逆向路径的编码方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及传感器网络技术，尤其涉及一种逆向路径的编码方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着通信、传感器制造、嵌入式计算等技术的日益成熟，大规模无线传感器网络技 术迅速发展并被广泛应用到环境、国防、医疗、城市管理等诸多领域中。典型的无线传感器 网络由大量微型传感器节点组成，它们能够在恶劣及危险环境中迅速展开，并通过无线形 式自行组网，不受现有有线网络基础设施的限制，同时，这些无线传感器节点获取的感知数 据通过无线通信以多跳中继方式汇集到数据处理中心。
[0003] 由于无线传感网络采用多跳通信，当某个节点发生故障时，网络管理者难以手 动地重新配置节点的参数。因此，无线传感器网络需要采用远程控制的方法来控制网络 中任意节点的参数配置。为了实现这一目的，网络管理者需要知道网络中节点的逆向路 径，即，从汇聚节点到达该故障节点所经过的节点路径，并通过此路径把控制包从汇聚节 点发送到网络中的故障节点。如图1所示，传统的方法通过记录每一跳的节点标识来 实现逆向路径的构建。例如，如果已知d节点发生故障，汇聚节点S可以通过逆向路径 s - a - b - c - e - d将控制包发送至节点d〇
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种逆向路径的编码方法和装置，以优化现有的逆 向路径构建方法，提高逆向路径构建的有效性。
[0005] 在第一方面，本发明实施例提供了一种逆向路径的编码方法，包括：
[0006] 当前节点生成自身的路径编码参数；
[0007] 当前节点根据与其关联的子节点数目，确定子节点编码空间；
[0008] 当前节点根据所述路径编码参数以及所述子节点编码空间生成子节点编码控制 信息，并将所述子节点编码控制信息发送至关联的子节点，以实现子节点生成自身的路径 编码参数。
[0009] 在第二方面，本发明实施例提供了一种逆向路径的编码装置，配置于当前节点中， 包括：
[0010] 路径编码参数生成单元，用于生成自身的路径编码参数；
[0011] 子节点当前编码空间确定单元，用于根据与其关联的子节点数目，确定子节点编 码空间；
[0012] 子节点编码控制信息发送单元，用于根据所述路径编码参数以及所述子节点编码 空间生成子节点编码控制信息，并将所述子节点编码控制信息发送至关联的子节点，以实 现子节点生成自身的路径编码参数。
[0013] 本发明实施例通过当前节点生成自身的路径编码参数；当前节点根据与其关联的 子节点数目，确定子节点编码空间；当前节点根据所述路径编码参数以及所述子节点编码 空间生成子节点编码控制信息，并将所述子节点编码控制信息发送至关联的子节点，以实 现子节点生成自身的路径编码参数的技术手段。
【附图说明】
[0014] 图1是现有技术中的一种利用逆向路径远程控制网络节点示意图；
[0015] 图2是本发明第一实施例的一种逆向路径的编码方法的流程图；
[0016] 图3是本发明第一实施例的一种子节点逻辑位置分配示意图；
[0017] 图4是本发明第一实施例的一种逆向路径编码的原理示意图；
[0018] 图5是本发明第二实施例的一种逆向路径的编码方法的流程图；
[0019] 图6是本发明第三实施例的一种逆向路径的编码方法的流程图；
[0020] 图7是本发明第四实施例的一种逆向路径的编码方法的结构图。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实 施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明， 而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关 的部分而非全部内容。
[0022] 首先将本发明各实施例使用的各种参数的定义简述如下：
[0023] 路径编码参数：由当前节点的路径编码值以及有效编码位数构成，典型的， (01010000, 5)。其中，路径编码值是指当前节点在无线传感器网络中对应的唯一编码值，有 效编码位数是指路径编码值中有意义的编码值所占的位数；
[0024] 编码空间：是指编码位数，例如编码空间为2即为编码位数为2位；
[0025] 子节点编码空间：是指当前节点为与其关联的子节点提供的编码位数，其值由与 当前节点关联的子节点的数目确定；
[0026] 逻辑位置：是指在编码空间中所对应的位置，其值可以与编码空间公共确定相应 的编码值，例如，某节点所占的编码空间为2,逻辑位置为1，该节点对应的编码值为01 ;
[0027] 子节点编码控制信息：是指由父节点发送至子节点的信息，通过该信息子节点可 以生成自身的路径编码参数，一般来说，子节点编码控制信息中包括：父节点的路径编码参 数、子节点编码空间、子节点标识以及与所述子节点标识对应的逻辑位置；
