[发明专利]基于无人驾驶车辆监测的无线传感器网络数据传输方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络通信技术领域，涉及在无人危险环境(如战场)中无人驾驶车辆对无线传感器网络监测数据传输应用，在确保能够完成实时数据传输的同时使网络有最大的网络生存期。

背景技术

微小传感器技术和节点间的无线通信能力为传感器网络赋予了广阔的应用前景，主要表现在军事、环境、健康、家庭和其他商业领域。另外，无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领域，有非常多的技术有待发现和研究，在动态目标监测中所涉及到得相关技术主要有路由协议和能量消耗。

在大多数情况下，传感器网络的节点都是由电池供电，电池容量非常有限，并且对于有成千上万节点的无线传感器网络来说，更换电池非常困难，甚至是不可能的，如果网络中的节点因为能量耗尽而不能工作，会带来网络拓扑结果的改变以及路由的重新建立等问题，甚至可能使得网络分成不连通的部分，造成通信的中断。因此，在不影响网络通信的情况下，尽可能的节省无线传感器网络节点的有限的能量成为无线传感器网络的核心问题。

传统路由协议在选择最优路径时，很少考虑节点的能量消耗问题。而无线传感器网络中节点的能量有限，延长整个网络的生存周期成为传感器网络路由协议设计的重要目标，因此需要考虑节点的能量消耗以及网络能量均衡使用的问题。另一方面，无线传感器网络为了节省通信能量，通常采用多跳的通信模式，而节点有限的存储资源和计算资源，使得节点不能存储大量的路由信息，不能进行太复杂的路由计算。在节点智能获取局部拓扑信息和资源有限的情况下，如何实现简单高效的路由机制是无线传感器网络的一个基本问题。

就整个网络的节能优化而言，需要从全局上考虑如何将流量从数据源传递到目的地，这里的重要问题是如何在源和目的地之间找到一条节能的多跳路由。节能路由是在普通的路由协议基础上，考虑相关的能耗因素，引入新的与电源消耗有关的衡量指标，实现能耗的节约，这方面已经有很多研究成果。比如，最简单的节能路由协议是最少能量路由，即寻找一条能耗最低的路由，通过它传送数据。但这样未必能延长网络的生存时间，因为某些处于关键位置的节点可能被过度使用而导致电源过早耗尽。

在传感器网络中，每个节点的传感单元均具备一定得传感范围，传感单元只能监控到传感范围之内的事件。拓扑管理是通过寻找并定期调度这些覆盖冗余节点进入不工作的休眠状态来达到节能的目的。因为进入休眠状态的节点基本不消耗能量，所以拓扑管理对于节能非常有效；而且，由于没有参与工作地节点不会发送数据，同时也降低了通信开销。拓扑管理还需要保证网络在经过拓扑管理之后仍然能后确保足够的网络覆盖。这里的网络覆盖通常反映了网络对传感区域的监测能力，它是衡量传感器网络服务质量的重要指标。

无线传感器网络系统与应用密切相关，不同的应用背景，无线传感器网络的设计具有差别，甚至完全不同。现有技术中基于无线传感器的监测已经有很多的应用，根据检测目标的不同，可以将这些应用分为两类：静态目标监测和动态目标检测。

静态目标监测如文献：“基于无线传感器网络的微量爆炸物监测系统、装置及方法”，CN1776760，2006-05-24，(中国科学院计算技术研究所，崔莉，蒋理)。该系统可以在不同场所对微量爆炸物进行监测、危险源定位、报警等，有利于面向公共安全的预警工作。其中，基站通过有线方式接入骨干网络，并以无线方式和网络节点进行通信，将来自节点的数据信息传输至骨干网络上的监控管理中心。而无线节点内具有微型固态爆炸物化学传感器和无线通信设备，可以完成化学成分监测、节点定位等功能。

另一类动态目标监测，如文献：“无线传感器网络的铁路溜车自动监测和报警控制系统”，CN101138983，2008-03-12。(哈尔滨工业大学刘晓为，崔波，张海峰，于文玺，唐佳禄，吕柄均，张谅)。该系统以无线传感器网络为技术平台，主要完成对编组场内溜车信息的自动监测控制报警。当检测到有溜车信息时，传感器节点发出报警信号，在车辆溜出监测路段前，计算机通过串口给无线收发节点发送命令，由无线收发节点控制脱轨器，使溜逸车辆上脱轨器脱轨。

目前对于在无人危险环境中使用无人驾驶车辆对无线传感器网络进行数据传输的应用尚未见报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量消耗低且易于实现的基于无人驾驶车辆的无人危险环境监测数据传输方法。