[發明專利]無線傳感器網絡的更新方法及相關設備

在審

• 申請號: 202011393627.X
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN114599005A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 董楚楚;于峰崎
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W40/24
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;陳聰

本發明實施例公開一種無線傳感器網絡的更新方法，在基站對第一簇頭節點完成更新之后，將該第一簇頭節點加入到待觸發節點隊列中；基站執行遍歷更新步驟：基站順序遍歷待觸發節點隊列，以確定該隊列中的一個待觸發簇頭節點，并觸發該待觸發簇頭節點對簇內的鄰居節點進行更新；在確定待觸發簇頭節點完成簇內節點的更新后，將其標記成簇內已更新狀態；其中，第一鄰居節點為簇頭節點時，基站將該鄰居節點加入待觸發節點隊列；在同一時刻，只有一個簇頭節點和簇內的一個第一鄰居節點進行程序更新操作；基站重復執行上述遍歷更新步驟，直到待觸發節點隊列中沒有待觸發簇頭節點。本方法無需暫停整個無線傳感網絡，且能實現無線傳感網絡中全部節點的更新。

技術領域

本發明涉及無線傳感技術領域，尤其涉及一種無線傳感器網絡的更新方法及相關設備。

背景技術

大規模無線傳感器網絡由大量低成本的傳感器節點組成，通過無線通信的方式，形成一個多跳自組織網絡系統。其能夠在長期無人值守的情況下進行監測任務。由于網絡規模以及節點數量巨大，考慮到維護成本以及技術限制等因素，無法對每個節點的運行情況進行持續實時的有效監控和維護。但是，為了適應外部環境以及監測任務的變化，在傳感器節點部署完畢之后，不可避免地要對節點已有的運行程序進行修改或者優化，比如修復先前程序的漏洞、變更單一節點甚至整個傳感器網絡的執行任務以及修補安全漏洞等。

現有無線傳感器網絡程序更新維護方案往往只合適節點數量不多的小規模傳感器網絡，注重的是如何快速完成對全網節點的程序更新，而且往往需要暫停網絡現有監測任務的執行，網絡中所有的節點在某個時間段內只能進行程序更新工作。這樣雖然能很快完成整個網絡節點的程序更新，但是卻影響了網絡自身任務功能的執行，尤其是對網絡實時性要求較高，監測數據不可間斷的傳感器網絡來說，這些方案是不可取的，也是不現實的。

此外，大規模無線傳感器網絡的網絡拓撲始終是動態變化的，節點可能隨時斷開或者失效，鄰居節點間的鏈路也隨著時間在不斷變化。比如，某個鄰居節點因為鏈路斷開或失效等問題，導致其整個程序更新過程中斷，無法完成程序更新；因此，現有的更新維護方案無法確保網絡中的所有節點100％地更新成功，影響整個網絡的連通性和覆蓋性，從而導致網絡的監測任務即使在更新后也無法正常執行。

發明內容

本發明實施例提供了一種無線傳感器網絡的更新方法及相關設備，不影響無線傳感網絡的監測任務的正常進行，而且可以實現對無線傳感器網絡的節點的百分之百更新。

第一方面，本發明實施例提供了一種無線傳感器網絡的更新方法，所述無線傳感器網絡包括基站和簇頭節點，所述方法包括：

一跳更新步驟，所述基站對一跳范圍內的一個第一簇頭節點進行更新后，將所述第一簇頭節點加入待觸發節點隊列中；

遍歷更新步驟，所述基站順序遍歷所述待觸發節點隊列，以確定該隊列中未完成簇內的第一鄰居節點的更新的一個待觸發簇頭節點，并觸發所述待觸發簇頭節點對所述第一鄰居節點進行更新，確定所述待觸發簇頭節點完成簇內節點的更新之后，將所述待觸發簇頭節點標記成簇內已更新狀態；其中，所述第一鄰居節點為簇頭節點時，所述基站將所述第一鄰居節點加入所述待觸發節點隊列中；所述無線傳感器網絡在同一時刻，只有一個簇頭節點和簇內的一個第一鄰居節點進行程序更新操作；

循環步驟，重復執行所述遍歷更新步驟，直到所述待觸發節點隊列中沒有待觸發簇頭節點。

可選地，所述一跳更新步驟包括：

所述基站在第一信道向一跳范圍內的第二鄰居節點廣播第一更新指令，所述第一信道為所述無線傳感器網絡執行監測任務的信道，以使所述第二鄰居節點響應所述第一更新指令向所述基站發送第一更新請求，所述第一更新請求攜帶有所述第二鄰居節點的節點類型標記和節點識別標記，所述節點類型標記用于標記所述第二鄰居節點為簇頭節點或用于執行監測任務的監測節點；

所述基站將最先接收到所述第一更新請求的、所述節點類型標記為簇頭節點的第二鄰居節點作為所述第一簇頭節點；