[發明專利]一種無線傳感器網絡的心跳檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201410327032.2
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104918267B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 周子冠;吳慶;李祥珍;歐清海
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 郭振興;王正茂

本發明公開了一種無線傳感器網絡的心跳檢測方法和裝置，其中，該方法包括：主控節點發送廣播信標，判斷骨干節點時隙或傳感器節點時隙是否到達；當骨干節點時隙到達時，主控節點向骨干節點發送第一心跳詢問信息；骨干節點接收到第一心跳詢問信息后，向主控節點發送包含自身健康狀態值H和通信壓力值P的第一心跳回復信息；主控節點根據健康狀態值H和通信壓力值P計算心跳服務值F，根據心跳服務值F的值動態調整第一心跳周期。本發明的無線傳感器網絡的心跳檢測方法和裝置，通過動態調整骨干網和微傳感器網絡心跳周期，從而適應電力無線傳感器網絡低功耗、休眠時間長的特點，并提高節點故障檢測速度和檢測準確度。

技術領域

本發明涉及電力無線傳感器網絡技術領域，具體地，涉及一種無線傳感器網絡的心跳檢測方法和裝置。

背景技術

無線傳感器網絡被認為是21世紀產生巨大影響力的技術之一，它能夠通過各類集成化的微型傳感器之間的相互協作，傳遞信息，從而監測、感知和采集各種實時數據，并通過無線網絡進行傳輸。微傳感概念及節點的無線連接使無線傳感器網絡在電力測控領域具有重要的理論和現實意義，無線傳感器網絡以其低成本、低功耗等特點，在電力領域有著廣泛的應用。

心跳包是網絡數據流中一種自定義協議、固定信息、循環發送的數據包，在各種網絡應用中作為在線狀態檢測、狀態匯報方式、網絡同步或其他定時機制的應用而普遍存在。心跳協議作為一種在傳感器網絡系統用來檢測節點狀態的關鍵技術，目前主要分為三類：簡單心跳協議、經典加速心跳協議及基于選舉算法的心跳協議。

與其他傳感器網絡應用場景不同，實際電力無線傳感器網絡應用場景具有以下三個特點：

(1)大占空比工作模式

由于電力設備長時間保持在一定的工作狀態下，設備參數在一定時間內基本不會發生變化，因此傳感器通常休眠時間遠大于工作時間(10000倍以上)；同時，電力無線傳感器網絡中，包含多種類型的傳感器節點,他們對工作周期的要求各不相同。

(2)低功耗要求

由于變電站設備通常不能停電以檢修無線傳感器等二次設備，變電站高壓帶電設備的無線傳感器節點不具備隨意更換電池的條件，所以變電站傳感器網絡要求傳感節點具備低功耗長時間工作能力。

(3)快速故障檢測

在設備狀態監測中，電力無線傳感器網絡需要具備快速發現故障的能力，以盡可能地減少因為電力中斷對用戶造成的損失。同時，大部分電力設備處在野外人煙稀少的環境中，檢修人員難以方便到達，要求電力無線傳感器網絡具備很低的誤報率。

基于以上三個特點，簡單心跳協議心跳周期不能動態變化，不能適應對于設備加入或移除某些傳感器而造成的網絡結構變化；經典加速心跳協議可以根據網絡環境動態改變心跳周期，但故障檢測延遲較大、節點出現故障后狀態不可恢復，不能滿足高可靠性和實時性的要求；基于選舉算法的心跳協議通常用于有多個備份節點的冗余系統中，而在電力無線傳感器網絡中不能實現大量節點備份，且選舉算法也比較復雜。現有技術的無線傳感器網絡心跳檢測方法，無法適應無線傳感器網絡的大占空比、低功耗以及快速故障檢測等需求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的無法對無線傳感器網絡進行有效心跳檢測的問題，本發明提出了一種無線傳感器網絡的心跳檢測方法和裝置。

本發明的無線傳感器網絡的心跳檢測方法包括：

主控節點發送廣播信標，判斷骨干節點時隙或傳感器節點時隙是否到達；

當骨干節點時隙到達時，主控節點向骨干節點發送第一心跳詢問信息；

骨干節點接收到第一心跳詢問信息后，向主控節點發送包含自身健康狀態值H和通信壓力值P的第一心跳回復信息；