[发明专利]无线传感器网络与其数据感测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种无线传感器网络，且特别是有关于一种根据感测 值的周期特性，动态调整传感器的侦测行为的无线传感器网络。

背景技术

无线传感器网络(WSN，wireless sensor network)可应用于如森林生 态监测，工厂二氧化碳浓度的侦测，室内监测等。在无线传感器网络中， 无线传感器扮演重要角度，其用以感测数据、收集数据并回传。

在传统技术中，根据管理者所指定的感测频率(感测间隔)，无线传感 器侦测环境变量并且回传数据。当感测间隔较长(感测次数较少)，则较节 省能源但得到较少的感测数据；而感测间隔较短(感测次数较多)，可得到 较多感测数据，但是却很耗电。这是因为，当无线传感器在进行感测或是 数据收发时，其耗电量非常大。而且，无线传感器通常使用电池当作它的 电源，受限于所处环境，使得它们难以被充电。

故而，如何节省无线传感器的耗电量便成为相当重要的议题。以目前 而言，无线传感器的省电机制着重于节省传输或感测的耗电量。但其成效 不明显。

有鉴于此，本案提出一个对无线传感器所收集到的数据进行趋势分 析，并利用所找出的数据周期特性，来动态调整无线传感器的探测行为(亦 即，要不要进行感测)，以降低感测次数或数据传输次数，以节省无线传 感器的耗电量。

发明内容

本发明有关于一种无线传感器网络与其方法，根据所感测的数据来建 立预测模型，在使用者允许的误差范围及信心水准下，以过去数据的统计 数值来回报给使用者，或者，以实际感测数据来回报给使用者。

根据本发明的一例提出一种无线传感器网络，包括：一信息处理模块， 发出一感测指令；以及一信息收集模块，接收由该信息处理模块所传来的 该感测指令，以收集一原始数据并回传给该信息处理模块。该信息处理模 块找出该原始数据的一趋势以建立一预测模型。根据所建立出的该预测模 型，该信息处理模块更新该感测指令并传给该信息收集模块。该信息收集 模块根据该感测指令，以决定在一感测时间点是否要进行数据收集。如果 要，则该信息收集模块收集该原始数据并回传给该信息处理模块。如果不 要，则该信息处理模块根据过去的该原始数据以得到一预估值。

根据本发明的另一例提出一种无线传感器网络的数据感测方法，包 括：发出一感测指令；根据该感测指令，感测一原始数据；找出该原始数 据的一趋势，以建立一预测模型；根据所建立出的该预测模型，更新该感 测指令；根据该更新后感测指令，以决定在一感测时间点是否要感测数据； 如果要，则感测该原始数据并回报给一使用者；以及如果不要，则根据过 去的该原始数据以得到一预估值，并回报给该使用者。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图， 作详细说明如下，其中：

图1显示根据本发明实施例的无线传感器网络的示意图。

图2显示根据本发明实施例的预测模块122的操作流程图。

图3A显示将具有周期P的原始数据T进行分段的一个例子。

图3B显示将图3A的原始数据T进行分段后的结果。

图3C显示预测点与感测点的一例。

图3D显示预测点、感测点与检查点的一例。

图4显示信息收集模块110与信息处理模块120的操作流程。

图5A显示时域数据，而图5B则显示频域数据。

具体实施方式

在本发明实施例中，收集数据并计算其周期性。接着，根据此周期性， 将所收集的数据叠合一起，以分析数据趋势，以决定在未来，哪些时间点 要收集(感测)数据，哪些时间不需要收集数据。

图1显示根据本发明实施例的无线传感器网络的示意图。如图1所示， 本发明实施例的无线传感器网络100包括信息收集模块110与信息处理模 块120。信息收集模块110包括：处理单元111、无线传感器112、执行模 块113与射频(RF)模块114。信息处理模块120包括：处理单元121、预 测模块122、数据库123与射频(RF)模块124。