[发明专利]一种基于Zigbee协议的无线传感器网络结构维护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种基于Zigbee协议的无线传感器网络结构维护方法及系统。

背景技术

Zigbee是一种开放性的低成本、低功耗、低数据速率、低复杂度、双向传输、高可靠性的新型短距离无线通信技术，该技术应用简单，电池寿命长，成本低，可靠性高，具有自组网和自恢复能力。

Zigbee可以在数千个节点之间相互协调实现通信。这些节点只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。因此Zigbee在传感器网络、智能家居、工业自动化等领域有着广泛的应用。

为了方便的获知网络的信息，需要对网络的结构进行监控和维护。以基于Zigbee协议的无线传感器网络为例，目前，主要通过在网络的全功能节点处即网关节点和路由节点处维护一张只与全功能节点直接关联的节点信息的关联表对网络进行管理。当上述关联表中的节点发生变化时，进行更新。但因为只保存直接关联的节点信息，因此，上述方式无法使用户从网关处获知整个网络的主要结构信息。

发明内容

本发明旨在提供一种基于Zigbee协议的无线传感器网络结构维护方法及系统，以实现在网关节点处对网络中所有节点信息的维护。

基于此，本发明提供了一种基于Zigbee协议的无线传感器网络结构的维护方法，所述方法包括：

网关节点预先建立网络拓扑结构信息表的步骤；

所述网关节点检测到网关子节点的变化，所述网关节点生成网关子节点变化信息的步骤，所述网关子节点包括网络中与网关节点存在父子关系的路由节点和/或终端节点；

网络中路由节点检测到路由子节点的变化，所述路由节点生成路由子节点变化信息并上报至所述网关节点的步骤；

所述网关节点根据网络中节点的变化信息更新所述网络拓扑结构信息表，以供用户查询的步骤，所述网络中节点包括所述网关子节点和所述路由子节点；

其中，所述网关节点预先建立网络拓扑结构信息表的步骤包括；

所述网关节点在所述网络中广播节点信息收集命令；

网络中的节点根据收到的所述广播节点信息收集命令返回自身的节点信息至所述网关节点；

所述网关节点将所述网络中的节点返回的所述节点信息进行组合生成网络拓扑结构信息表并存储。

优选的，所述网关节点检测到网关子节点的变化，生成网关子节点变化信息，其中，所述网关子节点变化信息包括网关子节点加入信息和网关子节点丢失信息；

所述网关节点检测到网关子节点的变化，生成网关子节点加入信息，包括：

当一节点以所述网关节点为父节点加入所述网络时，所述网关节点生成网关子节点加入信息；

所述网关节点检测到网关子节点的变化，生成网关子节点丢失信息，包括：

所述网关节点根据待发送数据的目的节点确定下一跳网关子节点；

所述网关节点将所述待发送数据发送至所述下一跳网关子节点；

所述网关节点根据所述待发送数据的接收状态判断所述下一跳网关子节点是否丢失；

当所述网关子节点丢失时，则所述网关节点生成网关子节点丢失信息。

优选的，所述网关节点根据网络中节点的变化信息更新所述网络拓扑结构信息表，包括：

当所述节点的变化信息为节点的加入信息时，所述网关节点根据网络拓扑结构信息表的内容判断所述节点是否存在于所述网络中；

若所述节点存在于所述网络中，则所述网关节点更新所述网络拓扑结构信息表中存储的所述节点的相应信息；

若所述节点未存在于所述网络中，则所述网关节点在所述网络拓扑结构信息表中为所述节点分配存储空间，并增加对应的父子信息；

当所述节点的变化信息为节点的丢失信息时，所述网关节点根据网络拓扑结构信息表的内容判断所述节点是否已经存在于所述网络中；

若所述节点存在于所述网络中，则所述网关节点在所述网络拓扑结构信息表中删除所述节点的信息；

若所述节点未存在于所述网络中，则所述网关节点提示出错。

优选的，所述网络中路由节点检测到路由子节点的变化，生成路由子节点变化信息并上报至所述网关节点；其中，所述路由子节点变化信息包括路由子节点加入信息和路由子节点丢失信息；

所述路由节点检测到路由子节点的变化，生成路由子节点加入信息，包括：

当一节点以所述路由节点为父节点加入所述网络时，所述路由节点生成路由子节点加入信息；

所述路由节点上报所述路由子节点加入信息至所述网关节点；