[0028] 子节点编码信息表：是指当前节点根据子节点编码控制信息，所生成信息表，在该 表中记录有子节点编码控制信息中的一个或者多个参数；其中，所述子节点编码信息表中 包括与子节点对应的确认标识位，该确定标识位是指子节点对接收到的子节点编码控制信 息的确认状态。
[0029] 第一实施例
[0030] 图2是本发明第一实施例的一种逆向路径的编码方法的流程图，本实施例的方法 可以由逆向路径的编码装置来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，一般可集 成于无线传感器网络的各个节点中。如图2所示，本实施例的方法具体包括如下操作：
[0031] 210、当前节点生成自身的路径编码参数。
[0032] 在本实施例中，当前节点是指无线传感器网络中的一个具体的传感器节点，该节 点可以具有0个或者1个父节点，0个、1个或者多个子节点。
[0033] 其中，当前节点可以根据父节点发送的子节点编码控制信息，生成自身的路径编 码参数，也可以根据设定指标生成自身的路径编码参数，对此并不进行限制（具体的生成 过程将在下文进行详述）。
[0034] 在本实施例中，所述路径编码参数具体包括：路径编码值和有效编码位数。例 如，当前节点的路径编码参数为：(01010000,5)，代表：当前节点自身的路径编码值为 01010000,并且其有效编码为01010,长度为5。
[0035] 上述路径编码参数可以唯一确定该节点在无线传感器网络中的逻辑位置，也即： 无线传感器网络中的汇聚节点通过该节点的路径编码参数将数据包发送至与该节点对应 的逻辑位置中。
[0036] 220、当前节点根据与其关联的子节点数目，确定子节点编码空间。
[0037] 一般来说，在构建无线传感器网络时，网络中的每个节点都会选择一个距离汇聚 节点更近的点作为父节点。当网络构建完成后，与每个节点关联的父节点以及子节点就会 被确定。当然，随着网络的不断扩大或者变更，与各个节点对应的父节点或者子节点也会被 相应的更新。
[0038] 在本实施例中，子节点编码空间具体是指当前节点为与其关联的子节点提供的编 码位数。
[0039] 举例而言，与当前节点关联的子节点有3个，当前节点可以提供2位的子节点编码 空间供这3个子节点进行编码。
[0040] 在本实施例的一个优选的实施方式中，当前节点根据与其关联的子节点数目，确 定子节点编码空间可以包括：
[0041] 根据公式N < 2K，计算所述子节点编码空间K ;其中，N为与当前节点关联 的子节点数目。
[0042] 在本优选实施方式中，考虑到全O编码的特殊性（典型的，汇聚节点选择全O编 码），为了保证任何节点的编码值均不与汇聚节点的编码值相重合，可以将全〇编码从当前 节点的编码空间中去除，进而构造上述公式。
[0043] 举例而言，与当前节点关联的子节点有3个，根据上述公式，当前节点可以提供2 位的子节点编码空间供上述3个子节点进行编码，也即，可以提供01、10和11这三种编码 组合为上述与当前节点关联的3个子节点进行编码。
[0044] 在本实施例的一个优选的实施方式中，如果当前节点已经生成自身的路径编码参 数，并且在固定的时间窗口中没有发现新的子节点（时间窗口为多个醒睡周期）时，当前节 点即可根据与其关联的子节点数目，确定子节点编码空间。
[0045] 230、当前节点根据所述路径编码参数以及所述子节点编码空间生成子节点编码 控制信息，并将所述子节点编码控制信息发送至关联的子节点，以实现子节点生成自身的 路径编码参数。
[0046] 在本实施例的一个优选的实施方式中，上述操作具体可以包括：
[0047] 当前节点根据子节点标识，确定与所述子节点标识对应的逻辑位置；
[0048] 当前节点根据所述路径编码参数、子节点编码空间、子节点标识以及与所述子节 点标识对应的逻辑位置生成子节点编码控制信息；
[0049] 当前节点根据所述子节点编码控制信息中包括的子节点标识，将所述子节点编码 控制信息发送至对应的子节点，以实现该子节点生成自身的路径编码参数。
[0050] 在本实施例中，所述节点标识具体是指在所述无线传感器网络中，可以唯一确定 该节点身份的标识，例如，节点的设备标识或者节点的物理地址等。
[0051] 其中，子节点根据接收到的当前节点发送的，包括当前节点的路径编码参数、子节 点编码空间、子节点标识、与子节点标识对应的逻辑位置等信息的子节点编码控制信息，实 现该子节点生成自身的路径编码参数。
[0052] 其中，在图3中一种子节点逻辑位置分配示意图。如图3所示，根据编码空间以及 逻辑位置，可以确定对应的编码值。
[0053] 举例而言，当前节点的路径编码参数为（01010000, 5);子节点编码空间为2 ;子节 点标识为A，与子节点标识A对应的逻辑位置为3,则