[发明专利]一种集中式大规模无线传感网的组织机制及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息与通信技术领域，尤其涉及一种新型集中式大规模无线传感网络组织机制及实现装置。

背景技术

近年来，无线传感网络技术得到了快速的发展。但是目前部署的无线传感网络的规模还普遍很小。随着泛在传感网络业务的逐渐推广，大规模无线传感网络的建立和使用将是无线传感网络下一步发展的重要趋势。

图1示出了现有技术的网络拓扑结构示意图。在无线传感网络中，传感网关通常被用来管理控制传感网络，并实现和外部网络的通信接口。一个传感网关的启动，需要大量的配置工作。对于一个大规模的传感网络而言，通常需要部署大量的传感网关，并且需要对每个传感网关进行动态管理、监视及控制。对于一个包含成百上千传感网关的大规模传感网络而言，网络管理的负担将会非常大。在业务管理方面，为了取得更好的业务性能，需要在全网进行动态协调，但由于传感网关相对独立，要达成这一点非常困难。安全性方面，由于覆盖需求，传感网关经常会被安装在无法保证安全的地方，如果传感网关被盗，静态保存在传感网关中的配置信息就会成为泄密渠道。同时，如何防止非法传感网关接入也对传感网络的安全性提出了挑战。目前，这些从小规模无线传感网络向大规模无线传感网络发展过程中遇到的问题还没有合适的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种新型集中式无线传感网络的组织机制及装置。从而可以有效地解决大规模无线传感网络在网络管理、安全、业务控制和互操作性等方面的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种新型集中式无线传感网络体系结构，从图2可以看出，相比目前的无线传感网络体系结构，集中式无线传感网络体系结构增加了传感网关控制器这个要素，传感网关控制器可以看作是一组逻辑设备，实现了全网的管理、监控、动态配置、控制等功能。无线传感接入点与目前无线传感网络的传感网关有所不同，传感网关实现了传感网络的全部网络管理、控制和数据转发功能，而无线传感接入点只需要实现其中部分功能，如：传感网物理层、MAC层功能等。因此，可以把无线传感接入点看作是轻量级的传感网关。如图3所示，传感网关控制器和无线传感接入点之间有三种连接方式：直接连接、二层交换连接和三层路由连接。其中，三层路由连接使无线传感接入点可通过IP网络连接传感网关控制器，从而使无线传感接入点的部署更灵活。

根据本发明的第二方面，提供了一种传感网关控制器的控制装置，其中，包括：无线传感接入点配置装置，用于实现对无线传感接入点的配置和动态管理；无线传感接入点固件装载装置，用于实现对无线传感接入点固件程序的动态加载功能；传感网络中间件装置，用于实现任务调度、传感器接入控制、数据过滤、数据聚合等传感网络控制和数据处理功能；交互认证装置，用于实现和无线传感接入点之间的双向认证功能；无线接口管理和配置装置，用于实现对无线传感接入点在传感网络侧无线接口的参数动态配置；控制流收发装置，用于在传感网关控制器装置和无线传感接入点装置之间建立安全的传输隧道，实现控制流的发送和接收；数据流收发装置，用于在传感网关控制器装置和无线传感接入点装置之间建立安全的传输隧道，实现数据流的发送和接收；第一获取装置，用于获取来自无线传感接入点的数据流和控制流信息；第一发送装置，用于发送数据流和控制流到无线传感接入点。无线传感网络的大部分管理和控制功能在传感网关控制器装置上实现。传感网关控制器对无线传感网络内的无线传感接入点集中统一配置和控制，对传感网络流量集中进行桥接、转发和加密，以增强大规模无线传感网络的可管理性。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于无线传感接入点的处理装置，其中，包括：控制流收发装置，用于在传感网关控制器装置和无线传感接入点装置之间建立安全传输隧道，实现控制流的发送和接收；数据流收发装置，用于在传感网关控制器装置和无线传感接入点装置之间建立安全传输隧道，实现数据流的发送和接收；接入点管理装置，用于根据传感网关控制器装置的要求对无线传感接入点进行动态配置和管理，并实现对无线传感接入点所连接的局部无线传感器网络的拓扑维护和管理；接入点固件装载装置，用于根据传感网关控制器传送的固件更新版本实现对无线传感接入点固件程序的动态加载功能；交互认证装置，用于实现和传感网关控制器之间的双向认证功能；无线接口管理和配置装置，用于实现对无线传感接入点在传感网络侧无线接口的参数的动态配置；第二获取装置，用于接收来自传感网关控制器的数据流量；第三获取装置，用于接收来自传感器的数据流量；第二发送装置，用于发送数据流量到传感网关控制器；第三发送装置，用于发送数据流量到传感器。