[发明专利]无线传感器网络

说明书

一种无线传感器网络，包括：包括用于感测参数的传感器的至少一个传感器单元（2）和至少一个询问节点（8）。该询问节点（8）被配置为向所述传感器单元（2）周期性发送询问消息并接收来自所述传感器单元（2）的回复消息。传感器单元（2）被配置为在预定的故意延迟之后发送所述回复消息，除非传感器单元（2）确定已经满足警报状况，在已满足警报状况的情况下，传感器单元（2）被配置为在故意延迟结束之前发送所述回复消息。

技术领域

本发明涉及通常由电池供电的分布式无线远程传感器单元的网络，其报告来自不同物理位置的数据。

背景技术

这种众所周知的远程传感器网络用于各种不同的应用中，例如，用于报告温度、压力等。它们提供了一种从多个不同位置获得数据，然后可将数据以集中方式记录、分析并用在控制系统中的方法。

在许多应用中，远程传感器网络的目的在于收集媒介或长期监测的数据以及性能分析，并因此其相对低的更新速率是可接受的。然而，存在定时对安全是至关重要的一些应用。例如，在用于检测危险气体的过高水平的气体传感器的网络中，尽可能快的对任何这种升高水平的报告是至关重要的。这可以通过利用高的更新速率来实现，但这面临功耗显著增加的代价，并因此随之降低地电池寿命或成本和重量增加。

发明内容

本发明寻求解决这一问题，并从第一方面的角度提供了一种无线传感器网络，包括：至少一个传感器单元，包括用于感测参数的传感器；以及至少一个询问节点，其中，该询问节点被配置为向所述传感器单元周期性发送询问消息并接收来自所述传感器单元的回复消息，其中，除非传感器单元确定已经满足警报状况，否则，该传感器单元被配置为在预定的故意延迟之后发送所述回复消息，其中在已满足警报状况的情况下，该传感器单元被配置为在故意延迟结束之前发送所述回复消息。

因此，本领域的这些技术人员应理解到，根据本发明，远程传感器在正常情况下可以具有相对低的更新速率（源自响应于询问消息的故意延迟），虽然如此，但如果满足警报状况也能更迅速地进行报告。这有益于用于远程传感器单元的更持久电池寿命的同时保留了其在安全关键系统中使用的能力。在正常状况下故意延长回复但在警报状况下很快发送回复的特征是有利的，这是因为其使得传感器单元能够控制何时发送回复但与协议兼容，并且远程传感器单元能够仅响应于询问消息，即它不能发起通信。

本文所使用的术语‘故意延迟’旨在表示比由于处理延迟、时钟延迟等在系统中不可避免产生的延迟长的延迟。

应当理解，本发明拓展至它们自身中的传感器单元的这种网络，并因此当从第二方面的角度看时，本发明提供用于无线传感器网络的传感器单元，其中，该传感器单元包括用于感测参数的传感器，并且被配置为周期性接收来自询问节点的询问消息并在预定的故意延迟之后向所述询问节点发送回复，除非传感器单元确定满足警报状况，而在这种满足警报状况的情况下，传感器单元被配置为在故意延迟结束之前发送所述回复。

本发明还拓展至一种用于操作包括至少一个传感器单元和至少一个询问节点的无线传感器网络的方法，该方法包括：询问节点将询问消息周期性发送至所述传感器单元；以及除非传感器单元确定已经满足警报状况，否则，传感器单元在预定的故意延迟之后将回复发送至询问节点，而在已满足警报状况的情况下，传感器单元在故意延迟结束之前将所述回复发送。

询问节点本身可以生成询问消息。然而，在一组优选实施方式中，询问节点被配置为传送由诸如利用询问设备与通用网络连接的控制器的另一设备生成的询问消息。

警报状况可以采用多种形式。在一组优选实施方式中，它包括感测参数的阈值。在气体传感器的实例中，警报状况可以包括阈值浓度，这样使得如果检测到超过阈值的任意浓度，则满足警报状况。然而，也存在许多其他可能形式，例如，参数的低阈值（例如，氧气浓度）或者可接收范围（例如，针对温度）以及也可以是基于一个以上参数的复合警报状况。附加地或可替代地，警报状况可以具有时间分量，例如，警报可以包括参数变化的速率、平均值、用于预定的时间量的阈值的突破值或它们的任意组合。