1.一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述流引导纳米网络包括纳米网关节点、纳米路由节点和普通纳米节点;
以纳米网关节点进行数据的收集与控制,以纳米路由节点进行数据的转发与控制,普通纳米节点使用机会路由协议,用于在移动过程中动态感知流引导纳米网络环境中的数据、缓存数据并在移动的过程中找到合适的时机进行数据的转发。
2.根据权利要求1所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述流引导纳米网络包括纳米网络循环链路;所述纳米网关节点固定在纳米网络循环链路的某个位置,以所述纳米网关节点作为纳米网络循环链路的起始点和终点,纳米路由节点固定在整个纳米网络循环链路的中间位置,普通纳米节点在纳米网络循环链路中向同一个方向移动且在循环链路中呈均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
步骤1:所有的普通纳米节点初始化索引值Index为0,令每个普通纳米节点在流引导纳米网络中循环运动时,基于预设标准调整索引值Index;
步骤2:任一普通纳米节点s接收或感知需要转发至纳米网关节点的数据包;
步骤3:所述普通纳米节点s判断自身能量是否足够发送或者转发此数据包,若能量不足,则进行能量捕获并重复步骤2,否则进行步骤4;
步骤4:所述普通纳米节点s根据当前索引值Index选择候选节点集;
步骤5:所述普通纳米节点s对候选节点集中候选的普通纳米节点按优先级计算公式计算的结果由高到低进行排序,按排序选择最佳转发的普通纳米节点进行数据包的转发;
步骤6:接收到转发的所述数据包的普通纳米节点成为新的普通纳米节点s并返回步骤
3,直至所述数据包转发至目标纳米网关节点。
4.根据权利要求3所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤1中,普通纳米节点在流引导纳米网络中循环运动包括以下步骤:步骤1.1:若纳米网络的生命周期结束,则退出控制,否则,进行下一步;
步骤1.2:普通纳米节点在流引导纳米网络中循环运动时,普通纳米节点不断进行能量捕获,在每个能量捕获时隙,普通纳米节点的索引值Index加1,以Index值标识普通纳米节点在纳米网络循环链路中相对纳米网关节点的位置;
步骤1.3:以普通纳米节点携带的Etag位作为此普通纳米节点在流引导纳米网络中相对纳米路由节点的标志位;在纳米网关节点到纳米路由节点的路径范围内Etag位为0,在纳米路由节点到纳米网关节点的路径范围内Etag位为1;纳米路由节点周期性广播TTL为1的广播包,经过纳米路由节点的普通纳米节点接收到广播包并将自己的Etag位置为1;
步骤1.4:纳米网关节点周期性广播TTL为1的广播包,当任一普通纳米节点在流引导纳米网络中完成一周循环运动并再次经过纳米网关节点的广播范围时,接收到此广播包,所述普通纳米节点的索引值Index与Etag位置0,之后索引值Index重新从0开始计数。
5.根据权利要求3所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤3中,令普通纳米节点s发送或者接收一个脉冲消耗的能量分别为Epul‑t和Epul‑r,发送数据包的长度为Nt,接收数据包的长度为Nr,则发送数据包所需要的能量为ET=γNtEpul‑t,接收数据包所需要的能量为ER=NrEpul‑r,其中,γ为编码权重;
若所述普通纳米节点s当前剩余能量Ere<ET+ER,则表示此普通纳米节点自身的剩余能量不足以发送数据包,需要继续进行能量捕获,反之则自身能量足够发送或者转发此数据包。
6.根据权利要求3所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤4中,普通纳米节点s选择候选节点集包括以下步骤:步骤4.1:普通纳米节点s以时间周期T为间隔,向周围发送带有普通纳米节点s自身的索引值Index、Etag位、TTL为1的广播包;
步骤4.2:其他普通纳米节点判断自身的剩余能量Ere是否能够进行该数据包的接收与转发;若能量不足则不接收该数据包,若能量足够,则根据广播包中的Etag位将广播包中的索引值Index与自身索引值Index进行比较,判断是否返回ACK消息;
步骤4.3:普通纳米节点s以发送了ACK消息的普通纳米节点作为候选节点,建立候选节点集。
7.根据权利要求6所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤4.2中,索引值Index比较规则为:当广播包中Etag位为0时,若接收到广播包的普通纳米节点的自身索引值Index小于普通纳米节点s广播包中的索引值Index,则返回ACK消息;当广播包中Etag位为1时,若接收到广播包的普通纳米节点的自身索引值Index大于普通纳米节点s广播包中的索引值Index,则返回ACK消息;ACK消息包括此普通纳米节点的索引值Index、剩余能量Ere。
8.根据权利要求3所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤5包括以下步骤:
步骤5.1:普通纳米节点s对候选节点集中候选的普通纳米节点按优先级计算公式的结果由高到低进行排序;若候选节点集为空,则不进行数据包的转发;
步骤5.2:普通纳米节点s将n个候选的普通纳米节点的排序信息与待转发数据包一同进行广播,排序信息包括所有候选节点ID与对应的优先级序号,广播功率为P=max{P1,P2,P3,...,Pn},其中Pi是从普通纳米节点s到每个普通纳米节点i所需的传输功率,i为1至n间的整数;
步骤5.3:接收到数据包的候选普通纳米节点i通过排序信息确认自身的转发优先级;
步骤5.4:若任一候选普通纳米节点的转发优先级最高,则立即返回ACK消息给普通纳米节点s,由普通纳米节点s广播该ACK消息给其它候选节点,广播功率计算同步骤5.2,否则进行退避时隙等待;对于任一非最高转发优先级的候选普通纳米节点,若退避时隙结束还未接收到普通纳米节点s的广播ACK消息,则认为前序候选普通纳米节点接收数据包失败,由退避时隙结束的候选普通纳米节点返回ACK消息给普通纳米节点s,以此类推;
任一候选的普通纳米节点接收到普通纳米节点s的ACK消息,则丢弃数据包,不进行转发操作。
9.根据权利要求8所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤5.1中,对于候选的普通纳米节点的优先级计算公式为:V(i)=λ1|Indexi‑Indexs|+λ2Ere‑i其中,Indexi为候选的普通纳米节点i的索引值Index,Indexs为普通纳米节点s的索引值Index,Ere‑i为候选的普通纳米节点i的剩余能量,λ1、λ2为预设参数,λ1,λ2∈[0,1]且λ1+λ2=1。
10.根据权利要求9所述的一种面向流引导纳米网络循环感知的机会路由方法,其特征在于:所述步骤5.4中,候选的普通纳米节点i的退避时隙为:其中,将所有的候选普通纳米节点的优先级计算结果从高到低排序后以0至n‑1顺次编号,PRI(i)对应任一候选普通纳米节点i在排序结果中的序号,PRI(i)是0至n‑1的正整数,Rnode为普通纳米节点的传输半径,c为光速。