[发明专利]一种通用的无线传感器网络系统及其信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络和物联网技术领域，尤其涉及一种通用的无线传感器网络系统及其信息处理方法。

背景技术

无线传感器网络(WSN)涉及到多种无线技术，例如Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、UWB等。这些无线技术在组网时所构成的网络架构都只针对各自技术特点设计，并未考虑彼此之间的兼容和协同工作，因此具有以下几个缺点：

第一，整体呈现异构性

无线传感器网络的异构性主要体现在多种通信体制和传感通信需求两个方面。其中，通信体制异构性表现在数据传输采用的无线通信标准和协议的多样性；传感通信需求的异构性主要体现在不同类型的传感信息具有各不相同的传输需求。对于不同的监测对象，传感器网络除了在能量消耗上有差异，并且在传感频度、带宽需求、传输时延限制等方面也不尽相同。无线传感器网络的这种异构性决定了以上各种无线技术的现有架构均不具有通用性，只能在特定场景下选择特定的架构来适应。

第二，组网方式不统一

各种传感器网络组网在规模、拓扑结构、数据传输速率、适合的应用等方面均呈现不同要求，因而组网方式不统一。这些不同的组网方式和组网需求使得各个通信体制下的无线传感器网络之间的综合应用遇到障碍。

第三，数据无法统一协调处理

现有的网络架构支持的应用单一，各无线传感器子网的数据之间难以共享，无法形成有效的数据融合和综合协同处理机制，无法实现对不同无线传感器子网之间的数据进行综合处理、汇聚融合的目的，无法达到物联网应用所要求的综合信息共享与协同处理的要求。

随着物联网的逐步形成，针对物联网可能用到的大量传感器，如何构建通用的无线传感器网络，使得多种技术的传感器可以进行统一管理及有效互通，成为需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种通用的无线传感器网络系统及其信息处理方法，用于解决目前多种技术的无线传感器组网时彼此之间的无法兼容和协同工作的问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种通用的无线传感器网络系统，包括：

由传感器节点组成的一个或多个传感器子网；

由信息汇聚节点组成的信息汇聚网，其中，所述每一信息汇聚节点用于接入一个或多个相同或不同的传感器节点，获取传感器节点的传感信息；

由接入汇聚节点组成的传感接入网，其中，每一接入汇聚节点用于接入一个或多个信息汇聚节点，获取信息汇聚节点的信息。

所述接入汇聚节点是SINK节点或者移动接入节点。

所述信息汇聚节点所接入的传感器节点，是归属于同一传感器子网的传感器节点，或者是归属于不同传感器子网的传感器节点。

所述信息汇聚节点，具有可重配置的多信道结构，其中，通道类型和数量与实际应用中所需接入的无线传感器子网的类型和数量相匹配。

所述信息汇聚节点，包括信息汇聚层，用于对接入的各个传感器子网的传感信息进行归一化处理并对传感信息进行汇集、融合、存储处理。

所述信息汇聚层包括一个或多个业务点，所述业务点用于对将融合后的数据存储，所述业务点是根据对信息进行特征提取的结果和分布式存储策略，对融合后的数据进行存储。

所述信息汇聚节点，具有多协议栈结构，其中，协议栈的数量与实际应用中接入的传感器子网数量相匹配。

所述信息汇聚节点，具有可重构的中间件架构，每一中间件对应一种或多种实际应用的应用模块。

所述系统还包括传感接入网的应用网关，所述应用网关与互联网或专网网络相连接，用于实现传感接入网的对外互联。

所述信息汇聚节点，包括用于对接入的传感信息进行汇集、融合、存储处理的信息汇聚层，所述信息汇聚层包括用于将融合后的数据进行存储的一个或多个业务点；所述应用网关中还包括用于连接上层应用系统与信息汇聚层的服务提供点，所述服务提供点是应用系统向下发送命令和获取所需要的数据的接口。

本发明还提供一种通用的无线传感器网络系统的信息处理方法，包括：

传感器子网中的一个或多个传感器将获取的传感信息上报到信息汇聚节点；

信息汇聚网的信息汇聚节点对从传感器节点接收的传感信息进行汇聚、融合、存储处理；

传感接入网的接入汇聚节点根据业务应用从信息汇聚节点获取融合后的传感信息数据，进行调度分发。

其中，所述信息汇聚节点具有多信道及多协议栈结构，从同一传感器子网的传感器节点或者不同传感器子网的传感器节点获取所述传感信息。