[发明专利]一种无线传感器网络数据下载的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种无线传感器网络数据下载的方法。

背景技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域。已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

无线传感器网络是一种由大量小型传感器所组成的网络。这些小型传感器一般称作传感器节点（sensor node）或者节点（mote）。此种网络中一般也有一个或几个基站（称作sink）用来集中从小型传感器收集的数据。

在大规模高密度的无线传感器网络中，传统的下载方式会降低数据采集的可靠度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在数据采集可靠度低和数据传输效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种无线传感器网络数据下载的方法，以实现数据采集可靠度高和数据传输效率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无线传感器网络数据下载的方法，主要包括：

a、网关合并双向树中所有子节点列表，构建用于遍历双向树中所有树节点、且包含端到端的路由信息的路由列表；

b、基于构建的路由列表，网关通过依次向每个树节点发送包含端到端的路由信息的请求，发起数据下载请求；

c、目标节点沿着双向树中与数据下载请求相反的路径，向网关反馈数据下载请求所请求的数据。

进一步地，在步骤c之后，还包括：

d、数据下载请求所请求的数据沿目标节点到达网关后，网关验证CRC数据。

3．根据权利要求2所述的无线传感器网络数据下载的方法，其特征在于，在步骤d中，还包括：当网关验证CRC数据出错时，返回步骤b，请求重传。

进一步地，在步骤a与步骤b之间，还包括：

子节点在路由构建的过程中估算本地延迟时间；

子节点将本地延迟时间上传到网关，网关估算到每个节点的传输延迟。

进一步地，在步骤a中，所述构建用于遍历双向树中所有树节点、且包含端到端的路由信息的路由列表的操作，具体包括：

⑴网关查询第一层子节点的子节点列表；

⑵网关向第二层子节点发送轮询请求，得到第二层子节点的列表；

⑶网关以此方式向更深层级的子节点寻求子节点列表；

⑷网关历遍所有层次的子节点，获得完整的子节点列表和路由信息。

进一步地，在步骤a之前，还包括：建立具有双向树的网络拓扑。

进一步地，所述建立具有双向树的网络拓扑的操作，具体包括：

a0、在预设的网络拓扑表中加入能够进行数据传输的传感器节点，将该传感器节点称为树节点；将暂未加入网络拓扑表的传感器节点称为非树节点；

b0、网关通过广播树节点的心跳消息的方式，初始化网络拓扑的建立过程；

c0、基于网络拓扑建立过程的初始化结果，非树节点竞争加入网络拓扑表后，通过发出自身的心跳消息的方式，募集更多的传感器节点，建立所需网络拓扑结构。

进一步地，在步骤b0中，网关是整个树的根节点，网关会周期性地发送心跳消息；

当一个节点加入到树种之后，节点会等待其父节点发来的第二个心跳消息，此心跳消息会触发该节点发送自己的心跳消息；心跳消息中明确标明了该节点的哪些父节点和子节点处于活动状态；

如果一个节点在预设时间段无法从其父节点得到心跳消息，则该节点认为其父节点已经不可达，并会将自己重新回复到扫描的状态；

同样地，父节点也会将子节点从拓扑表中删除，如果长时间没有收到子节点的心跳数据；