[發明專利]一種無線寬帶傳感器網絡的組網方法及裝置

無效

• 申請號: 201010142865.3
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN102196458A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 湯曉輝
• 申請（專利權）人: 江蘇聯優信息科技有限公司
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及信息與通信技術領域，尤其涉及一種無線寬帶傳感器網絡的組網方法和相關裝置。

背景技術

近年來，世界各國分別圍繞著傳感器網絡技術提出了“智慧地球”、“智慧中國”、“智慧城市”等等戰略。傳感器網絡技術和應用將成為21世紀最有影響力的技術之一。

目前無線傳感器網絡最典型的通信方式是采用Zigbee技術。Zigbee技術可以滿足低功耗傳感器節點之間低帶寬、近距離的通信需求。但是Zigbee技術并不適用于高帶寬的傳感信息傳送。隨著低功耗WiFi技術的成熟，WiFi已經可以被用于作為無線傳感網絡的通信技術。由于WiFi是一種高帶寬的無線傳輸技術，并且比Zigbee技術在網絡安全性等方面更加成熟，它可以解決基于Zigbee的無線傳感網絡所面臨的低帶寬、組網復雜、安全保障不足等等方面的問題。

如圖1所示，在預先部署的WiFi網絡覆蓋范圍內，WiFi傳感器節點可以通過WiFi接入點和其他傳感器節點或傳感網關相連。但是如果沒有預先部署的WiFi網絡覆蓋，WiFi傳感器節點則無法和其他傳感節點或者傳感網關相通信。由于傳感器網絡常常工作于各種惡劣和不確定的環境下，在很多環境下不可能預先部署全覆蓋的WiFi網絡，在這種情況下如何使用WiFi傳感器來建立無線寬帶傳感器網絡，提供滿足各種需要的環境和信息監測則是一個待解決的問題。

發明內容

本發明提出了一種WiFi傳感器自組網方法，從而可以在沒有預先建立的WiFi網絡覆蓋的情況下，實現自組織的WiFi傳感器網絡，服務于各類應用。

根據本發明的第一方面，提供了一種WiFi傳感器自組網的系統結構。其中，關鍵節點設備包括：傳感網關、傳感器簇頭、傳感器節點。這三類傳感網絡設備共同組成一個樹型網絡結構。其中，傳感網關是這個樹型網絡結構的根節點。傳感器簇頭是這個樹型網絡結構的中間節點，可以劃分為多個級別。傳感網關作為傳感器網絡和外部網絡連接的接口，對內通過WiFi點到點技術和第一級別的傳感器簇頭相連，對外通過以太網接口或其他任何有線或無線接入技術和外部網絡連接。傳感器簇頭可以分為多個級別，第一級別的傳感器簇頭和傳感網關直接相連，第n級別的傳感器簇頭向下和第n+1級別傳感器簇頭連接，向上和第n-1級別的傳感器簇頭相連。這個樹型網絡結構的葉子節點就是普通的傳感器節點。

根據本發明的第二方面，提供了一種傳感器簇頭中的通信連接裝置，其中，包括：第一獲取裝置，用于獲取來自WiFi鏈路的數據包；第一發送裝置，用于通過WiFi鏈路發送數據包到相鄰的其他傳感器簇頭，傳感器節點或者傳感網關；通信處理裝置，用于建立和下層傳感器簇頭或者傳感器之間的點到點通信組，以及建立到上層傳感器簇頭或者傳感網關所控制的點到點通信組的連接。所支持的功能包括：服務廣播、服務發現、連接建立等功能。節點管理裝置，用于進行傳感器簇頭節點的配置和管理。

根據本發明的第三方面，提供了一種傳感器節點中的通信連接裝置，其中，包括：第二獲取裝置，用于獲取來自WiFi鏈路的數據包；第二發送裝置，用于通過WiFi鏈路發送數據包到相鄰的傳感器簇頭或者傳感網關；通信處理裝置，用于發現和加入上層傳感器簇頭或傳感網關所控制的點到點通信組；節點管理裝置，用于進行傳感器節點的配置和管理。

根據本發明的第四方面，提供了一個傳感器網關中的通信連接裝置，其中，包括：第三獲取裝置，用于獲取來自WiFi鏈路的數據包；第三發送裝置，用于發送數據包到相鄰的其他傳感器簇頭或者傳感器節點；通信處理裝置，用于建立和下層傳感器簇頭或者傳感器節點通信的點到點通信組，所支持的功能包括：服務廣播、服務發現、連接建立等功能；網關管理裝置，用于進行傳感器網絡通信連接的配置和管理。

根據本發明的第五方面，提供了一種無線寬帶傳感器網絡的通信連接建立方法。其中，包括以下步驟：a)傳感器網絡配置，如：配置傳感器網絡內具有較強處理能力的傳感器設備為簇頭，并設置簇頭級別；b)傳感器網絡拓撲建立；c)傳感器網絡通信。

采用本發明的方案，WiFi傳感器節點可以在沒有預先部署的全覆蓋的WiFi網絡情況下，通過快速的自組網方案，形成大規模的無線寬帶傳感網絡，為各行業應用，在各種環境條件下提供實時的傳感網絡服務。

附圖說明

通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯。本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了當前WiFi傳感器使用環境示意圖；