[發(fā)明專利]命令執(zhí)行型無線傳感網

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810060042.9
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101299700A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 付耀先
• 申請（專利權）人: 中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L29/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 沈志良

技術領域

本發(fā)明涉及通訊領域，特別地，涉及一種命令執(zhí)行型無線傳感網。

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Network，WSN)涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域，其綜合了傳感器技術、嵌人式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并將該些信息通過無線方式予以發(fā)送，同時還能以自組多跳的網絡方式傳送到用戶終端，從而實現物理世界、計算世界以及人類社會三元世界的連通，因此，傳感器網絡具有十分廣闊的應用前景，尤其在軍事國防、工農業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等許多重要領域都有潛在的實用價值，已經引起了許多國家學術界和工業(yè)界的高度重視，被認為是對21世紀產生巨大影響力的技術之一。

無線傳感器網絡系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點(Sink?node)兩大類。大量具有無線傳輸能力的傳感節(jié)點由電池供電，隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內，通過自組織方式構成網絡。傳感節(jié)點將興趣事件通過節(jié)點間多跳方式上傳至Sink，在上傳過程中傳感數據可能與其他節(jié)點進行協(xié)同或融合處理，從而達到提高上傳信息熵和降低網絡負載的目的。Sink在收集目標區(qū)域的信息后通過互聯網絡或衛(wèi)星發(fā)送至終端用戶或網絡數據庫。現有無線傳感器網絡典型的應用示意圖如圖1所示。

從應用層面來講，無線傳感器網絡作為人類的神經末梢網絡，是人與物理世界之間溝通的網絡媒介，具有網絡長期無人值守和泛在化的特點。其需求領域極為廣泛，且應用環(huán)境和網絡業(yè)務具有多樣化特性，如節(jié)點的布設密度、間距、通信環(huán)境、傳感器種類、目標事件發(fā)生概率、數據流量大小、QoS服務保障等均存在巨大的差異性。因此，各類無線傳感器網絡的應用開發(fā)必然具有階梯式發(fā)展的特點，由典型應用到泛在網絡逐步建立和完善。

從節(jié)點層面來講，出于低成本和簡化設計，傳感節(jié)點一般由傳感器模塊、處理模塊、無線通信模塊和能量供應模塊四部分組成，如圖2所示。傳感模塊負責監(jiān)測區(qū)域內信息的采集和數據轉換；處理模塊負責控制整個傳感節(jié)點的操作、任務調度和網絡管理，存儲和處理本身采集的數據及其他節(jié)點來的數據；無線通信模塊負責與其他傳感器節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數據；能量供應模塊為傳感器節(jié)點提供運行所需的能量，通常采用微型電池。以上設計結構在實現各類網絡協(xié)議和應用系統(tǒng)時，存在以下一些現實約束。

目前的無線傳感網主流為信息感知和上報，較少考慮信息的下傳和執(zhí)行。但實際上，僅有單向的通信并不能很好的滿足用戶需求。傳感網在信息上報后，由于信息的融合，到達用戶處的信息量受限，此時，若用戶關心特定節(jié)點的感知結果，或需要特定節(jié)點執(zhí)行相應的操作，則較為困難。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種命令執(zhí)行型無線傳感網。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種命令執(zhí)行型無線傳感網，它主要由傳感節(jié)點、簇頭節(jié)點、指控中心和特殊命令執(zhí)行設備組成，節(jié)點和節(jié)點間，節(jié)點和簇頭節(jié)點間可以進行信息的交互。

本發(fā)明的有益效果是，

(1)網絡中節(jié)點的感知能力和執(zhí)行能力：兩種能力可能集中于同一節(jié)點，也可能分散于不同節(jié)點；當兩種能力集中于同一節(jié)點時，通過上層授權，可直接實現感知即反饋，保證執(zhí)行的實時性；當兩種能力分散于不同節(jié)點時，通過上層調度判斷進行命令執(zhí)行，和及時反饋型相比具有更準確的判斷能力。

(2)信息流量包容及快速信息散布能力：在能量受限的前提下實現感知信息的匯總，命令的下達，特殊命令后可能存在的大量信息交互，多跳信息傳輸等功能，信息可能出現突發(fā)的爆炸增加，對CII-WSN的物理層通信提出了較高的要求。在確定執(zhí)行方式后，某種意義上，執(zhí)行的速度決定了執(zhí)行的效果，因此要求信息下發(fā)速度較快。同時，CII-WSN對信息安全提出了更高的要求，由于和物理世界真實關聯并具有執(zhí)行能力，任何被截獲或利用的行為都將造成更大的損失。

附圖說明

圖1傳感器網絡示意圖，

圖2典型無線傳感網節(jié)點組成框圖，

圖3分層綜合模型示意圖，

圖4系統(tǒng)組成與設備模型示意圖，

圖5傳感網節(jié)點與命令執(zhí)行型傳感節(jié)點示意框圖，

圖6信息匯聚模式示意圖，

圖7命令執(zhí)行模式示意框圖，

圖8不同信息量數據的上傳示意圖，

圖9信息傳遞休眠喚醒時隙示意框圖，

圖10信息下發(fā)樹示意圖。

具體實施方式