CN103249109B - 基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法，属于通信网络技术领域，包括以下步骤：步骤1.将无线传感网络抽象为基于不规则元胞自动机的模型；步骤2.元胞节点定期广播hello报文来维护路由；步骤3.当处于工作状态的节点C收到邻居节点N发来的hello报文时，检查邻居节点N是否已经在邻居表中；步骤4.判断节点C自身的剩余能量是否大于节点C及其邻居节点剩余能量总和的平均剩余能量。本发明在基于不规则CA模型的AODV路由协议中加入能量高效机制，均衡了各节点之间的能量消耗，避免个别节点过早死亡导致的网络分割，提高了网络的能量均衡性，延长了网络生存时间。

Description

基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，具体涉及基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法。

背景技术

无线传感网络（Wirelesssensornetworks,WSN）由于其具有低功耗、低成本、自组织能力等独有的优势，被广泛的应用在社会生活的各个领域中。因为传感节点常被布置在环境复杂或无人值守区域中，不便于更换电池，因此如何节省传感器节点的能量以延长其工作时间成为WSN研究中的首要重点问题。

在现有技术中，具有代表性的WSN节能路由协议主要有：最小能耗路由、基于分簇的路由和能量均衡路由。

最小能耗路由的主要思想是构建从源节点到汇聚节点（即sink节点）能量消耗最小的路径，由于传输能耗与传输距离成正比关系，因此减少传输距离就可以减少传输能耗。

基于分簇的路由中较为经典的路由协议包括低功耗自适应集簇分层型协议(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy，LEACH)以及在其基础上优化的集中式的分簇算法(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchyCentralized，LEACH-C)和固定簇半径的分簇协议等协议(HybridEnergy-EfficientDistributedClustering，HEED)，通过分簇的思想减少向sink节点发送的数据来减少节点能量消耗。能量均衡路由的基本思想是通过按照节点各自的能量水平来转发路由包，增加节点的休眠时间等方式，均衡节点之间能量消耗，避免网络分割，个别节点过早死亡的问题，延长网络的生存时间。

然而，在现有技术中，最小能耗路由频繁选择相同的最短路径，会导致路径中部分节点的能量过早耗尽，出现网络分割、网络能量不均衡等问题。现有的分簇路由协议几乎把所有重心都放在关于分簇算法的研究之上，而忽视了对于怎样才能使分簇的网络优于非分簇网络的研究。已有研究表明，只有当簇头发向汇聚节点的数据远小于分簇前各簇内节点涌向簇头的信息总量时，分簇的WSN才可能比非分簇的WSN在性能方面具有绝对的优势。本发明提出的基于不规则元胞自动机模型的节能路由协议属于能量均衡路由协议。

近年来，元胞自动机（CellularAutomata,CA）模型由于结构简单、便于在计算机上实现、并且能够以简单的规则揭示复杂的全局特性等优点，已成为研究WSN节能问题的重要工具。元胞自动机模型是一种空间和时间都离散的***，***中的所有元胞遵守相同的状态转换规则，元胞的状态由上一时刻自身和邻居的状态共同决定。CA机制通过休眠调度策略使节点按着一定的状态转换规则在休眠和工作状态之间转换，以减少节点能量消耗。然而，通常基于CA模型的路由算法都使用“生命游戏”作为状态转换规则，但根据邻居节点工作/休眠状态的节点数目来决定自身下一时刻的状态，没有考虑节点本身以及邻居节点的剩余能量等级状况，这可能会导致节点间剩余能量的不均衡。另外，通常使用的规则CA规定了网络空间是网格状的，因此限制了网络中节点的分布情况。

在常规的基于规则元胞自动机模型的WSN节能路由协议中，网络节点按照网格状分布，用四元组A={L_d,QN,f}表示元胞自动机A，则节点C_i，j的邻居N_i,j:

