[發明專利]一種無線傳感器網絡數據下載的方法

在審

• 申請號: 201310749108.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103747497A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 徐葳
• 申請（專利權）人: 江蘇寧克傳感器科技有限公司
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體地，涉及一種無線傳感器網絡數據下載的方法。

背景技術

無線傳感器網絡（Wireless?Sensor?Networks，簡稱WSN）是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。傳感器技術、微機電系統、現代網絡和無線通信等技術的進步，推動了現代無線傳感器網絡的產生和發展。無線傳感器網絡擴展了人們信息獲取能力，將客觀世界的物理信息同傳輸網絡連接在一起，在下一代網絡中將為人們提供最直接、最有效、最真實的信息。無線傳感器網絡能夠獲取客觀物理信息，具有十分廣闊的應用前景，能應用于軍事國防、工農業控制、城市管理、生物醫療、環境檢測、搶險救災、危險區域遠程控制等領域。已經引起了許多國家學術界和工業界的高度重視，被認為是對21世紀產生巨大影響力的技術之一。

無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。

無線傳感器網絡是一種由大量小型傳感器所組成的網絡。這些小型傳感器一般稱作傳感器節點（sensor?node）或者節點（mote）。此種網絡中一般也有一個或幾個基站（稱作sink）用來集中從小型傳感器收集的數據。

在大規模高密度的無線傳感器網絡中，傳統的下載方式會降低數據采集的可靠度。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在數據采集可靠度低和數據傳輸效率低等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種無線傳感器網絡數據下載的方法，以實現數據采集可靠度高和數據傳輸效率高的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種無線傳感器網絡數據下載的方法，主要包括：

a、網關合并雙向樹中所有子節點列表，構建用于遍歷雙向樹中所有樹節點、且包含端到端的路由信息的路由列表；

b、基于構建的路由列表，網關通過依次向每個樹節點發送包含端到端的路由信息的請求，發起數據下載請求；

c、目標節點沿著雙向樹中與數據下載請求相反的路徑，向網關反饋數據下載請求所請求的數據。

進一步地，在步驟c之后，還包括：

d、數據下載請求所請求的數據沿目標節點到達網關后，網關驗證CRC數據。

3．根據權利要求2所述的無線傳感器網絡數據下載的方法，其特征在于，在步驟d中，還包括：當網關驗證CRC數據出錯時，返回步驟b，請求重傳。

進一步地，在步驟a與步驟b之間，還包括：

子節點在路由構建的過程中估算本地延遲時間；

子節點將本地延遲時間上傳到網關，網關估算到每個節點的傳輸延遲。

進一步地，在步驟a中，所述構建用于遍歷雙向樹中所有樹節點、且包含端到端的路由信息的路由列表的操作，具體包括：

⑴網關查詢第一層子節點的子節點列表；

⑵網關向第二層子節點發送輪詢請求，得到第二層子節點的列表；

⑶網關以此方式向更深層級的子節點尋求子節點列表；

⑷網關歷遍所有層次的子節點，獲得完整的子節點列表和路由信息。

進一步地，在步驟a之前，還包括：建立具有雙向樹的網絡拓撲。

進一步地，所述建立具有雙向樹的網絡拓撲的操作，具體包括：

a0、在預設的網絡拓撲表中加入能夠進行數據傳輸的傳感器節點，將該傳感器節點稱為樹節點；將暫未加入網絡拓撲表的傳感器節點稱為非樹節點；

b0、網關通過廣播樹節點的心跳消息的方式，初始化網絡拓撲的建立過程；

c0、基于網絡拓撲建立過程的初始化結果，非樹節點競爭加入網絡拓撲表后，通過發出自身的心跳消息的方式，募集更多的傳感器節點，建立所需網絡拓撲結構。

進一步地，在步驟b0中，網關是整個樹的根節點，網關會周期性地發送心跳消息；

當一個節點加入到樹種之后，節點會等待其父節點發來的第二個心跳消息，此心跳消息會觸發該節點發送自己的心跳消息；心跳消息中明確標明了該節點的哪些父節點和子節點處于活動狀態；

如果一個節點在預設時間段無法從其父節點得到心跳消息，則該節點認為其父節點已經不可達，并會將自己重新回復到掃描的狀態；

同樣地，父節點也會將子節點從拓撲表中刪除，如果長時間沒有收到子節點的心跳數據；