基于Zigbee无线传感器网络的低能耗数据采集方法

摘要

本发明提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的低能耗数据采集方法，该方法对ZigBee终端设备的数据采集方法进行改进，针对不同的检测环境，通过减少与汇聚节点或ZigBee路由节点之间通信的数据源节点数目的方法，既满足一定的检测精确度，又能够降低网络的能耗。该数据采集方法可以灵活的应用于不同的应用环境和不同对象的检测中。独特的信息压缩因子的设置可以在满足检测精度的基础上最大限度的降低网络能耗。在该低能耗数据采集方法中，动态的区域划分、动态的代表节点的选择及以剩余能量与采集信息消耗能量之差来选择区域内代表节点的方法，都达到了平衡无线传感器网络各个节点的能耗、延长整个网络生存时间的目的。

主权项

基于Zigbee无线传感器网络的低能耗数据采集方法，其特征是包括以下步骤：第1步：初始化网络参数：首先设置信息压缩因子q，信息压缩因子q表示允许采集的信息值偏离理想值的范围；其次，设定轮询全部数据源节点的时间或次数；第2步：对数据源节点进行区域划定：对全部数据源节点发送数据采集命令，把数据源节点所采集的数据及节点号打包为规定的网络数据上传，经过服务器进行处理和储存筛选出采集的最大数据Smax和最小数据Smin及各自的节点号，由公式n=(Smax‑Smin)/q计算出要划分出的区域数量n；将整个ZigBee无线传感器网络划分为n个区域；服务器将每个数据源节点的控制命令、节点号及区域号打包，下传至每个数据源节点，这样划定了无线传感器网络的检测范围；第3步：筛选出划定的区域内参与数据采集的代表节点：在已经划定的区域内，经过对数据源节点的数据采集后，服务器记入每个数据源节点的剩余能量Q和一次采集数据的消耗能量ΔE,根据公式Q'=Q‑ΔE,选择Q'最大的节点作为该区域内的代表节点对该区域的信息进行采集，该区域内的其他节点进入休眠状态；第4步：动态变换所划定的区域及该区域采集数据的代表节点：经过多次数据采集，当超过第1步中设定的轮询次数或者轮询时间时，则进行一次全部数据源节点的数据采集命令，再重复第2步；所述第1步中，根据检测环境里要求的数据采集频率的高低，决定进行轮询次数k的设定还是进行轮询时间Δt的设定；由所述公式n=(Smax‑Smin)/q计算出的n若有余数则只进不舍。