$N_{i,j}=\{(k,l)\∈c|\sqrt{{(k-i)}^2+{(l-j)}^2}\≤R_c\}$

整数d表示元胞空间的维数，在二维元胞空间中，最常用的状态转换规则是“生命游戏”规则。在“生命游戏”（S23/B3）中，元胞有两种可能的状态（死亡和生存），邻居类型为摩尔型，即每一个元胞的邻居由周围八个元胞组成。之所以称之为“生命游戏”，是因为一个元胞下一时刻的生死取决于相邻8个方格中活着的或死了的元胞的数量。然而，规则元胞自动机模型规定了网络为网格状，限制了节点的分布情况，并且若网格划分过小会使得CA模型中出现许多空格甚至出现没有一个邻居的元胞，另一方面，如果网格过大，会导致一个网格中不止一个元胞。

发明内容

本发明的目的是解决无线传感网络中的节能和能量均衡的问题，提出了一种基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法，与常规的基于元胞自动机模型的节能路由协议相比，在能量均衡性方面有所改进，并且抽象的模型更加贴近真实的网络场景。本发明还通过网络仿真验证其有效性。

为了实现本发明的目的，使用了如下技术方案：一种基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法，包括以下步骤：

步骤1.将无线传感网络抽象为基于不规则元胞自动机的模型；

步骤2.元胞节点定期广播hello报文来维护路由，发送的hello报文中包含自身的剩余能量；

步骤3.当处于工作状态的节点C收到邻居节点N发来的hello报文时，检查邻居节点N是否已经在邻居表中，若不在，将邻居节点N***到邻居表中；若在，更新邻居表中邻居节点N的剩余能量信息；

步骤4.判断节点C自身的剩余能量是否大于节点C及其邻居节点剩余能量总和的平均剩余能量，若是，则保持工作状态，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程；否则，节点C进入休眠状态时，将工作状态标志sleepflag置为0，开启休眠时间计时器；

步骤5.当休眠时间计时器达到规定的计时时间时，工作状态标志sleepflag重新置为1，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程。

作为一种优选方案：步骤1具体为：确定元胞自动机的元胞空间中元胞节点C_i,j的邻居节点N_i,j，元胞节点的工作状态集，以及状态转换规则函数f，即 $Q_{i,j}^{(t+1)}=f\left(N_{i,j}^{\left(t\right)}\right).$

作为一种优选方案：步骤1中具体为通过泰森多边形法确定元胞自动机的元胞空间中元胞节点的邻居节点。

作为一种优选方案：步骤1中确定元胞节点的工作状态集具体为：设Q为元胞的有限离散状态集，用00表示睡眠低能量水平状态，01表示睡眠高能量水平状态，10表示工作低能量水平状态，11表示工作高能量水平状态，即 $Q=\{Q_{i,j}\∈\{\mathrm{00,01,10,11}\left\}\right|(i,j)\∈C\}.$

作为一种优选方案：步骤1中确定状态转换规则函数f具体为：

（1）生存规则：

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=10,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=00$

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=11,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=11$

（2）睡眠规则：

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=00,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}10,\mathrm{sleepflag}=1\\ 00,\mathrm{sleepflag}=0\end{array}\right.$

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=01,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}11,\mathrm{sleepflag}=1\\ 01,\mathrm{sleepflag}=0\end{array}\right..$

作为一种优选方案：还包括步骤6，使用NS2网络仿真工具对基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法进行仿真实验。

本发明的有益效果在于，本发明提出的基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法使用不规则元胞自动机模型，使得在建立网络模型时节点的分布可以不局限于规则CA中的网格状，而可以灵活地随机分布；在制定状态转换规则的时候将剩余能量也考虑其中，并将网络抽象为不规则CA模型，使得节点分布更加灵活，更贴近真实网络；在基于不规则CA模型的AODV路由协议（Adhocon-demanddistancevectorrouting）中加入能量高效机制，均衡了各节点之间的能量消耗，避免个别节点过早死亡导致的网络分割，提高了网络的能量均衡性，延长了网络生存时间。

