[发明专利]无线传感器网络的组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络，具体涉及无线传感器网络的组网方法。

背景技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN）是指由大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，广泛应用于对物体和环境进行监测和控制的信息系统中

目前的无线传感器网络，最常见的是基于无线自组织网络技术来实现组网的，这种技术，对节点的能力要求高而且组网复杂，具体原因如下：

（1）网络拓扑结构不可预测的动态变化，拓扑建立复杂。

无线自组织网络中，由于受所处环境变化影响而导致的节点故障/失效/重启/发现、因工作需要随时可能发生的节点开机/关机/休眠、工作过程中节点射频信号发射模块功率的变化、无线信道间的相互干扰、以及其他外部环境因素对无线信道的影响，节点之间基于无线信道建立的网络拓扑结构随时可能发生变化。而且，上述因素引发变化的时间、地点、方式、频度、过程乃至结果，都无法准确估计和预测。因此，组网复杂。

（2）带宽受环境变化影响，通信协议复杂。

在无线网络中，随着节点间无线信道的竞争、共享而产生的信号碰撞、信号衰减、噪音干扰及信道干扰等因素，会使节点组网后的实际有效带宽小于理论值。节点间通信协议的设计必须充分考虑以上建立链路、使用信道的开销代价，因此带来了一定程度的复杂性。

（3）节点平等地进行自组织，无中心网络，对节点的能力要求高。

除了根节点（经常会以网关的形式出现）之外，在无线自组织网络的节点中并没有一个严格的中心。所有节点在网络中的地位是平等的，节点可以随时加入或脱离网络，其工作模式可以在末端节点、路由节点和汇聚节点之间切换，任一节点发生故障都不会影响整个网络的运行，全网具有很强的健壮性。因此，每个节点都必须具备一定的电路配置、电池容量以提供必要的通信、计算和处理能力，以应对其可能成为网络中较大流量节点的情况。

（4）利用多跳中继形成网络，同样对节点的能力要求高。

由于单个节点的发射功率和覆盖范围有限，当某节点要与其覆盖范围之外的节点通信时，需要利用与其相邻的节点进行中继、转发，该节点即便是暂时以末端节点的模式工作，也可能因为加入其他节点发起建立的通信链路，而随之转换为路由节点或汇聚节点的模式，这就要求每个节点都要具备与通信过程相应的电路配置、电池容量以及通信、计算和处理能力，来参与建立这种多跳、中继网络。

由此可见，现的有无线自组织网络，要求节点具有自组织功能，因此，对节点的能力要求较高，成本大而且组网复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决无线传感器网络对节点的能力要求较高而且组网复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种无线传感器网络的组网方法，包括以下步骤：

步骤A10、无线传感器网络中，每个传感器节点N_oi通过广播探测的方式分别建立与相邻传感器节点N_oj的连接和接收功率表P_oi，i为1～N中的任一个；j为1～N－1中的任一个，i≠j；N为传感器节点的数量；

步骤A20、根据根节点N_root的连接情况，各个传感器节点向根节点N_root收敛，收敛过程中，所述节点连接与接收功率表依次合并生成m个链路反馈表数据包，统一汇聚上传至根节点N_root，m表示与根节点N_root连接的节点数量；

步骤A30、所述根节点N_root根据所述链路反馈表，为每个所述传感器节点N_oi分配其所在的主干链路以及分支链路的节点收发序号；

步骤A40、每个所述传感器节点N_oi按照其分配到的所述节点收发序号进行组网。

在上述方法中，所述节点连接与接收功率表数据包的具体格式为：