[發明專利]一種無線傳感器網絡系統

有效

• 申請號: 201910084121.1
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109699091B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張玲華;徐阿龍
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04L1/00;H04L12/24;H04W40/02;H04W40/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

一種無線傳感器網絡系統，包括節點選取裝置和多個傳感器節點；節點選取裝置分別與所述多個傳感器節點耦接；所述節點選取裝置，適于從無線傳感器網絡中的傳感器節點中的潛在編碼節點中選取部分節點作為編碼節點；所述潛在編碼節點為入射邊的數量大于或等于2且出射邊的數量大于或等于1的傳感器節點；所選取的編碼節點，適于采集對應的監測數據并進行編碼后傳輸至對應的下一節點；除所述編碼節點之外的其他傳感器節點，適于采集對應的監測數據并傳輸至對應的下一節點。上述的方案，可以提高無線傳感器網絡的數據傳輸效率，提高網絡吞吐量。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種無線傳感器網絡系統。

背景技術

相比于有線通信網及互聯網絡，無線傳感器網絡規模更大，可以說是無處不在。但無線傳感器網絡具有能量受限、計算能力不足、規模龐大等傳統網絡不具備的特點，這給傳感器網絡的研究及應用帶來了諸多困難。國內外很多高校、研究所通過十年左右的研究實踐，取得了一系列的研究成果。

無線傳感器網絡中的多播網絡是一種一對多的網絡，在多播網絡中，一個信源節點可以向多個信宿節點發送消息。網絡編碼的概念是由Ahlswede R 等人提出并正式發表于2000年，理論研究和實驗已經展示了網絡編碼在無線傳感器網絡中的優勢，如多播網絡中采用網絡編碼可以使其網絡吞吐量和魯棒性等方面的性能提升。

但是，現有的無線傳感器網絡中的數據傳輸方法，存在著數據傳輸效率低的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是如何提高無線傳感器網絡的數據傳輸效率，提高網絡吞吐量。

為了達到上述目的，本發明提供一種無線傳感器網絡系統，包括節點選取裝置和多個傳感器節點；節點選取裝置分別與所述多個傳感器節點耦接；

所述節點選取裝置，適于從無線傳感器網絡中的傳感器節點中的潛在編碼節點中選取部分節點作為編碼節點；所述潛在編碼節點為入射邊的數量大于或等于2且出射邊的數量大于或等于1的傳感器節點；

所選取的編碼節點，適于采集對應的監測數據并進行編碼后傳輸至對應的下一節點；

除所述編碼節點之外的其他傳感器節點，適于采集對應的監測數據并傳輸至對應的下一節點。

可選地，所述節點選取裝置，適于將無線傳感器網絡轉換為有向圖網絡，并采用圖分解算法將所述有向圖網絡進行分解；基于分解后的有向圖網絡構建對應的網絡編碼資源優化數學模型，并求解所述網絡編碼資源優化數學模型的最優解，得到所選取的編碼節點。

可選地，所述節點選取裝置所構建的所述網絡編碼資源優化數學模型為：

且：

其中，Φ(G_NCM)表示分解后的有向圖網絡的編碼邊的數量，Min(.)表示求解最小值，ξ_ij表示分解后的有向圖網絡中第i個潛在編碼節點的第j條輸出邊，當第i個潛在編碼節點的第j條輸出邊執行編碼操作，則設置ξ_ij＝1，反之，則設置ξ_ij＝0；R(s，t_k)表示源傳感器節點s到目的傳感器節點t_k的可達多播速率，O_i表示第i個潛在編碼節點的出射邊的數量，p_i(s，t_k)表示在分解后的有向圖網絡中源傳感器節點s到目的傳感器節點t_k的第i條路徑，γ_i(s，t_k)＝{e|e∈p_i(s，t_k)}，表示路徑p_i(s，t_k)的所有鏈路的集合。