[发明专利]无线传感器网络

说明书

技术领域

本发明涉及网络领域，特别是涉及一种无线传感器网络。

背景技术

无线传感器网络由随机布设的大量多种类无线传感器组成，可迅速组成自适应的网络拓扑结构，并对分布式动态信息进行协同感知和处理，形成自治综合信息系统，其综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的情报，传送到需要这些情报的用户。传感器网络可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量可靠的信息，广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、智能交通、医疗卫生、制造业及反恐抗灾等领域。

目前，无线传感器网络协议研究主要集中在分布式拓扑结构、路由协议和MAC协议等方面，分布式拓扑结构中一般选用传感器节点作为簇头，实现对附近区域传感器的管理和调度，忽略了传感器采集信息的融合处理，而实际上信息融合处理由上级设备来完成；路由协议通过传感器节点多跳中继转发，以此实现远距离传感器信息上报，但由于传感器发射功率比较小，传输距离比较有限，传感器中继转发距离有限，故需要多个传感器多跳来实现；而MAC协议一般采用动态协议设计，过分追求传感器接入的灵活性和频率利用率，而可靠性、适用性和能量效率均较低；物理层通常采用窄带通信体制或多载波通信体制，绕射能力、抗干扰、抗截获能力均较差。通过长期大量的工程实践验证得知，当前研究的网络协议均停留在理论层面，导致实际网络系统的实用性、鲁棒性、抗干扰性能均较差，网络生存周期较短，无法满足工程实际需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种鲁棒性、抗毁性、抗干扰及生存周期优越的无线传感器网络。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无线传感器网络，其至少包括：

情报融合设备、信息处理设备及传感器三层；

其中，传感器层的各传感器用于目标信号的采集；信息处理设备层的各信息处理设备各自作为相应的传感器的上级设备，用于对传感器上传的信息进行处理以便再上传，并对传感器进行控制；情报融合设备层的情报融合设备，作为各信息处理设备的上级设备，用于接收各信息处理设备上报的信息，并进行融合处理，形成情报信息。

优选地，所述无线传感器网络还包括：中继设备，用于各层之间信息中继转发；更为优选地，中继设备基于链路最小原则智能接入无线传感器网络。

优选地，网络物理层采用宽带扩频通信方式。

优选地，网络链路层采用根据业务类型基于动静态混合MAC协议。

优选地，待发射数据基于业务类型来发射；更为优选地，发射方式包括按时隙发射及采用动态预约分配模式或采用突出避让机制来发射。

优选地，业务类型包括图像类数据及非图像类数据。

优选地，上级设备基于主动功率控制法来调整发射功率，实现上下链路平衡。

如上所述，本发明的无线传感器网络，具有以下优点：有效解决野外大规模范围内的网络布设问题，基于智能中继转发，显著增加了传输距离和覆盖范围；基于动静态混合MAC协议，降低了传感器能耗，提高了灵活性、可靠性及频谱利用率；基于宽带扩频通信方式，解决了传感器地表布设链路不稳定、多径衰减严重、抗干扰和抗截获等传输问题；基于主动功率控制方法，实现上下链路平衡，有效减少信息重传和交互；同时通过网络层、链路层和物理层的跨层智能优化策略，有效提高的网络系统的鲁棒性、抗毁性、抗干扰及生存周期。

附图说明

图1显示为本发明的无线传感器网络示意图。

图2显示为本发明的无线传感器网络的组网过程及功能控制示意图。

元件标号说明

1                        无线传感器网络

11                       情报融合设备

21、22、23、24、25       信息处理设备

31、32、33、34、35、36   传感器

41、42、43               中继设备

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。