利索能及
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专利号: 2021115383105
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,所述方法包括:

S1:组网时根据RPL路由协议形成一个目的地导向的有向无环图DODAG;DODAG的根节点通过DIO控制报文向邻居节点宣告自身的网络信息,并在收到入网邻居节点发送的DAO控制报文后,回复DAO‑ACK控制报文,根节点对其每一个邻居节点指定一个组群标识码,并将邻居节点划分到对应的组群中;

S2:根节点的邻居节点转发DIO控制报文,其他想要加入DODAG的子节点依据组群设定方法计算自身的组群标识码,并发送DAO控制报文向根节点通告自身的能量信息和邻居节点信息;根节点根据每个子节点的组群标识码将子节点划分到对应的组群中;

S3:根节点根据收集的子节点的邻居节点信息和代理选择准则,发送代理指定消息为每个组群选择出代理节点;代理节点通过代理通告消息将邻居组群信息发送至根节点;

S4:当某个节点存在点对点路由需求时,该节点作为源节点向本组群内的代理节点发起组群路由请求消息;若目的节点在本组群内,则代理节点回复组群路由应答消息,否则,代理节点转发组群路由请求消息至根节点;根节点根据组群路由算法选出最优组群路由,并通过组群路由应答消息回复给代理节点;代理节点缓存组群路由信息,并转发给源节点;

S5:源节点开启点对点路由发现过程,多播点对点路由请求消息,中间节点通过检查组群标识码,处理点对点路由请求消息;目的节点收到该请求消息后回复点对点路由应答消息;源节点收到该应答消息后,路由建立成功,开始传输数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S1中,所述DIO控制报文携带网络全局信息,DIO控制报文的Option格式包括:类型说明域、长度、初始组群数量和组群标识码信息;所述DAO控制报文的Option格式包括:类型说明域、长度、组群标识码、剩余能量和邻居节点信息;所述DAO‑ACK控制报文的Option格式包括:类型说明域、长度、初始组群数量和指定组群标识码。

3.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S2中,所述依据组群设定方法计算自身的组群标识码包括子节点收到DIO控制报文后,获取DIO控制报文中的跳数、组群标识码和组群数量信息。根据DIO控制报文计算出各个子节点的组群标识码,计算公式如下:其中,Rc为子节点c的组群标识码,Hc为子节点c距离根节点的跳数,表示为Hc=Hp+Hincrease,Hp为子节点c的父节点p距离根节点的跳数,Hincrease是一个常数,默认设置为1;

表示向下取整,RN为根节点根据其邻居节点总数所分配的初始组群的数量,Rc_p为子节点c的父节点p的组群标识码。

4.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S3中,所述代理选择准则包括确保一个组群内代理节点的剩余能量充足即超过预设阈值,且利用最少的代理节点覆盖组群内所有节点;

代理节点的剩余能量计算公式如下:

Ei_Remain=Ei_Total‑Ei_CostEi,Cost=PC*TC+PL*TL+PTX*TTX+PRX*TRX其中,Ei_Remain为第i个代理节点的剩余能量,Ei_Total为第i个代理节点的初始总能量,Ei_Cost为第i个代理节点消耗的能量,PC和TC分别为处理器模块全速运行时的功率和运行时间,PL和TL分别为处理器在低功耗模式下的运行功率和运行时间,PTX和TTX为通信模块发送报文时的功率和时间,PRX和TRX为通信模块在监听和接收报文时的功率和时间。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,当所述代理节点的剩余能量低于预设阈值时,则向根节点发起代理切换请求消息,其中所述代理切换请求消息的格式包括:类型、消息标识码、校验和以及代理组群标识码。

6.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S3中,所述代理指定消息的格式包括:类型、消息标识码、校验和、代理组群标识码、代理组群的代理个数和代理节点的IPv6地址;所述代理通告消息的格式包括:类型、消息标识码、校验和、邻居组群数量、邻居的组群标识码、对应的链路质量和保留域。

7.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S4中,所述组群路由请求消息的格式包括:类型、消息标识码、校验和、长度、源IPv6地址和目的IPv6地址;所述组群路由应答消息的格式包括:类型、消息标识码、校验和、组群数量和组群标识码。

8.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S5中,所述点对点路由请求消息的Option格式包括:类型说明域、长度、组群路由数量、临时DODAG存活时间、最大Rank值、源节点的序列号和组群路由标识码;所述点对点路由应答消息的Option格式包括:类型说明域、长度、组群路由数量、临时DODAG存活时间、最大Rank值和组群路由标识码。

9.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S5中,源节点开启点对点路由发现过程包括源节点从组群路由应答消息中获取组群信息后,构造一个以自身为根节点的临时DODAG用于发现点对点路由,并多播点对点路由请求消息。

10.根据权利要求1所述的一种基于RPL路由协议的IPv6无线传感网点对点路由方法,其特征在于,步骤S5中,中间节点通过检查组群标识码,处理点对点路由请求消息包括收到该点对点路由请求消息的节点判断组群标识码是否和自身一致,若不一致,则丢弃该消息;

若一致,则根据该消息计算Rank值,决定是否加入临时的DODAG;加入临时DODAG的节点检查自身地址是否为目的地址,若不是,则作为中间节点继续多播点对点路由请求消息;重复收到同一请求消息的中间节点丢弃该消息;若加入该临时DODAG的节点是目的节点,则回复点对点路由应答消息;中间节点判断组群标识码是否和自身一致,若不一致,则丢弃该消息;

若一致,则继续检查临时DODAG的存活时间的标志位,若临时DODAG已过期,则丢弃该消息;

否则转发该消息;源节点收到点对点路由应答消息后,路由建立成功,开始传输数据。