專利名稱：支持移動性紫蜂無線傳感器網絡系統及節點移動性的方法
技術領域：
本發明屬于移動性設備的數據采集以及移動人員的管理領域，特別是提供了一種支持移動性紫蜂無線傳感器網絡系統及節點移動性的方法。
背景技術：
紫蜂是一種近年來才興起的無線網絡通信技術標準。無線組網通信是當今工業控制、計算機應用、家庭自動化等方面技術發展的一個熱點，而低功耗、低成本的無線網絡要求令紫蜂應運而生；紫蜂具有超強的生命力和優勢，應用前景十分看好。根據當前紫蜂聯盟公布的協議規定，紫蜂網絡采用自組網的形式。
紫蜂聯盟的規范(ZigBee Alliance，ZigBee Specification version 1.0，June 27，2005)，以節點的省電為優先考慮目標，對有大量節點移動的情況缺乏考慮。當一個新的精簡功能節點加入網絡，其父節點就會分配一小塊存儲器來保存與之相關的信息，如果沒有多余的存儲器空間則新的節點無法加入網絡，也就不能與其他設備通信。當一個精簡功能節點進入休眠狀態時，該精簡節點的相關信息仍然被保留在父節點中，這樣當次節點重新激活后，可直接與其他節點通信。這樣處理的優點是有利于精簡節點保持較低的功耗。如果有大量移動節點就很容易使全功能節點設備的存儲器被占滿，從而使其他移動節點不能加入網絡，甚至導致網絡的癱瘓。
發明內容
本發明的目的在于提供一種支持移動性紫蜂無線傳感器網絡系統及節點移動性的方法。基于紫蜂無線傳感器網絡，滿足移動節點實時加入網絡。
本發明的系統由可移動終端節點、位置已知的紫蜂路由節點、紫蜂網絡的協調器節點組成。位置已知的紫蜂路由節點和紫蜂網絡的協調器節點均為全功能節點設備，可移動終端節點為精簡功能節點設備；由紫蜂網絡的協調器節點發起，形成了自組網的紫蜂網絡，可移動終端節點通過就近的全功能節點位置已知的紫蜂路由節點或紫蜂網絡的協調器節點接入到該紫蜂網絡。每個全功能節點一旦聯系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節點設備的協議代碼中添加鄰接表動態管理的功能，在有限的存儲容量下實現對大量移動節點的加入與離開網絡狀態的更新。
在全功能節點設備和精簡功能節點設備上修改代碼，使全功能節點設備具有了處理大量移動節點加入與離開網絡的功能；克服了全功能節點設備由于存儲器物理空間的限制而使移動設備不能再加入網絡的缺點。
方法在現有紫蜂協議基礎上，修改鄰接表管理的代碼，使鄰接表能夠動態更新，以使得移動的網絡終端設備能夠實時加入網絡。本發明可廣泛適用于有大量可移動紫蜂終端節點的場合，結合該技術可以實現對移動設備的監測和定位。該技術真正意義上實現了紫蜂技術的移動性，對于提高紫蜂網絡的組網的容量和靈活性有很大的意義。
實現紫蜂無線傳感器網絡節點移動性的方法當網絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節點設備加入，加入成功后，全功能節點設備就啟動鄰接表動態管理機制。首先全功能節點建立一個狀態表，狀態表記錄了與之相關聯的可移動終端節點的序號和其是否在網絡中。然后全功能節點廣播一個只有與其關聯的可移動終端節點設備才能收到的詢問消息。收到消息后，可移動終端節點設備返回給其父設備一條包含該可移動終端節點設備的物理地址的確認消息。全功能節點每收到精簡功能節點傳送來的確認消息，就用此物理地址在鄰接表中查詢，獲得該設備對應的序號，然后修改全功能節點開始建立的狀態表中與此序號對應的狀態標識，使其指示該精簡功能節點在網絡中。當全功能節點接收完所有的精簡功能節點返回信號后，就啟動更新鄰接表，將未收到確認的精簡功能節點設備從全功能節點鄰接表中刪除。
本發明可廣泛應用于對工作人員或是移動設備的監測和定位。該技術真正意義上實現了紫蜂技術的移動性，對于提高紫蜂網絡的組網的容量和靈活性有很大的意義。
圖1紫蜂網絡的系統示意圖。
具體實施方法圖1為紫蜂網絡的系統示意圖，可移動終端節點含可移動終端節點、位置已知的紫蜂路由節點、紫蜂網絡的協調器節點組成。
當網絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節點設備加入，加入成功后，全功能節點設備就啟動鄰接表動態管理過程。首先全功能節點建立一個狀態表，此狀態表包括了當前鄰接表中精簡功能節點設備在鄰接表中的序號，以及表示對應精簡功能節點設備是否在網絡中的標識符。然后全功能節點廣播詢問各精簡功能節點設備的消息，只有與其關聯的精簡功能節點設備才能收到此消息。收到消息后，精簡功能節點設備立刻給其父設備返回響應信息，其中包括該精簡功能節點設備的物理地址。全功能節點設備確認收到的為精簡功能節點設備的響應信息，就用精簡功能節點設備物理地址在鄰接表中查詢，獲得其對應的序列號，修改全功能節點開始建立的狀態表中此序號對應的狀態標識符，使其指示該精簡功能節點在網絡中。當全功能節點接收完所有的精簡功能節點返回的確認信號后，就正式執行鄰接表更新的過程，將未收到確認的精簡功能節點設備從全功能節點鄰接表中刪除。實時地更新了鄰接表的存儲空間，使得移動設備能夠隨時加入到網絡中。
