[發明專利]結合網絡及無線傳感器網絡終端加入網絡的方法

有效

• 申請號: 201010131910.5
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN102202298A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 馬景旺
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W12/04
• 分類號: H04W12/04;H04W12/06;H04W84/18
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 王黎延;遲姍

技術領域

本發明涉及結合網絡技術，尤其涉及一種結合網絡及無線傳感器網絡(WSN，Wireless?Sensor?Network)終端加入網絡的方法。

背景技術

無線傳感器網絡作為計算、通信和傳感器三項技術相結合的產物，是一種全新的信息獲取和處理技術。由于近來微型制造技術、通訊技術及電池技術的改進，促使微小的傳感器終端可具有感應、無線通訊及處理信息的能力。此類傳感器終端不但能夠感應及偵測環境的目標物及其改變，并且可處理收集到的數據，并將處理過后的資料以無線傳輸的方式送到數據收集中心。這些傳感器終端通常由電源、感知部件、嵌入式處理器、存儲器、通信部件和執行軟件這幾部分構成。其中，電源為傳感器節點提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、獲取外界的信息，并將其轉換為數字信號。嵌入式處理器負責協調節點各部分的工作，如對感知部件獲取的信息進行必要的處理、保存，控制感知部件和電源的工作模式等。通信部件負責與其他傳感器或觀察者進行通信。執行軟件則為傳感器終端提供必要的軟件支持，如嵌入式操作系統、嵌入式數據庫系統等。借助于傳感器終端中內置的形式多樣的感知部件來測量該傳感器終端所在周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號，從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等眾多信息。傳感器終端一般通過自組織或預配置的方式構成網絡。在通信方式上，雖然可以采用有線、無線、紅外和光等多種形式，但一般認為短距離的無線低功率通信技術最適合傳感器網絡的使用，一般稱作無線傳感器網絡。目前使用比較廣泛的無線低功率通信技術包括：IEEE(Institute?of?Electrical?andElectronics?Engineers)802.15.4和Zigbee技術。

IEEE?802.15.4是由IEEE開發的低速無線個域網(WPAN，Wireless?PersonalAreaNetwork)標準。IEEE?802.15.4規定了物理層和介質訪問控制層(MAC，MediaAccess?Control)標準。符合IEEE?802.15.4標準的通信模塊具備低成本、低耗電、小尺寸的特點。

Zigbee聯盟是一個致力于在開放的全球標準的基礎上，開發可靠的、低成本、低耗電、無線網絡連接的監測和控制產品的組織。Zigbee標準的物理層和MAC層采用IEEE?802.15.4技術，網絡層、安全管理、應用層規范以及互通性由Zigbee聯盟開發。Zigbee標準中的Zigbee智能能源公共應用規范(Zigbeesmart?energy?public?applications?profile)和Zigbee家庭自動化應用規范(Zigbeehome?automation?public?applications?profile)分別針對商業環境應用和家庭應用。

WSN終端的微處理能力和無線通信能力使無線傳感器網絡有廣闊的應用前景，其應用包括軍事應用、生物和環境監測、健康應用、家庭應用、工業控制和監測等。

無線傳感器網絡和電信網結合，如第二代(2G)移動通信、第三代(3G)移動通信、xDSL(x?Digital?Subscriber?Line)、FTTx(Fiber?To?The?x，x為home、building、node、premises)、寬帶無線接入、衛星/微波等，可以使無線傳感器網絡作為現有網絡的延伸，擴展通信網絡的能力，使通信對象從人擴展到物理世界，具有良好的發展前景。無線傳感器網絡與現有的電信網絡結合后，可以使無線傳感器網絡感知的數據有效地傳遞到數據中心，通過對數據的整理和分析，可以極大程度地改變人類獲取自然世界的數據的方式，同時也能夠對無線傳感器網絡進行集中的管理，解決目前分散在各處的無線傳感器網絡難以管理的問題。

無線傳感器網絡與電信網絡結合，是指將無線傳感器網絡與電信網絡相連接，利用電信網絡對無線傳感器網絡及其提供的業務進行監控、管理及完成業務的承載與合作實施，并通過電信網絡擴展無線傳感器網絡所提供的業務。無線傳感器網絡和電信網的結合一般是無線傳感器網絡通過網關設備連接至電信網平臺。

WSN終端為構成無線傳感器網絡的傳感器節點，通過一跳或多跳與網關連接。WSN終端負責采集并上傳數據，以及接收并執行命令。組成無線傳感器網絡的設備少則幾個多則幾百個，設備間可根據需要以星形、樹形或網狀(MESH)等方式組網，其中某些設備或具有較強的組網和數據轉發能力。