[發明專利]一種無線傳感網的組網方法

在審

• 申請號: 201610033251.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105575092A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王迅
• 申請（專利權）人: 王迅
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04L29/08;G05B19/418;H04W84/18
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術領域

本發明涉及一種無線傳感網的組網方法，屬于無線技術領域。

背景技術

傳感器是一種能感受規定的被測量物件并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，無線傳感網（WirelessSensorNetwork，WSN）是由眾多的傳感器通過無線通信的方式，相互聯系，處理、傳遞信息的網絡。該網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，可以實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象的信息，并對這些信息進行處理，傳送給所需用戶。無線傳感網在軍事、工業控制、交通、安全、醫療、野外勘探、環境監測、家庭和辦公環境等很多方面都有著廣泛的應用。

無線傳感網由多個單傳感器節點組成，各節點通過傳感或控制參數來實現與外部環境的交互。典型特征是在一個很小的區域里部署著很多節點，為了保證一個區域的覆蓋率足夠高或者使網絡中有冗余來防止節點失效。雖然這是密集型網絡部署的優點，但是它也存在著以下缺點：在一個相對擁擠的網絡中，由于鄰居節點數目眾多，節點之間容易互相干擾，各種可能的路由方式太多，節點可能會使用較大的功率來與遠處的節點直接通信，限制了無線帶寬的重新使用，因此在很多節點密集分布的網絡中，節點之間都在彼此的通信范圍內，在網絡初始化階段，很容易因為沖突碰撞而產生的數據包丟失并導致網絡的組成需要耗費相當長的一段時間，同時形成的網絡拓撲結構也極不穩定，在通信過程中也會因此而導致數據傳輸的中斷及網絡的重組，額外消耗了大量的能量。

針對以上問題，我們需要一種針對這種干擾性極強的網絡在網絡的初始階段能夠快速組網并調度好時隙的分配，以保證整個網絡數據傳輸的可靠性和有效性的組網方法。

一個網絡的組成涉及到了網絡的拓撲控制和時隙調度兩個方面。網絡拓撲控制協議能夠優化路由協議和MAC協議的效率，使之緊密的結合，為數據融合、時間同步和目標定位等很多方面提供基礎，有利于延長整個網絡的生存時間，對網絡性能的影響很大。MAC協議決定了無線信道的使用方式，構建了無線傳感網的底層基礎結構，在傳感器節點之間分配有限的無線通信資源，使得不同節點能夠合理的使用這些資源。無線傳感網中單個節點的作用是微弱的，傳感器網絡的強大功能是由眾多節點協作分工實現的，多個節點之間的通信需要各種協議在局部范圍內協調各個節點之間的資源分配，充分利用有限的通信資源來共同完成一定的任務。無線傳感網拓撲控制主要的研究目的是如何在滿足網絡覆蓋度和連通度的前提下，功率控制和骨干網節點選擇，剔除節點之間不必要的通信鏈路，形成一個數據轉發的優化網絡結構。在節點發射功率不變的情況下，主要考慮層次型拓撲結構組織，它利用分簇機制讓一些節點成為簇頭節點，由簇頭節點形成一個處理并轉發數據的骨干網，也就是簇，其他非簇頭節點可以暫時關閉通信模塊，進入休眠狀態以節省能量。