适用数据采集的低速率无线传感网络的低功耗的通信方法

摘要

本发明公开了一种适用数据采集的低速率无线传感网络的低功耗的通信方法。本发明通过对用于数据采集的低速率的无线传感网络的媒体接入控制层和网络层进行重新设计，得到两层的混合层模型，计算了需要进行时间同步的周期的时间长度，设计了用于数据采集的低速率的无线传感网络的工作周期并给出了周期中各参数的确定方法或计算方法，让一个工作周期内监听信道和发送数据的时间减到最少，大大降低了无线传感网络的功耗；使混合层的数据传输与数据传输成功率相联系，对数据传输成功率进行实时监测，同时，在无线传感网络标准化平台Telosb上设计和实现了混合层的各个功能模块。

主权项

一种适用数据采集的低速率无线传感网络的低功耗的通信方法，其特征在于，步骤如下：1)无线传感网络所有节点启动后确定全网同步级数：根节点(101)广播时间同步级数确定数据包，该数据包包含MAC层报头、根节点ID、时间同步级数、传送该数据包的节点ID，各个节点选择自己在一段时间内收到的时间同步级数确定数据包中具有最小时间同步级数的数据包进行广播降低了全网节点的时间同步级数；2)无线传感网络内所有在时间同步周期内通过DMTS同步方法逐级同步：时间同步周期所占用的时间均分为2w+1个退避时限，其中w是最大的时间同步级数，步骤1)中确定的第i级时间同步节点对第i+1级时间同步节点进行时间同步的数据包都在(2i+1)t～(2i+2)t内采用监听多址接入‐冲突避免机制进行发送，其中t为退避时限，对于根节点，i＝0；为了确保接收到第i级时间同步节点发送的时间同步的数据包，第i+1级时间同步节点需要在{(2i+1)t‐2[nT+(2i+1)t]θ}～{(2i+2)t+2[nT+(2i+2)t]θ}内对第i级时间同步节点发送的时间同步的数据包进行监听，其中θ是设备时钟精度，当时，全网的时间同步节点监听上一级时间同步节点的数据包的时间段不与自身发送同步数据包所用的时间段冲突；3)无线传感网络内所有节点达到时间同步之后即可实现同时开启收发或者进入休眠状态，全网的路由过程和数据传输过程在收发开启状态的时间段内进行；无线传感网络内的节点以适应网络现状的可变时间间隔广播路由发现信标,过程如下：信标以4为底的指数级增长的路由发现信标时间间隔进行发送，满足下列条件之一时恢复时间间隔初始值：3.1)周围网络需要自己广播路由信息时；3.2)节点邻居节点都被自己删除；3.3)该节点“自己的传输成功率”的变化大于0.1；4)每个数据帧中都有传输帧的上的节点的传输成功率，接收到该数据帧的节点可以由此进行路由环的辨识，并通过广播路由发现信标通知其子节点重新选择父节点，从而避免环状传输。