附图说明

图1为规则元胞自动机摩尔型邻居示意图；

图2为通过泰森多边形法则确定节点p所在的泰森多边形区域示意图；

图3为加入不规则元胞自动机模型路由协议的流程图；

图4为一个具体的网络示意图；

图5为将具体网络抽象为不规则元胞自动机模型示意图；

图6为将具体网络抽象为规则元胞自动机模型示意图；

图7为hello报文格式示意图；

图8为节点邻居表建立过程示意图；

图9为20个节点剩余能量示意图；

图10为50个节点剩余能量示意图；

图11为20个节点网络能量消耗示意图；

图12为50个节点网络能量消耗示意图；

图13为网络生存时间示意图。

具体实施方式

在对具体实施方式进行阐述中，将对比规则元胞自动机模型和不规则元胞自动机模型，并对基于规则CA的AODV节能路由协议作出说明。

不规则元胞自动机（IrregularCellularAutomata，ICA）模型通过泰森多边形法划分来划分空间并确定元胞邻居的，通过平面上点与点连线的垂直平分线构造泰森多边形。如图2所示，p,a,b,c,d,e是平面上离散的点，分别连接p和a,b,c,d,e，并作每一条线段的垂直平分线，垂直平分线相交形成的多边形a’b’c’d’e’f’即为泰森多边形。在n个点的点集S中，连接p_ip_j,p_i∈S,i≠j,作的垂直平分线，包含P_i的泰森多边形V(p_i)由垂直平分线划分的n-1个半平面的交集形成，V(p_i)用如下公式表示，其中H(p_ip_j表示半平

V(p_i)=H(p_ip_l)∩H(p_ip₂)∩...∩H(p_ip_n)

泰森多边形有如下特点：

a．每个泰森多边形只包含一个节点

b．如果节点q(x,y)和p_i在同一个泰森多边形中，则p_i和q的距离小于p_j和q的距离，这里p_j是点集S中的其他任一点，即：

${[{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2]}^{\frac{1}{2}}<{[{(x-x_j)}^2+{(y-y_j)}^2]}^{\frac{1}{2}}$

在ICA中，每个元胞的邻居个数都不尽相同，在通信距离内，按照泰森多边形法确定的邻居节点。像元胞自动机一样，不规则元胞自动机也需要制定状态转换规则来规定元胞的状态转换方法。元胞在t时刻的状态由t-1时刻自身的状态和其邻居的状态决定，每个元胞遵循相同的转换规则，周期的变换工作状态。

基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法算法流程图如图3所示，步骤具体解释如下：

步骤1.将网络抽象为基于不规则元胞自动机的模型，包括确定元胞自动机的元胞空间中元胞节点C_i,j的邻居节点N_i,j,元胞节点的工作状态集，以及状态转换规则函数f，并按照基于不规则元胞自动机的无线传感网络节能路由方法建立路由。具体规定如下：

1.元胞空间节点邻居的确定。在传统的CA模型中，若网格划分过小会使得CA模型中出现许多空格甚至出现没有一个邻居的元胞；另一方面，如果网格过大，会导致一个网格中不止一个元胞。ICA使得在建立网络模型时节点的分布可以不局限于规则的网格状，而可以灵活地随机的分布。（将网络抽象为ICA是现有技术，但在使用ICA时没有提到传统的CA在网格划分问题上的缺点）在不规则CA中，每个元胞的邻居个数都不尽相同，在通信距离内，按照泰森多边形法确定其邻居节点。以图4中一个具体的网络为例，在图5和图6中分别将这个具体的网络抽象为不规则元胞自动机模型和规则元胞自动机模型，比较了CA和ICA。如图5所示，若将其抽象为ICA模型，用节点p,a,b,c,d,e表示传感器节点，分别连接节点p和节点a,b,c,d,e,按照前文介绍的泰森多边形构建法确定p所在的泰森多边形区域。同理，连接节点a,b,c,d,e和它们周围的节点，也可以得到它们所在的泰森多边形区域A,B,C,D,E。与多边形P毗邻的通信范围之内多边形所包含的的节点即为p的邻居节点，因此可确定a,b,c,d,e成为p的邻居节点。若将其抽象为CA模型；在图6中，如果使用虚线构成的网格表示元胞空间，P有5个邻居节点，而如果使用实线构成的网格表示的网络模型元胞空间，则P没有存活的邻居节点。（ICA通过泰森多边形法构建属于现有技术）

