[發(fā)明專利]無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610011759.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105530664B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高尚;孫建成;史興娟;陳濱;范孟豹;陳笑天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高尚
• 主分類號(hào): H04W24/08
• 分類號(hào): H04W24/08;H04W56/00;H04W84/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發(fā)明公開(kāi)了無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法，屬于無(wú)線傳感網(wǎng)的技術(shù)領(lǐng)域。所述方法將每一采集周期的最后一個(gè)采樣時(shí)間預(yù)留給葉子節(jié)點(diǎn)接收管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的同步包，葉子接點(diǎn)在采集周期的第一采樣時(shí)間將上一采集周期采集的數(shù)據(jù)發(fā)給基站；采用雙定時(shí)器機(jī)制實(shí)現(xiàn)采集時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘的同步調(diào)節(jié)；葉子節(jié)點(diǎn)不定周期發(fā)送數(shù)據(jù)包避免了節(jié)點(diǎn)在調(diào)節(jié)同步時(shí)發(fā)生發(fā)包沖突，保證了一個(gè)信道內(nèi)的節(jié)點(diǎn)有序無(wú)沖突地將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去；管理節(jié)點(diǎn)不定周期地在每個(gè)采集周期最后一個(gè)采樣時(shí)間向各信道葉子節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步包，既可以改善晶振溫度漂移帶來(lái)的同步誤差問(wèn)題又可以保證每一次同步包到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)不落在該節(jié)點(diǎn)的發(fā)送時(shí)間從而降低同步包的丟包率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法，屬于無(wú)線傳感網(wǎng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近十年逐步發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電源技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境下獲得較為詳細(xì)、可靠的信息。

無(wú)線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中需要傳感器節(jié)點(diǎn)具有一定的采樣頻率，但是采樣頻率一般要求也不是很高；如果需要?jiǎng)討B(tài)的獲得監(jiān)測(cè)對(duì)象的響應(yīng)，則必須保證監(jiān)測(cè)對(duì)象的所有采集通道都需要同步采集；如果需要在線的觀察對(duì)象的響應(yīng)，則必須保證所有采集通道的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)的傳輸給監(jiān)控中心。分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于船舶、飛機(jī)、橋梁等采集數(shù)據(jù)多、實(shí)時(shí)性要求高的地方。連續(xù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了很好的智能化分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)高效率、低重量、智能化的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了手段。

無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)一共有三種數(shù)據(jù)采集傳輸機(jī)制：本地?cái)?shù)據(jù)先采集存儲(chǔ)完再發(fā)送方式、本地?cái)?shù)據(jù)先采集存儲(chǔ)并分析再發(fā)送分析結(jié)果方式、本地?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并實(shí)時(shí)發(fā)送方式。連續(xù)實(shí)時(shí)采集傳輸無(wú)線傳感組網(wǎng)由于是一種在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，因此需要保證數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和消費(fèi)平衡，要保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)在形成一個(gè)包后要盡快發(fā)送，而且要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和消費(fèi)的循環(huán)，因此要精確設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)AD采樣周期和數(shù)據(jù)發(fā)包的時(shí)間間隔和時(shí)刻。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要保證AD采樣周期的時(shí)間至少要大于一次數(shù)據(jù)發(fā)包的時(shí)間，否則數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和消費(fèi)將會(huì)失衡。同時(shí)保證一個(gè)信道內(nèi)的節(jié)點(diǎn)有序無(wú)沖突地將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)包過(guò)程中需要留有一定的時(shí)間安全距離，否則在調(diào)節(jié)同步的tick時(shí)極易發(fā)生節(jié)點(diǎn)之間的發(fā)包沖突。最后，由于網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)晶振受到溫度、環(huán)境的影響會(huì)發(fā)生漂移，長(zhǎng)時(shí)間工作下節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)采集同步會(huì)發(fā)生偏差，因此每個(gè)信道上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠每次都必須能接收到同步包。如果節(jié)點(diǎn)處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)時(shí)是無(wú)法收到同步包的，這樣就導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)紊亂。同時(shí)還需要保證每一次同步包到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)不能落在該節(jié)點(diǎn)的發(fā)送時(shí)間，否則會(huì)導(dǎo)致同步包的丟失。

目前關(guān)于國(guó)內(nèi)外沒(méi)有涉及無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法的相關(guān)專利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間在線監(jiān)測(cè)，解決了長(zhǎng)時(shí)間無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)連續(xù)監(jiān)測(cè)下丟包率增大以及晶振漂移帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步誤差的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)采集和傳輸方法，

第一采集周期：各信道上的葉子節(jié)點(diǎn)收到管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的啟動(dòng)命令包后延時(shí)觸發(fā)采集時(shí)鐘開(kāi)始采樣，初始化第一次發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)刻以及數(shù)據(jù)包發(fā)送周期，管理節(jié)點(diǎn)在該采集周期的最后一次采樣時(shí)間內(nèi)向各信道上的葉子節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步包以觸發(fā)第二采集周期；

第二采集周期：各信道上的葉子節(jié)點(diǎn)在該采集周期的第一次采樣時(shí)間將上一采集周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包待發(fā)送時(shí)鐘觸發(fā)后發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，各信道上的葉子節(jié)點(diǎn)不定周期發(fā)送數(shù)據(jù)包，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上報(bào)接收到的數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心，管理節(jié)點(diǎn)在該采集周期的最后一次采樣時(shí)間內(nèi)向各信道上的葉子節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步包以觸發(fā)第三次采集周期，管理節(jié)點(diǎn)不定周期發(fā)送同步包；