为
Aon-Z = Aparent + sklp ⑷ * K * J+ ( 3 )其中Asm_z表示终端子节点的地址，Asmri表示第I个路由子节点的地址，Asrari表示第i个路由子节点的地址，Wparent表示父节点的权值，Wi^1表示第i_l个子节点的权值，n表示第n个路由子节点，取值范围为KnS Cffl-Rffl0 上述的一种RFID路由节点地址分配方法中，所述ACK命令用于地址为Ex_addressl的节点向地址为Ex_address2的节点发送一个应答信息。与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果本发明的RFID路由节点地址分配方法引入节点权值来反映节点分布的非均匀性，节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配，充分考虑了节点分布的非均匀性，能很好地提高节点地址分配成功率、降低平均通信开销。
图I为本发明的RFID路由节点地址分配中邻接表建立过程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。本实例的RFID路由地址分配方法分为三个阶段邻接表建立、确定节点间父子关系、节点地址值的分配。I、邻接表建立过程，如图I所示首先节点之间有一个相互探询以了解其周围邻居节点状态的过程，该时间大约为2*Lm个相邻节点信息传输时间。具体过程如下(I)协调器发送一个广播命令Broad，发起邻接表建立过程；其D^th初值为O。(2)邻节点收到广播命令后将作以下处理①若第一次收到该地址节点的广播命令，将为其建立相应的邻居表条目，其D印th值为收到的广播命令中的Depth值+1 ;否则将判断其Depth值+1是否小于已有条目中对应的Depth值？若小于则将修改之，否则不做任何处理；②按照收到的广播地址，向目标发送一回复命令Ack ;目的节点根据收到的ACK命令，建立可能的子节点条目记录；③若为路由节点，则继续转发广播；若为终端节点，则不转发广播。2、确定父子关系，包括如下步骤(I)节点选择邻居表条目中Depth值最小的节点作为其父节点，向其发送子节点申请命令Son-Request ；(2)节点收到子节点申请命令，在可能的子节点条目记录表中查询，找到将其子标志位置为true,下辖节点数修改为新的值；(3)若节点下辖的子节点数值有变化，向父节点重新发子节点申请命令。(4)经过大约2*Lm个相邻节点信息传输时间，相邻节点的父子关系基本确定。协调器和路由节点将计算其所属每个路由子节点所占的权值Weight。3、节点地址值的分配过程如下定义Cm和Rm分别为网络的全功能设备所能分配的最大节点数和路由节点数，Lffl为网络的最大深度，则在网络深度为d的路由节点所能分配的地址块Cskip(d)值为
l + Cm*(Lm-d-l)，疋=ICsta (d) = \ I+ C -R -C *R {L^d-l)(I)
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I--七1
协调器的16位网络地址(Net_addreSS)设为0，其所属区域内的子节点网络地址(Net_address)分配按照如下策略进行。如果子节点类型为路由节点，按照式⑵为该子节点分配地址。
权利要求
1.ー种RFID路由节点地址分配方法，包括邻接表建立过程、节点间父子关系确定过程和节点地址值分配过程，其特征在于引入节点权值来反映节点分布的非均匀性，节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配，所述节点地址值分配过程包括 定义Cm和Rm分别为网络的全功能设备所能分配的最大节点数和路由节点数，Lm为网络的最大深度，则在网络深度为d的路由节点所能分配的地址块Cskip(d)值为
2.根据权利要求I所述的ー种RFID路由节点地址分配方法，其特征在于所述邻接表建立过程由协调器启动，具体包括 (1)协调器发送ー个广播命令Broad,发起邻接表建立过程,广播命令Broad中邻居设备的树深度D印th初值为0 ; (2)邻节点收到广播命令Broad后将作以下处理 ①若第一次收到该广播命令Broad，将在其邻居表中建立相应的记录，该邻居表记录中Depth值为收到的广播命令中的Depth值+1 ;否则将判断广播命令中的Depth值+1是否小于已有邻居表记录中对应的Depth值，若小于则替换之，否则不做任何处理； ②按照收到的广播命令的地址，向目标发送一回复命令Ack；目标节点根据收到的ACK命令，建立一条的子节点条目记录表，其子标志位置为false ； ③若邻节点为路由节点，则继续转发广播；若为终端节点，则不转发广播。
3.根据权利要求2所述的ー种RFID路由节点地址分配方法，其特征在于所述ACK命令用于地址为Ex_addressl的节点向地址为Ex_address2的节点发送一个应答信息。
4.根据权利要求2所述的ー种RFID路由节点地址分配方法，其特征在于所述节点间父子关系确定过程包括 (1)节点选择邻居表条目中Depth值最小的节点作为其父节点，向父节点发送子节点申请命令Son-Request ;所述申请命令Son-Request用于地址为Ex_addressl节点向地址为Ex_address2节点发出作为其子节点的请求，同时报告自己的设备类型De_type、下辖的子节点数 Unode_number ； (2)父节点收到子节点申请命令Son-Request,在子节点条目记录表中查询,将其子标志位置为true,并将下辖节点数修改为新的值；(3)若ー节点下辖的子节点数值有变化，其将向它的父节点重新发子节点申请命令^on-Request ； (4)经过2*Lm个相邻节点信息传输时间，相邻节点的父子关系基本确定；协调器和路由节点将计算其所属姆个路由子节点所占的权值Weight。
全文摘要
本发明公开了一种RFID路由节点地址分配方法，该方法包括邻接表建立过程、节点间父子关系确定过程和节点地址值分配过程，其特点是引入节点权值来反映节点分布的非均匀性，节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配。该方法充分考虑了节点分布的非均匀性，能很好地提高节点地址分配成功率、降低平均通信开销。
文档编号H04L29/12GK102739817SQ20121013346
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者余松森, 杨健, 汤庸, 肖应旺 申请人:华南师范大学