[发明专利]无线传感器网络数据传输方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1节点根据路由信标信息获取和计算该节点的邻居节点的休眠时刻、醒来时刻、醒睡周期和节点与邻居节点之间的醒睡间隔，获得邻居节点的醒睡计划；

S2计算节点发送每个数据包传输成功率和数据链路上节点与邻居节点间至少一个数据包传输成功的概率，获得节点的链路质量；

S3根据链路质量和邻居节点的醒睡计划从所述邻居节点中选取最优父节点，根据最优父节点在所有邻居节点中选取节点以组成候选节点集合，根据贪婪算法在候选节点集合中动态选取多个节点作为下一传输节点，制定的发送计划，并对候选节点的发送窗口进行优化；

S4利用贪婪算法制定的发送计划，在候选节点醒来时由所述节点向候选节点发送数据包。

2.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所有节点的醒睡周期相同，节点将邻居节点的醒睡计划对齐到本地时钟中。

3.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述节点与邻居节点之间的醒睡间隔为：节点醒来时刻与邻居节点最近醒来时刻之间的差值。

4.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，在数据传输过程中保存最近4个偏差常量的历史数据，通过计算时钟偏移和软件中断延迟偏移带来的偏差来设置经验常量，将发送者发送的时间与接收者醒来的时间对齐。

5.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，在所述路由信标中增加一R位，用来通知其他节点本地醒睡计划的改变，当收到来自其它节点的信标包中含有R信息时，节点将清空所有关于这个节点的记录并且从新初始化这个节点。

6.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述节点发送每个数据包传输成功率的计算方法为：利用邻居节点收到数据包确认的次数除以节点发送该数据包的次数得到发送每个数据包传输成功率。

7.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述数据链路上节点与邻居节点间至少有一个数据包传输成功的概率的计算方法为：

当传输窗口为k时，定义P^k为至少有一个数据包可以被成功收到的概率，则

P¹=p₁

P^k=P^k-1+(1-P^k-1)·p_k

式中,P_K为节点发送第k个数据包的传输成功率，k为节点发送的数据包个数。

8.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述最优父节点的选取方法为：利用路径的数据包接收成功率与路径条数的比值计算期望传输质量，选取周围节点中期望传输质量最优的节点作为最优父节点。

9.权利要求8所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述候选节点集合的选取方法为：在所有邻居节点中选取期望传输质量大于等于最优父节点的节点组成候选节点集合。

10.权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述贪婪算法的步骤为：

1）根据邻居节点醒睡计划及期望传输质量选取候选者集合；

2）将每个候选节点的发送窗口长度初始化为0；

3）利用每个候选节点的第1个数据包传输成功率将最大堆数据结构初始化；

4）利用最大堆数据结构选取出再多传输一个数据包时，边际效益最大的链路；

5）若选取结果不为空值且没有达到传输能耗上限，则将选择出的链路的发送窗口长度l_j加1，否则选取结束；

6）当l_j小于接收窗口长度时，若该链路剩余数据包期望传输成功率低，则重新进行4）-6），否则将该链路下一个数据包的传输成功概率加入到最大堆中，重新进行步骤4）-6）。