[发明专利]一种面向大规模无线传感器网络的分布式交互方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的调试与测试方法，尤其指大规模部署的无线传感器网络的调试与测试。本发明属于无线传感器网络，无线通信领域。

背景技术

无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域里被检测对象的信息，并发送给观察者。目前，传感器网络作为当前信息科技领域的研究热点，及物联网关键技术之一，已成各国综合国力较量的重要因素。

由于无线传感器网络在物理世界信息采集、环境检测和定位等领域具有良好应用前景，针对它的开发和研究也越来越热，例如各种针对传感器的路由，定位，以及协同计算的方法层出不穷。然而，与传统的网络系统相比，传感器网络的单个传感器节点处理能力有限，并且无人机界面，网络所包含的节点数量巨大，应用环境复杂多变。无线传感器网络的上述特征为无线传感器网络相关的应用测试与调试设置了障碍，与此同时，也增加了无线传感器网络相关应用测试与调试的重要性。

当前，无线传感器网络的研究人员一般采用软件模拟和小规模节点测试的方法了解节点内部运行情况。然而，由于无线传感器网络采用无线通信，存在无线信道冲突，干扰，连接不稳等问题，而节点本身的资源有限，程序处理需要考虑资源限制。这些问题都不是软件模拟所能解决。对于小规模节点测试，若只布置一跳范围，则节点布置有限，并不能真正体现应用的真实情况；若布置多跳，则研究人员很难知道一跳以外节点的运行情况。

作为无线传感器网络测试与调试关键技术之一的交互技术，由于无线传感器网络与传统网络的差异，具有自身独特的设计要求。尤其是如何对大规模部署无线传感器网络中的节点进行有效便捷的交互，并了解其当前运行的状态，以保证其在实际工作中正确运行，已经成为亟待解决的问题。

经检索发现，目前可实现与无线传感网络交互控制的方法主要有。

哈佛大学MoteLab系统。MoteLab系统支持多用户通过浏览器与传感器网络进行交互。用户在web页面注册用户信息，创建与修改测试任务和安装测试日程。系统在用户指定的测试日程运行无线传感器网络程序，并记录无线传感器网络发送过来的串口信息，以数据列表的形式供用户查询。但是，由于MoteLab系统无法实时显示传感器网络的信息，也不能与无线传感器网络进行实时交互，因此缺少时效性；同时该系统不适用于大规模部署的传感器网络，限制了其应用范围。该系统的交互方法因而具有一定的局限性。

申请号为200610144351.5，申请日为2006年12月04日的国内发明专利公开了一种实现无线传感器网络可视化的方法。该方法通过串口收集无线传感器网络中的通信信息，并用ActiveX控制显示出来。该方法设计较为简单，虽然能在一定程度上帮助研究人员了解小规模无线传感器网络运行情况，但由于缺乏对无线传感器网络的交互控制能力，而且数据显示功能较为简单，仅能提供简单的测试与调试功能，无法帮助研究人员判断数据类型及错误信息等，尤其不适用于大规模无线传感器网络的交互。

目前存在的无线传感器网络交互工具或方法如（JTAG仿真器）只能对单个传感器节点进行交互，同样不适用于大规模的无线传感器网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题的是如何在大规模部署的无线传感器网络中实现不同品牌不同规格不同操作系统的节点之间的实时有效交互。

本发明拟通过以下技术方案解决上述技术问题。本发明设计并实现一种面向大规模无线传感器网络的分布式交互方法，通过分布式的网络结构，可以有效实现在大规模无线传感器网络中进行交互，可以实现同时对无线传感器网络中的一个或多个节点输入数据或控制命令，并接收该网络中一个或多个节点数据，为无线传感器网络的设计部署及测试调试提供帮助。