[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)分級傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410200511.8
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103929778B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧翔;王進(jìn);邱建林;陳建平;蔣崢崢;張金文;王有元
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

本發(fā)明提供了數(shù)據(jù)分級傳輸方法，包括：網(wǎng)絡(luò)中的無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分級，將分級數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)封裝入數(shù)據(jù)報文并傳輸。無線傳感器節(jié)點(diǎn)對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報文記錄發(fā)送狀態(tài)信息。中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)報文，提取分級數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同分級，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信狀況與中間節(jié)點(diǎn)自身狀態(tài)，采用不同方式對數(shù)據(jù)報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。中間節(jié)點(diǎn)對轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報文進(jìn)行信息記錄。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)使用所在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)報文、進(jìn)行數(shù)據(jù)報文的采集與轉(zhuǎn)發(fā)，直到網(wǎng)絡(luò)停止工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集與傳輸過程中，利用分級來解決生成數(shù)據(jù)量大，約簡冗余數(shù)據(jù)以提高數(shù)據(jù)傳輸效率、降低網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗、減少無線數(shù)據(jù)傳輸碰撞次數(shù)、節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量的數(shù)據(jù)分級傳輸方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署的具有感知、處理和無線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織方式形成的網(wǎng)絡(luò)，在物聯(lián)網(wǎng)中起著感知數(shù)據(jù)的作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用非常廣泛，可以被大量應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測、城市交通、倉儲管理、健康監(jiān)護(hù)、大型工業(yè)園區(qū)安全監(jiān)控、災(zāi)難拯救等多種不同場合。隨著傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣域無線通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日益完善與成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將逐步深入到人類生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無線傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)具體應(yīng)用規(guī)定采集環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過無線及有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯聚給最終用戶。無線網(wǎng)絡(luò)部分的數(shù)據(jù)傳輸采用多跳傳輸?shù)姆椒ǎ炊鄠€節(jié)點(diǎn)以接力轉(zhuǎn)發(fā)方式，將數(shù)據(jù)從普通終端感知節(jié)點(diǎn)逐跳傳輸?shù)絊ink節(jié)點(diǎn)(匯聚節(jié)點(diǎn))，再由Sink節(jié)點(diǎn)以有線或無線方式將數(shù)據(jù)傳輸給最終用戶。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境的相對穩(wěn)定性，無線傳感器節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)在局部時間內(nèi)是基本穩(wěn)定的，按照現(xiàn)行的數(shù)據(jù)采集與傳輸方法，會使得有限的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源消耗于無重要意義的低質(zhì)量數(shù)據(jù)生成與傳輸中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供數(shù)據(jù)分級傳輸方法，提高數(shù)據(jù)傳輸效率、降低網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗、減少無線數(shù)據(jù)傳輸碰撞次數(shù)、節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量。

數(shù)據(jù)分級傳輸方法，包括：網(wǎng)絡(luò)中的無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分級，將分級數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)封裝入數(shù)據(jù)報文并傳輸給中間節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報文記錄發(fā)送狀態(tài)信息，中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)報文，提取分級數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同分級，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信狀況與中間節(jié)點(diǎn)自身狀態(tài)，采用不同方式對數(shù)據(jù)報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)至相鄰的節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)對轉(zhuǎn)發(fā)至相鄰的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)報文進(jìn)行信息記錄，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)使用所在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)報文、進(jìn)行數(shù)據(jù)報文的采集與轉(zhuǎn)發(fā)，直到將信息傳遞給用戶。

在一些實(shí)施方式中，其中無線傳感器節(jié)點(diǎn)包括：普通節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送往Sink節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)：由普通節(jié)點(diǎn)輪流動態(tài)的擔(dān)任；Sink節(jié)點(diǎn)：用于傳達(dá)用戶對整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測要求，收集整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息，通過無線或者有線的方式將信息傳遞給最終用戶。

在一些實(shí)施方式中，其中無線傳感器節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)中直接對環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，生成數(shù)據(jù)報文并將其發(fā)送給Sink節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；中間節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)報文向Sink節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中所經(jīng)過的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

在一些實(shí)施方式中，其中采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分級，具體分級方法如下：

傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)或節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)發(fā)生改變的緊急數(shù)據(jù)和監(jiān)測環(huán)境參數(shù)發(fā)生突變的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)級別設(shè)置為“4”；

監(jiān)測環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)生突變是指新采樣的數(shù)據(jù)值data_new與上一次采樣數(shù)據(jù)值data_old滿足下述公式:

|data_new-data_old|≥0.3data_old

距離最后一次數(shù)據(jù)發(fā)送已有7個采樣周期，則將下一個待發(fā)送的數(shù)據(jù)級別設(shè)置為“4”；