2.元胞节点的工作状态集。Q为元胞的有限离散状态集，通常用0和1表示休眠状态和工作状态，由于本发明中元胞自动机模型的状态转换规则没有使用传统的生命游戏规则，而且把节点剩余能量状态作为状态转换的依据，因此在本发明中，提出一种用多位表示节点状态的表示方法，每一位表示不同类型的状态。在本实施例中具体包括两位：第一位表示睡眠/工作状态，第二位表示剩余能量状态。这样用00表示睡眠低能量水平状态，01表示睡眠高能量水平状态，10表示工作低能量水平状态，11表示工作高能量水平状态。限于本实施例，低能水平用剩余能量低于平均水平体现，高能量水平用高于平均水平体现。因此在本实施例中，与传统的节点状态集定义相比，本实施例中使用的状态集定义更灵活。

3.节点状态转换规则函数f。元胞节点根据邻居表，按照状态转换规则f决定下一个时刻自己的工作状态。在以往关于基于元胞自动机模型的研究中，通常使用的状态转换规则为“生命游戏”，之所以称之为“生命游戏”，是因为一个元胞下一时刻的生死取决于相邻8个方格中活着的或死了的元胞的数量。

生命规则的等价描述如下：

(1)生存规则：如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=1,Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}1,N_{i,j}^{\left(t\right)}=\mathrm{2,3}\\ 0,N_{i,j}^{\left(t\right)}\&NotEqual;\mathrm{2,3}\end{array}\right.$

(2)唤醒规则：如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=0,Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}1,N_{i,j}^{\left(t\right)}=3\\ 0,N_{i,j}^{\left(t\right)}\&NotEqual;3\end{array}\right.$

然而以“生命游戏”为状态转换规则的CA模型，根据邻居节点工作/休眠状态的节点数来决定自身下一时刻的状态，没有考虑节点本身以及邻居节点的剩余能量等级状况，这可能会导致节点间剩余能量的不均衡。因此本实施例在制定状态转换规则的时候将剩余能量也考虑其中，提出的基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法的基本思想是在基于CA模型的AODV协议中加入能量高效机制。

本实施例规定状态转换规则f，如下所示：

（3）生存规则：

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=10,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=00$

节点状态的第一位为1，表示节点当前处于工作状态。当状态的第二位为0时，表示节点当前能量水平低。因此，表明节点在t时刻处于“工作低能量水平”状态，即energy＜avr_energy，则该节点在下一时刻（t+1时刻），节点的状态转换为“睡眠低能量水平”状态，即（对于处于低能量水平的节点，从工作状态转化为睡眠状态，可达到节能目的。）

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=11,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=11$

当状态的第二位为1时，表明节点当前能量水平高。因此表明节点在t时刻处于“工作高能量水平”状态，即energy≥avr_energy，则该节点在下一时刻（t+1时刻），节点的状态保持不变，即（对于处于高能量水平的节点，当前若为工作状态，因其能量丰富，在下一时刻仍保持工作状态。）

当节点进入休眠状态时，将工作状态标志sleepflag置为0，开启SleepTimer计时器。当SleepTimer计时器达到规定的计时时间时，工作状态标志sleepflag重新置为1。其中，工作状态标志sleepflag代表休眠/工作状态，SleepTimer用来记录节点休眠的时间。

（4）睡眠规则：

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=00,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}10,\mathrm{sleepflag}=1\\ 00,\mathrm{sleepflag}=0\end{array}\right..$