詳細步驟如下步驟S-1全功能節點每次有新節點加入后，啟動鄰接表更新初始化過程，其作用首先判斷當前鄰接表是否已經需要更新，如果不需要更新，初始化過程結束；如果需要更新，就進入到鄰接表更新準備過程。
步驟S-2一旦進行鄰接表更新過程，全功能節點設備代碼中建立一個狀態表。然后全功能節點設備廣播一個只有與其關聯的精簡功能節點設備才能收到的詢問消息。
步驟S-3發送詢問消息，為了保證在網絡中的精簡功能節點都能收到詢問消息，全功能節點設備將廣播若干次。當廣播完成后，需要啟動鄰接表更新過程。
步驟S-4精簡功能節點設備，通過指定的端口接收從全功能節點傳來的詢問消息。然后啟動發送程序，通過判斷接收到的是否為詢問消息來決定是否發送自己的物理地址給全功能節點。
步驟S-5全功能節點設備接收精簡功能節點返回物理地址過程。如果收到某個精簡功能節點返回的帶有物理地址的確認信息，就說明此精簡功能節點在網絡中。然后獲得此精簡功能節點在鄰接表中的序號，最后在所建立的狀態表中修改該序號對應的狀態標識，使其指示該精簡功能節點在網絡中。
步驟S-6執行鄰接表的更新。在全功能節點接收完所有精簡功能節點返回的確認信息后，開始執行鄰接表更新。將未收到確認的精簡功能節點設備從全功能節點鄰接表中刪除。
權利要求
1.一種支持移動性的紫蜂無線傳感器網絡的系統，其特征在于，該系統由可移動終端節點、位置已知的紫蜂路由節點、紫蜂網絡的協調器節點組成；位置已知的紫蜂路由節點和紫蜂網絡的協調器節點均為全功能節點設備，可移動終端節點為精簡功能節點設備；由紫蜂網絡的協調器節點發起，形成了自組網的紫蜂網絡，可移動終端節點通過就近的全功能節點位置已知的紫蜂路由節點或紫蜂網絡的協調器節點接入到該紫蜂網絡。每個全功能節點一旦聯系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節點設備的協議代碼中添加鄰接表動態管理的功能，在有限的存儲容量下實現對大量移動節點的加入與離開網絡狀態的更新。
2.根據權利要求1所述的的系統，其特征在于采用動態存儲空間管理，使全功能節點設備具有了處理大量移動節點加入與離開網絡的功能；克服了全功能節點設備由于存儲器物理空間的限制而使移動設備不能再加入網絡的缺點。
3.一種實現紫蜂無線傳感器網絡節點移動性的方法，其特征在于當網絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節點設備加入，加入成功后，全功能節點設備就啟動鄰接表動態管理機制；首先全功能節點建立一個狀態表，狀態表記錄了與之相關聯的可移動終端節點的序號和其是否在網絡中；然后全功能節點廣播一個只有與其關聯的可移動終端節點設備才能收到的詢問消息；收到消息后，精簡功能節點設備返回給其父設備一條包含該精簡功能節點設備的物理地址的確認消息；全功能節點每收到精簡功能節點傳送來的確認消息，就用此物理地址在鄰接表中查詢，獲得該設備對應的序號，修改全功能節點開始建立的狀態表中此序號對應的狀態標識符，使其指示該精簡功能節點在網絡中；當全功能節點接收完所有的精簡功能節點返回信號后，就啟動更新鄰接表，將未收到確認的精簡功能節點設備從全功能節點鄰接表中刪除。
全文摘要
一種支持移動性紫蜂無線傳感器網絡系統及節點移動性的方法，屬于移動性設備的數據采集以及移動人員的管理技術領域。該系統由可移動終端節點、位置已知的紫蜂路由節點、紫蜂網絡的協調器節點組成。由紫蜂網絡的協調器節點發起，形成了自組網的紫蜂網絡，可移動終端節點通過就近的位置已知的紫蜂路由節點或紫蜂網絡的協調器節點接入到該紫蜂網絡。每個全功能節點一旦聯系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節點設備的協議代碼中添加鄰接表動態管理的功能，在有限的存儲容量下實現對大量移動節點的加入與離開網絡狀態的更新；對于提高紫蜂網絡的組網的容量和靈活性有很大的意義。
文檔編號H04L12/24GK101018170SQ20061016495
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月8日 優先權日2006年12月8日
發明者周賢偉, 楊裕亮, 王麗娜, 楊文星, 李 杰, 張明東 申請人:北京科技大學