多媒体传感器网络接入技术中网关发现方法

摘要

无线多媒体传感器网络接入Internet中的基于QoS的网关发现方法，主要解决无线多媒体传感器网络中的所产生的不同数据类型对于服务质量要求的差异性的问题，在权衡QoS的保障和能量有限这两个矛盾的因素后，本专利提出的基于QoS的网关发现方法结合了主动网关发现和被动网关发现这两种方式各自的优点，既保证了对与时延要求比较严格的实时数据能够迅速的上传到网关节点，又保证了在传输对于时延要求不严格的一般传感数据时，做到能量的节省。是一种适合无线多媒体传感器网络特性的混合网关发现方法。

主权项

一种多媒体传感器网络接入技术中网关发现方法，其特征在于该方法包括以下步骤：源节点初始化流程：步骤1).首先根据它的节点号自动生成一个地址，这个地址只能在传感器网络网内部适用；步骤2).按照扩展令牌环的方法广播网关请求包寻找适合的网关节点，首先初始化HOP的值并且设定在一跳范围内寻找，如果在一定时间内没有收到网关节点的回应就令HOP+＝N，N为步进值，这里取1，当HOP大于我们设定的最大跳数时，丢弃该包，并重新设定跳数的上限，继续执行步骤2)，否则执行步骤3)；步骤3).若收到一个网关返回的消息，就说明找到当前跳数范围内最佳网关，记录下当前网关信息以及路由表进行注册，源节点初始化结束；步骤4).若收到多个网关返回的消息，就按照改进的最优网关选择方法选择最优网关进行注册，源节点初始化结束；步骤5).源节点初始化结束以后，按照采样数据类型的不同即NEED_QoS值的不同采取对应的工作方式，即标志位NEED_QoS为1时，表示有QoS要求，即执行步骤6至步骤9；标志位NEED_QoS为0时，表示没有QoS要求，即执行步骤10至步骤13；采集实时数据的源节点与网关通信的流程：步骤6).在采集数据的同时监听来自所注册的网关节点的通告消息；步骤7).若收到通告，说明当前网关有空闲，可以接收数据，则检查自己是否有数据需要上传到网关节点；如果没有收到通告消息则回到步骤6)；步骤8).如果检测到有数据需要上传给网关，则针对此通告消息向网关节点反馈上传信息，告知网关；如果当前没有数据需要上传，丢弃收到的通告数据包回到步骤6)；步骤9).把要上传的数据按照初始化时建立的路由表发送给网关节点，通信结束，回到步骤6)；采集一般数据的源节点与网关通信的流程：步骤10).在采集数据的同时检测自己是否有数据需要上传给所注册的网关节点；步骤11).如果有数据需要上传，就向注册网关发送传输请求，然后等待网关的回应，如果没有数据需要上传就回到步骤10)；步骤12).如果收到来自网关的回应就说明当前网关允许此节点发送数据，则把数据上传至网关，通信结束；步骤13).如果没有收到来自网关的回应就说明当前网关处于忙碌状态，则此节点以一定的时间间隔重新发送请求，直到收到网关的回应消息；处理实时数据的网关节点工作流程：步骤14).首先按照事先设定的时间间隔在传感器网络内广播发送网关通告消息，在等待传感器网络内节点的回应的同时监听来自Internet网络的消息，如果从内节点没有收到回应，就重新按照事先设定的时间间隔在传感器网络内广播发送网关通告消息；步骤15).如果网关节点收到数据包，就判断数据包的类型，因为网关节点既要负责和传感器网络内的节点进行通信，又要负责和Internet网内的pc终端通信，如果判断出是pc机发布的命令信息就执行步骤16)，否则则执行步骤17)；步骤16).解析命令类型，和所要控制的目的节点的IP信息，如果该命令是合法命令且目的节点已在此网关上注册，则进行数据类型的转换，把数据转换成适合在传感器网络内传输的形式，然后向目的节点发布该命令；如果命令非法或者目的节点未注册，则丢弃该包；步骤17).来自传感器网络的数据包可能有两种类型，一种是源节点的采样数据包，另一种是传感器网络内新加入节点的申请注册的请求包，再次判断数据包类型；步骤18).如果是源节点的数据包，首先反馈给源节点发送成功的消息包，然后进行数据类型转换，把数据转换成适合在互联网内传输的形式，然后上传至pc机终端；步骤19).如果是源节点的请求包，首先检查NEED_QoS的值，如果是0的话，则不用再多做判断，直接丢弃该包；如果NEED_QoS的值是1，保存此节点的信息，然后反馈给新节点发送成功的消息包，消息包中还包括此网关节点的能量信息，等待队列的长度，以便源节点进行最优网关的选择；步骤20).回到步骤14)继续以一定的时间间隔向传感器网络内广播通告消息并且监听来自Internet网络的命令消息；处理一般数据的网关节点工作流程：步骤21).按照被动式网关发现方法，首先使它处于监听状态，等待来自传感器网络或者因特网内的消息；步骤22).如果网关节点收到数据包，就判断数据包的类型，如果判断出是pc机发布的命令信息就执行步骤23)，否则则执行步骤24)；步骤23).解析命令类型，和所要控制的目的节点的IP信息，如果该命令是合法命令且目的节点已在此网关上注册，则进行数据类型的转换，把数据转换成适合在传感器网络内传输的形式，然后向目的节点发布该命令；如果命令非法或者目的节点未注册，则丢弃该包；步骤24).来自传感器网络的数据包可能有两种类型，一种是源节点的采样数据包，另一种是传感器网络内新加入节点的申请注册的请求包，再次判断数据包类型；如果是源节点采样数据包，首先反馈给源节点发送成功的消息包，然后进行数据类型转换，把数据转换成适合在互联网内传输的形式，然后上传至pc机终端；步骤25).如果是源节点的请求包，首先检查NEED_QoS的值，如果是0的话，保存此节点的信息，然后反馈给新节点发送成功的消息包，消息包中还包括此网关节点的能量信息，等待队列的长度，以便源节点进行最优网关的选择；如果NEED_QoS的值是1，则不用再多做判断，直接丢弃该包；步骤26).回到步骤21)继续监听来自传感器网络和Internet网络的消息。