[發明專利]無線傳感器網絡

在審

• 申請號: 201310450026.1
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103476148A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 邱云周;謝東峰;肖世良;潘樂炳;錢漢望;王國輝;袁曉兵
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及網絡領域，特別是涉及一種無線傳感器網絡。

背景技術

無線傳感器網絡由隨機布設的大量多種類無線傳感器組成，可迅速組成自適應的網絡拓撲結構，并對分布式動態信息進行協同感知和處理，形成自治綜合信息系統，其綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式處理技術和通信技術，能夠協作地實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象信息，并對這些信息進行處理，獲得詳盡而準確的情報，傳送到需要這些情報的用戶。傳感器網絡可以使人們在任何時間、地點和任何環境條件下獲取大量可靠的信息，廣泛地應用于國防軍事、國家安全、環境監測、智能交通、醫療衛生、制造業及反恐抗災等領域。

目前，無線傳感器網絡協議研究主要集中在分布式拓撲結構、路由協議和MAC協議等方面，分布式拓撲結構中一般選用傳感器節點作為簇頭，實現對附近區域傳感器的管理和調度，忽略了傳感器采集信息的融合處理，而實際上信息融合處理由上級設備來完成；路由協議通過傳感器節點多跳中繼轉發，以此實現遠距離傳感器信息上報，但由于傳感器發射功率比較小，傳輸距離比較有限，傳感器中繼轉發距離有限，故需要多個傳感器多跳來實現；而MAC協議一般采用動態協議設計，過分追求傳感器接入的靈活性和頻率利用率，而可靠性、適用性和能量效率均較低；物理層通常采用窄帶通信體制或多載波通信體制，繞射能力、抗干擾、抗截獲能力均較差。通過長期大量的工程實踐驗證得知，當前研究的網絡協議均停留在理論層面，導致實際網絡系統的實用性、魯棒性、抗干擾性能均較差，網絡生存周期較短，無法滿足工程實際需求。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種魯棒性、抗毀性、抗干擾及生存周期優越的無線傳感器網絡。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種無線傳感器網絡，其至少包括：

情報融合設備、信息處理設備及傳感器三層；

其中，傳感器層的各傳感器用于目標信號的采集；信息處理設備層的各信息處理設備各自作為相應的傳感器的上級設備，用于對傳感器上傳的信息進行處理以便再上傳，并對傳感器進行控制；情報融合設備層的情報融合設備，作為各信息處理設備的上級設備，用于接收各信息處理設備上報的信息，并進行融合處理，形成情報信息。

優選地，所述無線傳感器網絡還包括：中繼設備，用于各層之間信息中繼轉發；更為優選地，中繼設備基于鏈路最小原則智能接入無線傳感器網絡。

優選地，網絡物理層采用寬帶擴頻通信方式。

優選地，網絡鏈路層采用根據業務類型基于動靜態混合MAC協議。

優選地，待發射數據基于業務類型來發射；更為優選地，發射方式包括按時隙發射及采用動態預約分配模式或采用突出避讓機制來發射。

優選地，業務類型包括圖像類數據及非圖像類數據。

優選地，上級設備基于主動功率控制法來調整發射功率，實現上下鏈路平衡。

如上所述，本發明的無線傳感器網絡，具有以下優點：有效解決野外大規模范圍內的網絡布設問題，基于智能中繼轉發，顯著增加了傳輸距離和覆蓋范圍；基于動靜態混合MAC協議，降低了傳感器能耗，提高了靈活性、可靠性及頻譜利用率；基于寬帶擴頻通信方式，解決了傳感器地表布設鏈路不穩定、多徑衰減嚴重、抗干擾和抗截獲等傳輸問題；基于主動功率控制方法，實現上下鏈路平衡，有效減少信息重傳和交互；同時通過網絡層、鏈路層和物理層的跨層智能優化策略，有效提高的網絡系統的魯棒性、抗毀性、抗干擾及生存周期。

附圖說明

圖1顯示為本發明的無線傳感器網絡示意圖。

圖2顯示為本發明的無線傳感器網絡的組網過程及功能控制示意圖。

元件標號說明

1????????????????????????無線傳感器網絡

11???????????????????????情報融合設備

21、22、23、24、25???????信息處理設備

31、32、33、34、35、36???傳感器

41、42、43???????????????中繼設備

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。