一种适用于无线传感器网络的单流批量数据采集方法

摘要

本发明公开了一种适用于无线传感器网络的单流批量数据采集方法，该方法包括如下步骤：节点首先在启动进入无线传感器网络时通过在邻居节点的信道上接收信标帧来获知自己所有一跳邻居节点的唤醒时间信息，并选择自己的本地信道，加入无线传感器网络；节点成功加入无线传感器网络后，会在自己选择的固定信道上进行异步的伪随机唤醒并广播信标帧；当网络中的任一节点在任一时刻有批量数据需要给汇聚节点传送时，在这个节点和汇聚节点之间的这条链路上的所有节点就会通过预测唤醒机制在短期内建立出一条最短延时传输链路。本发明空闲时低功耗、数据采集时高吞吐率。

主权项

一种适用于无线传感器网络的单流批量数据采集方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：节点首先在启动进入无线传感器网络时通过在邻居节点的信道上接收信标帧来获知自己所有一跳邻居节点的唤醒时间信息，并选择自己的本地信道，加入无线传感器网络；节点成功加入无线传感器网络后，会在自己选择的固定信道上进行异步的伪随机唤醒并广播信标帧；当网络中的任一节点在任一时刻有批量数据需要给汇聚节点传送时，在这个节点和汇聚节点之间的这条链路上的所有节点就会通过预测唤醒机制在短期内建立出一条最短延时传输链路，然后这条链路上的所有节点通过建立完成的最短延时传输链路将数据包通过单包发送的方式快速的传递到汇聚节点；当批量的数据包采集完毕以后，节点在没有包可发的情况下会依次退出之前形成的最短延时链路，进行空闲情况下的伪随机唤醒；如果在下一时刻该节点仍然需要向汇聚节点传递数据包的话，就会再重复以上过程；节点在每个环节的传输工作流程包括如下步骤：步骤1：网络当中的所有节点在首次启动后开始加入网络的过程，对于汇聚节点，直接选择0信道作为自己的固定信道，对于其它非汇聚节点，需要先在各个信道上侦听一段时间，侦听一轮后，如果没有收到邻居节点的信标帧，就进入步骤2，否则进入步骤3；步骤2：如果节点从0信道开始侦听到16信道侦听结束，这段时间没有收到任何其它节点的信标帧，就需要再进行一轮信道扫描，直到成功收到邻节点的信标帧，然后进入步骤3；步骤3：节点从侦听到的信标帧中获知自己距离汇聚节点的跳数，以及自己有哪些父节点，然后根据跳数确定自己的信道号，并开始广播自己的信标帧，进入步骤4；步骤4：节点加入网络后，就进行正常的伪随机异步唤醒调度，如果一直没有数据可发，则停留在步骤4；如果在任一时刻传感器节点产生了批量数据，并需要向汇聚节点进行快速的汇报，则进入步骤5；步骤5：此时，该节点需要通过前面若干个数据包在短期内建立最短延时传输链路；步骤6：最短延时传输链路建立好以后，在这条流上的所有节点都会严格按照设定的唤醒、休眠时间间隔定期醒来接收数据包并给自己的父节点转发；步骤7：由于一个数据包的发送过程中，接收节点需要首先发送信标帧来引导发送节点发送数据包，然后接收节点在成功收到数据包后需要回复确认帧；步骤8：当数据包传送完成后，除源节点外，所有节点都会有一个依次退出最短延时传输链路的过程，本次的批量数据包的采集任务结束，节点重新回到步骤4。