[發明專利]一種基于非實時應答機制的無線傳感網絡數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201410423121.7
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104243110B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 羅孝兵;華濤;凌琪;藍彥;劉果;李桂平;景波云;呂敏;鄧檢華;熊光亞;叢山樺;李冰;姜曉;程銳;陳俊生
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H04L1/18
• 分類號: H04L1/18;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,許婉靜

1.一種基于非實時應答機制的無線傳感器網絡數據傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立網狀拓撲結構的無線傳感器網絡，所述無線傳感器網絡包括一個協調器和若干無線傳感器節點；

2)在無線傳感器網絡的傳感器節點和協調器中均嵌入一個非實時應答協議組件；所述非實時應答協議組件提供一個允許跨周期應答的非實時應答機制，所述非實時應答機制是指對于無線傳感器節點，在一個通信周期發送一個數據發送后，允許在下一個通信周期起始階段的接收時隙獲得本數據發送成功的應答信息，即傳感器節點的數據發送和接收應答信息可不在同一個通信周期完成；對于協調器，在一個通信周期成功接收一個數據后，允許在下一通信周期的起始階段的發送時隙回送本接收成功數據的應答信息；

3)將無線傳感網絡的通信周期分為蘇醒期和休眠期，將協調器的蘇醒期從起始時刻依次劃分為發送時隙、延遲時隙、接收時隙，將無線傳感器節點的蘇醒期從起始時刻依次劃分為接收時隙、延遲時隙、發送時隙和路由時隙；

4)進行基于非實時應答機制的數據傳輸，數據傳輸包括協調器向無線傳感器節點傳輸應答信息幀和無線傳感器節點向協調器傳輸數據幀，

所述協調器向無線傳感器節點傳輸應答信息幀包括以下步驟：

41)協調器與無線傳感器節點在一個通信周期的休眠期結束時同時被MESH網絡射頻模塊喚醒；

42)協調器進入發送時隙，在發送時隙中發送未發送的數據接收成功應答信息幀，發送完畢后刪除此數據編號的應答信息幀，然后繼續發送應答信息幀；如果所有的應答信息幀發送結束，而發送時隙還未結束，則直接結束發送時隙，進入延遲時隙；當本發送時隙結束時，如果還有應答信息幀未發送，則終止發送，進入延遲時隙，未發送的應答信息幀留待下一周期發送；

43)協調器經過設定的延遲時隙，轉入接收時隙，接收來自各無線傳感器節點的數據幀，如接收到數據，則保存數據至存儲器，同時編碼并保存數據接收成功應答信息幀至存儲器，直到接收時隙結束；

44)協調器在接收時隙結束后，MESH網絡射頻模塊立即進入休眠狀態，如果MCU還有任務，就繼續進行任務處理，否則進入休眠狀態；

所述無線傳感器節點向協調器傳輸數據幀包括以下步驟：

4a)無線傳感器節點與協調器在一個通信周期的休眠期結束時同時被MESH網絡射頻模塊喚醒；

4b)無線傳感器節點在接收時隙，等待接收來自協調器的數據接收成功應答信息幀，當接收到來自協調器的數據接收成功應答信息幀時，立即刪除數據發送區中相應數據編號的數據記錄，直到接收時隙結束；

4c)無線傳感器節點經過設定的延遲時隙，進入發送時隙，無線傳感器節點在發送時隙，節點將測量數據以數據幀格式自報給協調器；如果發送時隙結束還有未發送的數據，則留待下一周期進行，進入路由時隙；如果本節點無數據需要發送，則直接進入路由時隙；

4d)無線傳感器節點在路由時隙，將本節點MESH網絡射頻模塊的通信資源留給以本節點為路由的相關聯節點，同時監聽和接收來自協調器的信息；

4e)路由時隙結束后，MESH網絡射頻模塊立即進入休眠狀態，如果MCU還有任務，就繼續進行任務處理，否則進入休眠狀態。

2.根據權利要求1所述的一種基于非實時應答機制的無線傳感器網絡數據傳輸方法，其特征在于，所述無線傳感器節點在一個通信周期數據發送后不需要立即接收到應答信息，在同一個通信周期不進行數據重傳，如果無線傳感器節點在一個通信周期已成功發送一個數據，直到下一個通信周期的接收時隙結束仍未收到本數據發送成功的應答信息，本數據才會在隨后一個的通信周期的發送時隙被重傳一次。

3.根據權利要求1所述的一種基于非實時應答機制的無線傳感器網絡數據傳輸方法，其特征在于，所述協調器在數據幀接收成功后，其發送的數據接收成功應答信息幀在之后任意一個通信周期內發送均有效。

4.根據權利要求1所述的一種基于非實時應答機制的無線傳感器網絡數據傳輸方法，其特征在于，所述數據幀包括：幀頭、保留字、幀類型、地址、數據編號、數據、幀尾、驗證碼；所述應答信息幀包括：幀頭、保留字、幀類型、地址、數據編號、幀尾、驗證碼。