[发明专利]一种集中控制式无线传感网络通信协议的消息实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及通信网络中一种集中控制式无线传感网络通信协议的消息实现方法。

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。

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。

为了解决现有技术中存在的上述问题，如图1所示，一种新型的集中式无线传感网络的体系结构及组网设备-泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备被提出来。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。为了实现泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备之间的交互式通信，从而实现泛在传感网络控制器对大量无线传感接入复用设备和无线传感器节点的控制，一种集中控制式无线传感网络通信协议被定义。通过该协议，泛在传感网络控制器可以控制和管理大规模无线传感网络中的所有无线传感接入复用设备和无线传感器节点。

发明内容

本发明针对集中控制式无线传感网络通信协议，提供了一种集中控制式无线传感网络通信协议的数据报文和控制报文的实现方法，从而实现泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备之间的数据信息和控制信息交互。

集中控制式无线传感网络通信协议的控制信息和数据信息传输分别通过集中控制式无线传感网络控制消息和数据消息实现。集中控制式无线传感网络控制消息负责在泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备之间传输控制和管理信息，集中控制式无线传感网络数据消息负责在泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备之间传输无线传感器节点采集的监测数据。集中控制式无线传感网络数据消息和控制消息都封装于集中控制式无线传感网络通信协议报文内，进行传输。集中控制式无线传感网络数据消息和控制消息均采用UDP协议进行网络传输。

根据本发明的第一方面，一种集中控制式无线传感网络通信协议报文由集中控制式无线传感网络通信协议传输层协议包头和一个集中控制式无线传感网络通信协议消息体组成。集中控制式无线传感网络通信协议消息体的内容可以是承载无线传感网监测数据的数据消息，也可以是传输无线传感网信令的控制消息。承载数据消息的数据报文和承载控制消息的控制报文通过不同的UDP端口进行传输。控制报文又细分为明文控制报文和安全控制报文两类，其中明文控制报文的内容不进行加密，采用明文方式传输；安全控制报文使用DTLS协议来对报文内的信息进行加密，以保证信息的安全。DTLS协议是专门为保护不可靠的传输协议(如：UDP协议)上流量安全而设计的。

数据报文也可以细分为明文数据报文和安全数据报文两类。在安全控制报文和安全数据报文中，报文内容均要通过DTLS协议加密。

根据本发明的第二方面，提供了一种明文控制报文的报文格式。明文控制报文由IP首部、UDP首部、集中控制式无线传感网络通信协议首部、控制首部、消息元等五个部分组成。其中：IP首部和UDP首部分别用于表示承载该报文的IP协议和UDP协议包头；集中控制式无线传感网络通信协议首部用于承载该报文的集中控制式无线传感网络通信协议的首部描述信息；控制首部用于承载控制消息的首部描述信息；消息元用于承载控制消息的具体内容，一个控制报文包含0个到多个消息元，消息元内承载具体的控制消息内容。