[發明專利]無線傳感器網絡的組網方法

有效

• 申請號: 201210533553.4
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102984715A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 羅振;肖凌;郭嘉;劉紫青;楊博斐
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W84/18
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡，具體涉及無線傳感器網絡的組網方法。

背景技術

無線傳感器網絡（Wireless?Sensor?Network,簡稱WSN）是指由大量靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，其目的是協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內感知對象的監測信息，廣泛應用于對物體和環境進行監測和控制的信息系統中

目前的無線傳感器網絡，最常見的是基于無線自組織網絡技術來實現組網的，這種技術，對節點的能力要求高而且組網復雜，具體原因如下：

（1）網絡拓撲結構不可預測的動態變化，拓撲建立復雜。

無線自組織網絡中，由于受所處環境變化影響而導致的節點故障/失效/重啟/發現、因工作需要隨時可能發生的節點開機/關機/休眠、工作過程中節點射頻信號發射模塊功率的變化、無線信道間的相互干擾、以及其他外部環境因素對無線信道的影響，節點之間基于無線信道建立的網絡拓撲結構隨時可能發生變化。而且，上述因素引發變化的時間、地點、方式、頻度、過程乃至結果，都無法準確估計和預測。因此，組網復雜。

（2）帶寬受環境變化影響，通信協議復雜。

在無線網絡中，隨著節點間無線信道的競爭、共享而產生的信號碰撞、信號衰減、噪音干擾及信道干擾等因素，會使節點組網后的實際有效帶寬小于理論值。節點間通信協議的設計必須充分考慮以上建立鏈路、使用信道的開銷代價，因此帶來了一定程度的復雜性。

（3）節點平等地進行自組織，無中心網絡，對節點的能力要求高。

除了根節點（經常會以網關的形式出現）之外，在無線自組織網絡的節點中并沒有一個嚴格的中心。所有節點在網絡中的地位是平等的，節點可以隨時加入或脫離網絡，其工作模式可以在末端節點、路由節點和匯聚節點之間切換，任一節點發生故障都不會影響整個網絡的運行，全網具有很強的健壯性。因此，每個節點都必須具備一定的電路配置、電池容量以提供必要的通信、計算和處理能力，以應對其可能成為網絡中較大流量節點的情況。

（4）利用多跳中繼形成網絡，同樣對節點的能力要求高。

由于單個節點的發射功率和覆蓋范圍有限，當某節點要與其覆蓋范圍之外的節點通信時，需要利用與其相鄰的節點進行中繼、轉發，該節點即便是暫時以末端節點的模式工作，也可能因為加入其他節點發起建立的通信鏈路，而隨之轉換為路由節點或匯聚節點的模式，這就要求每個節點都要具備與通信過程相應的電路配置、電池容量以及通信、計算和處理能力，來參與建立這種多跳、中繼網絡。

由此可見，現的有無線自組織網絡，要求節點具有自組織功能，因此，對節點的能力要求較高，成本大而且組網復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決無線傳感器網絡對節點的能力要求較高而且組網復雜的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種無線傳感器網絡的組網方法，包括以下步驟：

步驟A10、無線傳感器網絡中，每個傳感器節點N_oi通過廣播探測的方式分別建立與相鄰傳感器節點N_oj的連接和接收功率表P_oi，i為1～N中的任一個；j為1～N－1中的任一個，i≠j；N為傳感器節點的數量；

步驟A20、根據根節點N_root的連接情況，各個傳感器節點向根節點N_root收斂，收斂過程中，所述節點連接與接收功率表依次合并生成m個鏈路反饋表數據包，統一匯聚上傳至根節點N_root，m表示與根節點N_root連接的節點數量；

步驟A30、所述根節點N_root根據所述鏈路反饋表，為每個所述傳感器節點N_oi分配其所在的主干鏈路以及分支鏈路的節點收發序號；

步驟A40、每個所述傳感器節點N_oi按照其分配到的所述節點收發序號進行組網。

在上述方法中，所述節點連接與接收功率表數據包的具體格式為：