[發明專利]一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法與裝置

有效

• 申請號: 201410139403.4
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN104302010B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 鄭國強;李濟順;亢丙午;李佩佩;孫亞茹;冀保峰;馬華紅;祁志娟
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H04W74/02
• 分類號: H04W74/02;H04W80/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法，其特征在于，包括如下步驟：

網絡初始化：將節點的一個循環工作周期依次分為同步時段T_sync、忙音偵聽/發送時段T_tone、周期信道預約時段T_rc和睡眠時段T_sleep；

在同步時段T_sync：進行同步；

在忙音偵聽/發送時段T_tone：偵聽信道，若有數據需要發送且信道空閑，則設置節點為源節點；若有數據發送且信道忙、或者無數據發送且信道忙，則設置節點為候選中繼節點；若無數據發送且信道空閑，則設置節點為睡眠節點；源節點發送忙音信號，候選中繼節點在偵聽到忙音信號后也發送忙音信號；

在周期信道預約時段T_rc：源節點和候選中繼節點偵聽信道，源節點發送信道預約幀RCF；候選中繼節點根據偵聽的信道預約幀RCF信息競爭中繼節點，中繼節點更新信道預約幀RCF并發送更新后的信道預約幀RCF；源節點和中繼節點設置對應的進入睡眠時段后的睡眠延遲時間T_delay；

在睡眠時段T_sleep：在睡眠延遲時間T_delay后，源節點發送數據，中繼節點接收并發送數據。

2.根據權利要求1所述的一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法，其特征在于，在周期信道預約時段T_rc，源節點若偵聽到信道忙，則設置該源節點為候選中繼節點。

3.根據權利要求1所述的一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法，其特征在于，候選中繼節點通過比較偵聽的信道預約幀RCF信息中包含的跳距Hop與當前節點距離SINK節點的跳距H競爭中繼節點，若Hop大于H，當前節點成為中繼節點。

4.根據權利要求1所述的一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法，其特征在于，所述網絡初始化具體為：在網絡初始化時段T_init：由SINK節點發起，確定網絡節點距離SINK節點的跳距；設置節點的工作周期T、啟動工作時間t_start、每個周期的同步時間T_sync、周期忙音偵聽/發送時間T_tone、周期信道預約時間T_rc和周期睡眠時間T_sleep，并更新網絡節點到SINK節點的跳距H。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種同步無線傳感器網絡的MAC協議通信方法，其特征在于，忙音偵聽/發送時段T_tone的具體方法為：

節點進入忙音偵聽/發送時段T_tone后，設置并啟動對應忙音偵聽/發送時段T_tone時間的計時器T₂，激活處于偵聽狀態；

若節點有數據需要發送，則在時間窗[0，T_CS]內隨機產生一個退避時間T_r-1,節點對信道偵聽T_r-1時間；偵聽結束后，若節點偵聽信道空閑，則立即發送持續時間為T_CS的忙音信號，并將節點設置為源節點，發送忙音信號結束后節點進入睡眠狀態直至計時器T₂計時結束；若節點偵聽信道忙，則在偵聽信道忙的持續時間為T_CS后，立即發送一個持續時間為T_CS的忙音信號，并將節點設置為候選中繼節點，發送結束后節點進入睡眠狀態直至計時器T₂計時結束；

若節點沒有數據需要發送，節點偵聽信道為忙的持續時間為T_CS，則節點立即切換進入發送狀態，發送一個持續時間為T_CS的忙音信號，并將節點設置為候選中繼節點，發送忙音時間結束后節點進入睡眠狀態直至計時器T₂計時結束；若節點偵聽到的忙音信號持續時間小于T_CS，則節點繼續執行偵聽直至計時器T₂計時結束；若計時器T₂計時結束，沒有偵聽到任何信號，則將節點設置為睡眠節點。