[發明專利]智能電網中基于數據優先分級的認知傳輸方法

有效

• 申請號: 201110335704.0
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103096387A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 錢春花;駱喆;王新兵;田軍;呂超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;富士通株式會社
• 主分類號: H04W28/16
• 分類號: H04W28/16;H04W84/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種無線通信技術領域的方法，具體是一種基于數據分級技術的無線傳感器網絡的認知傳輸方法。?

背景技術

隨著智能電網技術的發展，對于電氣設備的實時監測和控制變得越來越重要。由于電氣系統的一些設備受到布線、供電電源、安裝場所或設備本身的特點所限制，有線的實時監測控制網絡難以實現。此時無線的實時監測控制網絡的優勢就體現了出來，它不需要電纜連接。這意味每個無線傳感器終端只需要天線就可以了，節省了大量電纜的費用。而且無線傳感器可以更加靈活的布置在需要的地方，可以更靠近測量對象。?

但是，無線傳感器也有一些不足的地方。由于沒有電纜，無法使用電源供電，只能使用電池供電。這就意味著能量的消耗對于傳感器網絡來說是很敏感的。在傳感器網絡的研究中，如何節省能量是一個重要的研究點。一般來說，越是省電的無線傳感器傳輸策略，其信息傳輸的延遲越大。即信息在網絡中傳輸的速度和無線傳感器網絡節點的能耗是一個交換。同時，對于實時監測的傳感器網絡來說，由于監測的數據種類復雜，不同的數據是有不同的重要程度的。這就是說不同的數據對于延時的敏感程度是不一樣的，有的數據比較緊急，需要盡快的傳輸到接收節點，而有的數據對實效性不太敏感，容許較大的傳輸延時。另一方面，由于傳感器網絡用于智能電網尤其是遠程錯誤診斷的作用是監測設備的運行狀況，它們在大多數時間收集到的數據其實都是比較正常的數據，從整個網絡的角度來看實際上傳感器收集到的信息有很大的冗余度。這些冗余的數據如果都被傳送到接收節點，實際上只是浪費傳感器的能量而已。而且，冗余的數據往往是那些不重要的數據，它們對延遲沒有很高的要求。?

發明內容

在數據傳輸的過程中，如果可以通過認知數據的冗余度，探測數據的重要程度，進行認知的傳輸，既可以減少傳輸的數據量，又可以在不增加甚至減少能量消耗的前提下，增加重要信息的傳輸速度。?

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：?

第一步，分別給無線傳感器網絡中的每個節點編號并設置每個節點相應的初始傳輸等級信息、初始節點狀態信息、初始傳輸開始時間、以及初始傳輸結束時間。?

所述的初始傳輸等級，是：默認設置初始等待傳輸的數據來自最高優先級的堆棧。?

所述的傳輸開始時間，是：當前工作時間。?

所述的傳輸結束時間，是：當前工作時間。?

第二步，節點以時間T為周期，在周期T內工作時間為t，睡眠時間設置為(T-t)。每個節點在工作時間內按照時間t1周期性地產生數據，并且按照數據分級算法將生成的數據依次分配到不同的優先級數據包中。?

所述的優先級數據包，包括：0，1，...，k個等級，其中0等級的數據具有最高的重要性，其他依次次之。?

第三步，傳感器節點根據自己的狀態(空閑狀態、有待發數據狀態、Tx狀態、Rx狀態)決定對信道的操作。?

所述的Tx狀態，其表示傳感器節點當前處于發送數據階段；?

所述的Rx狀態，其表示傳感器節點當前處于接收數據狀態；?

所述的空閑狀態，其表示在節點工作時間內，反復查找優先級數據等級包，查看高優先級的數據包是否有數據，若0級沒有數據，則往下查找1級、2級等等，直到查找到數據為止；?

對待需要傳輸的數據，節點在其傳輸半徑范圍內查看其他節點的狀態，得到信道的當前狀態，并進行下一步工作；?

所述的傳感器節點傳輸半徑是指：根據生成的節點拓撲，設置傳感器節點可以傳輸的半徑范圍，在半徑范圍內，如果存在除節點本身之外的其他傳感器節點，則這個節點可以和其他的節點進行數據傳輸，并且所有的傳輸過程通過同一個信道進行。同時其他節點在進行數據傳輸的時候，其傳輸過程會對傳感器節點的傳輸造成干擾。?

節點偵聽范圍內信道可能的狀態包括空閑、有高優先級數據傳輸、有同優先級數據傳輸、有低優先級數據傳輸：?

信道空閑狀態，其表示信道沒有被其他節點占用。當前節點經過一個很短的隨機事件再次核查信道，如果信道仍然空閑，則進行數據傳輸；?

有高優先級數據傳輸狀態，傳感器節點的傳輸半徑范圍內其他節點處于傳輸或者接收數據的狀態，并且傳輸或者接收的數據的等級標記高于當前要傳輸的數據，則返回第三步；?

有同優先級數據傳輸狀態，傳感器節點的傳輸半徑范圍內其他節點處于傳輸或者接收數據的狀態，并且傳輸或者接收的數據的等級標記和當前要傳輸的數據優先等級相同，則返回第三步；?