节点当前状态的第一位为0，第二位为0，表示节点在t时刻处于“睡眠低能量水平”状态，即若工作状态标志sleepflag为1，则该节点在下一时刻（t+1时刻）的状态转换为“工作低能量水平”状态，即否则节点在下一时刻（t+1时刻）仍保持为休眠状态，即

如果 $Q_{i,j}^{\left(t\right)}=01,$ $Q_{i,j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}11,\mathrm{sleepflag}=1\\ 01,\mathrm{sleepflag}=0\end{array}\right.$

节点当前状态的第一位为0第二位为1，表示节点在t时刻处于“睡眠高能量水平”状态，即若工作状态标志sleepflag为1，则该节点在下一时刻（t+1时刻）的状态转换为“工作高能量水平”状态，即否则节点在下一时刻（t+1时刻）仍保持为休眠状态，即

在状态转换规则中，变量energy代表剩余能量，avr_energy代表本节点及邻居节点的平均剩余能量。avr_energy定义为：

$\mathrm{avr}\_\mathrm{energy}=\frac{1}{N+1}(E+\underset{n\&Element;N}{\mathrm{\&Sigma;}}{E}_n)$

其中，E表示本节点的剩余能量，E_n表示本节点的邻居节点的剩余能量，N为本节点的邻居节点个数。

变量sleepflag是判断节点是否从休眠状态转换为工作状态的标志。SleepTimer是一个持续时间随机的计时器，这个持续时间小于hello报文发送周期，以保证在每一轮进行状态转换规则时节点处于工作状态。

步骤2.元胞节点定期广播hello报文来维护路由，为了使节点利用hello报文建立邻居表，发送的hello报文中需要包含自身的剩余能量，图7为hello报文的格式，在原有的AODV路由协议的hello报文格式的基础上增加了剩余能量字段，表示本节点C的剩余能量，这里的剩余能量为初始能量与工作消耗的能量之差。

步骤3.接下来就是节点周期地执行状态转换规则，决定下一时刻的工作状态，在休眠与工作状态之间切换，以节省能量消耗。图8所示的是邻居表的建立过程，当处于工作状态的节点C收到邻居节点N发来的hello报文时，检查邻居节点N是否已经在邻居表中，若不在，将新发现的邻居节点***到邻居表当中，将邻居节点的ID和剩余能量记录在邻居表中；若在，更新邻居表中邻居节点N的剩余能量信息。

步骤4.节点根据邻居表中各邻居节点的剩余能量以及自身剩余能量计算平均剩余能量：判断自身的能量水平。判断该节点自身的剩余能量是否大于该节点及其邻居节点剩余能量总和的平均剩余能量，若是，说明节点的剩余能量高于平均水平，可以保持继续工作状态，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程；否则，表明节点的剩余能量小于平均剩余能量，则令节点进入休眠状态，以节省能量。当节点进入休眠状态时，将工作状态标志sleepflag置为0，表示休眠状态，并开启SleepTimer计时器，对节点的休眠时间计时。

步骤5.当SleepTimer计时器达到规定的计时时间时，表明休眠时间已满，工作状态标志sleepflag重新置为1，表示进入工作状态，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程。SleepTimer是一个持续时间随机的计时器，这个持续时间小于hello报文发送周期，以保证在每一轮进行状态转换规则时节点处于工作状态。

在这里还可以包括步骤6，使用NS2网络仿真工具对基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法进行仿真实验。

为了验证本发明的有效性，使用了NS2网络仿真工具对基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法（Energy-efficientAODVRoutingProtocolUsingCellularAutomata，AODV-ECA）进行了仿真。具体从网络生存时间、能量消耗和能量均衡性的角度对AODV-ECA与传统的基于CA的AODV路由协议进行对比，相关的仿真参数设置如下表（表1）所示。

