一种低功耗的集约化水产养殖物联网介质访问控制方法

摘要

一种低功耗的集约化水产养殖物联网介质访问控制方法。提出了一种采用基于事件驱动低功耗的感知节点成簇方法，该方法面向集约化水产养殖物联网，能够减少感知节点的能量损耗，一种采用基于事件驱动低功耗的感知节点成簇方法，该方法面向集约化水产养殖物联网，能够减少感知节点的能量损耗，缩短了数据报文的平均传输延时，提高了对特定养殖环境事件的感知可靠性。

主权项

一种低功耗的集约化水产养殖物联网介质访问控制方法，其特征在于：本方法中定义两种集约化水产养殖物联网感知节点工作状态：不变状态和事件状态；1)不变状态：即没有养殖环境事件发生时；该状态下为了降低能耗，感知节点进入定期休眠/唤醒的低功耗循环；2)事件状态：即有特定的养殖环境事件发生；所有感知到特定的养殖环境事件的节点组织成一个簇；依据簇中剩余的能量级别选举簇中的簇头，所有非簇头感知节点采用能量有效TDMA机制将环境监测事件消息发送到簇头节点，簇头融合多源数据后再发送到远程的汇聚节点；在成簇的过程中，采用事件驱动低能耗成感知节点簇方法保证了养殖环境事件消息以低功耗、低延时的方式被有效地发送到汇聚节点；感知节点的路由层计算环境感知数据率，判断特定的养殖环境监测事件是否发生；感知节点发送成簇指示消息到MAC层以改变其休眠/唤醒周期性运行机制，并且在路由层执行感知节点成簇方法；感知节点成簇方法分为簇建立、数据传输和簇撤销三个阶段，流程如下：簇建立阶段：当一个侦听周期到来时，感知到特定养殖环境事件的节点广播包含节点ID及剩余能量的HELLO报文，同时该节点不再进入休眠/唤醒周期；感知节点选举剩余能量最小的感知节点为簇内唯一的簇头；簇头节点广播报文，以公告簇头信息；非簇头感知节点向簇头节点发送加入请求报文；簇头节点生成TDMA进度表并发送给簇内感知节点；簇内感知节点收到TDMA进度表后，簇建立结束；数据传输阶段：数据传输阶段采用TDMA机制，帧由簇内节点间通信帧和簇头节点到汇聚节点通信帧组成；簇内感知节点在指派的时隙内，发送养殖环境事件消息到簇头节点；簇头节点收到养殖环境事件消息后，进行多源数据融合，向汇聚节点发送养殖环境事件消息；簇内感知节点在发送时隙周期之外，关闭无线通信以减少能量耗费；撤销簇阶段：当簇头节点所接收到的帧中不包含养殖环境事件消息时，意味着特定养殖环境事件结束，则撤销簇；由簇头节点广播簇终止消息，以撤销该簇；簇内各感知节点收到消息后，重新进入不变状态下的休眠/唤醒周期。