[发明专利]一种多跳无线传感网络数据传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络数据传输方法及系统，尤其涉及一种多跳无线传感网络数据传输方法及系统。

现有技术

目前针对无线传感网络(WSN)的可靠传输机制主要有基于数据校验的机制、基于传输控制协议(TCP)改进的可靠传输机制、基于路径修复的可靠性传输机制和基于多路策略的传输机制等类型。慢存快取传输协议(PSFQ)是基于单跳数据校验机制的代表，它进行每跳数据错误检查与恢复，避免数据错误的积累导致通信质量下降，具有很好的容错性和可扩展性，但同时也增加了复杂度，加重了网络节点的负担。基于TCP改进的可靠传输协议主要有事件到中心节点的传输协议(ESRT)，它考虑事件发生时节点产生大量数据所导致的网络拥塞状况，力求使用最少能量达到可靠传输数据的目的，但它假设基站能够和节点直接通信，因此只适用于小范围覆盖的网络。基于路径修复的传输方法主要有SWR，SWR采用路径修复和单路传输确认方法保证数据可靠传输，但当信道错误率较高时增加了确认和修复开销。基于位置的可靠区分服务机制是多路策略的数据传输机制的代表。基于位置的可靠性区分服务机制借助GPS定位，并只对处于一定矢量距离之内的节点进行可靠数据传输，使得能够在减少能量消耗的前提下，提供可靠数据传输，但它只考虑使用区分的路由机制，未考虑区分网络数据。

由于WSN的网络环境和网络特点，传统端到端的确认重传机制由于采用当信道错误时快速减少数据发送速率的方法解决数据可靠传输，将导致WSN的数据传输由于恶劣的无线信道带来传输性能的急剧下降，所以传统的传输机制不能适用于WSN。且这些传输方法没有考虑各种不同特性的数据流的区别。

在申请号为“201010592229.0”发明名称为“基于无线传感网络的数据传输方法”的专利申请中公开了一种数据传输方法：簇头节点对其簇内各节点的同类型数据进行融合并设置相应的优先级，在根据数据的不同优先级分别进行转发。该方法中数据在簇头融合时，由于只经过簇内单跳传输，因此数据的初始优先级都为最低优先级，簇头只需计算数据的个数，不事先读取数据优先级值，且无需考虑数据的路由和判断数据源节点的异同，保证了方法的简单性和实用性。该方法在簇头节点提高了具有高优先级的重要数据的转发机会，保证了网络中重要数据的优先传输。

在上述基于分簇无线传感网络的数据传输方法中，仅在簇头节点对其簇内节点进行数据融合和区分传输，在分簇数量较少的小型无线网络具有较好的效果，但对节点大范围部署的大型多跳网络来说，由于数据的多跳转发占用更多传输时间，数据传输协议更复杂，同时多跳网络中存在多重路由等特点，使得简单的簇头数据传输方法不能在多跳网络中获得很好的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种多跳无线传感网络数据传输方法及系统，保证数据优先级的正确性，以提高多跳无线传感网络数据传输可靠性。

为了解决上述技术问题本发明采用了如下的技术手段：

一种多跳无线传感网络数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1、源节点生成数据包，该数据包的包头中含有三个字段，分别代表数据类型、优先级、源节点ID；

步骤2、中间节点收到两个源节点发送的数据后，读取各数据包的包头，先判断数据类型，对不同数据类型不进行数据融合，保持数据优先级不变；对同类型数据再判断源节点ID并进行数据融合，根据源节点ID的个数修改数据的优先级；

步骤3、根据融合后的数据优先级由高到低的顺序进行转发。

进一步地，步骤3中对于具有相同优先级的数据，则随机选择传输顺序。

进一步地，步骤1中源节点生成数据包时先对三个字段进行初始化，其中优先级字段初始化为最低优先级，源节点ID初始化成该源节点的ID。

进一步地，源节点及中间节点自己生成的数据优先级最低。

进一步地，步骤2具体包括如下步骤：

步骤21、首先读取两个数据的包头，判断是否属于同一数据类型；

步骤22、如果不同，则不进行数据融合，继续读取其他数据，若相同，则继续判断源节点ID；

步骤23、如果源节点ID没有重复，则直接对两个数据的进行融合，并根据源节点ID的个数计算融合后数据的优先级；

步骤24、如果源节点ID重复，则对重复的源节点ID只保留一个，再对两个数据进行融合，并根据源节点ID的个数计算融合后数据的优先极。

一种多跳无线传感网络数据传输系统，包括：