表1

仿真分别模拟了20和50个节点的场景，节点随即分布在1000m*1000m的区域内。

图9、图10分别是是拥有20个节点、50个节点的仿真场景中各节点的剩余能量。从图中可以看出与AODV-CA协议比较，AODV-ECA协议中节点剩余能量更多。由于AODV-CA协议没有考虑节点的能量等级，在AODV-CA协议中，可能出现选择的下一跳节点的剩余能量很少，继续工作可能会将能量耗光而死亡，而与此同时，剩余能量较多的节点未被得到高效的利用。在初始能量相同的条件下，使用AODV-ECA协议可以提高能量的均衡性。从图9中可以看出，使用AODV-ECA协议，剩余能量最多的节点和剩余能量最少的节点之间的差值为节点剩余能量0.344J，而在使用AODV-CA协议的场景中是0.525J。同样的，在图10中，使用AODV-ECA协议，剩余能量最多的节点和剩余能量最少的节点之间的差值为节点剩余能量为0.566J，而在使用AODV-CA协议的场景中是0.581J。因此使用AODV-ECA协议可以提高能量的均衡性。

图11、图12是网络的总能量消耗情况。从图中可以明显看出AODV-ECA协议最节约能量，并且其优势随着仿真时间的增加而更加明显。在仿真初期，网络能量消耗的差距并不大，随着时间的推移，AODV-ECA在最大程度上节约了能量消耗。

高能量高效性和能量均衡性使得使用AODV-ECA协议的网络生存时间变长。图13是使用三种不同协议的场景网络生存时间情况。这里，网络生存时间定义为出现第一个死亡节点的仿真时间。根据图13所示，可以看出AODV-ECA拥有最长的网络生存时间。

由仿真结果也可以看出基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法在能量高效性和能量均衡性方面显示出了明显优势，延长了网络生存时间，与此同时，由于其使用了不规则元胞自动机模型，因此在建立网络模型时也更具灵活性。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.将无线传感网络抽象为基于不规则元胞自动机的模型,具体为：通过泰森多边形法确定元胞自动机的元胞空间中元胞节点C_i,j的邻居节点N_i,j，元胞节点的工作状态集，以及状态转换规则函数f，即

确定元胞节点的工作状态集具体为：设Q为元胞的有限离散状态集，用00表示睡眠低能量水平状态，01表示睡眠高能量水平状态，10表示工作低能量水平状态，11表示工作高能量水平状态，即Q＝{Q_i,j∈{00,01,10,11}|(i,j)∈C}；

确定状态转换规则函数f具体为：

(1)生存规则：

如果 $Q_{i.j}^{\left(t\right)}=10,Q_{i.j}^{(t+1)}=00$

如果 $Q_{i.j}^{\left(t\right)}=11,Q_{i.j}^{(t+1)}=11$

(2)睡眠规则：

如果 $Q_{i.j}^{\left(t\right)}=00,Q_{i.j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}10,sleepflag=1\\ 00,sleepflag=0\end{array}\right.$

如果 $Q_{i.j}^{\left(t\right)}=01,Q_{i.j}^{(t+1)}=\left\{\begin{array}{c}11,sleepflag=1\\ 01,sleepflag=0\end{array}\right.;$

步骤2.元胞节点定期广播hello报文来维护路由，发送的hello报文中包含自身的剩余能量；

步骤3.当处于工作状态的节点C收到邻居节点N发来的hello报文时，检查邻居节点N是否已经在邻居表中，若不在，将邻居节点N***到邻居表中；若在，更新邻居表中邻居节点N的剩余能量信息；

步骤4.判断节点C自身的剩余能量是否大于节点C及其邻居节点剩余能量总和的平均剩余能量，若是，则保持工作状态，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程；否则，节点C进入休眠状态时，将工作状态标志sleepflag置为0，开启休眠时间计时器；

步骤5.当休眠时间计时器达到规定的计时时间时，工作状态标志sleepflag重新置为1，进入下一个周期的基于不规则元胞自动机的无线传感网络路由过程。

2.根据权利要求1所述的基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法，其特征在于：还包括步骤6，使用NS2网络仿真工具对基于不规则元胞自动机的无线传感网络的节能路由方法进行仿真实验。