[发明专利]一种具有远程感知能力接力延拓的无线传感器网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络系统，尤其是一种具有远程感知能力接力延拓的无线传感器网络系统。

背景技术

传统的通信系统一般要预先架设网络基础设施才能使整个系统正常运行。例如，蜂窝移动通信系统要有基站和移动交换中心等功能设施的支持；无线局域网一般也工作在有接入点和有线骨干网的模式下。但对于有些特殊的应用场合，预先架设网络基础设施的移动通信系统并不能胜任。例如，发生地震或水灾等大型灾害后的营救、野外科考、偏远矿山作业以及临时组织的大型会议等，这些场合的通信就无法依赖于任何可能因灾害损毁而失去效用的网络基础设施。

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，是计算机科学技术的一个新的研究领域；自组织网络是一种移动、多跳、自律式系统，两者均具有十分广阔的应用前景。传感器网络在特殊领域有着传统技术不可比拟的优势，而无线自组织网络通过临时组网的方式在恶劣环境中支持移动节点之间的无线传输，应用范围广阔。

未来移动通信网络除了以低成本实现数据的高速传输外，还要求在无专用通信基础设施的场景下，网络具有适应性和生存能力，因此无线传感器网络和自组织网络将因其灵活性而在未来移动通信网络中起到重要作用。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有远程感知能力接力延拓的无线传感器网络系统，实现远距离临时采集数据，解决因控制终端或是移动节点间的信号强度衰减而造成的网络系统无法正常工作的问题。

本发明的目的是这样实现的：该无线传感器网络为：搭建无线传感器网络，无线传感器网络包括一个控制终端和多个移动节点；移动节点有目的移动节点和中继移动节点，每个移动节点的结构相同，多个移动节点利用链式网络搭建组成网络系统，中继移动节点可以为控制终端向远端移动节点转发控制指令；转发控制指令的过程为：当目的移动节点和控制终端间存在中继移动节点时，发给目的移动节点的信号由最近中继移动节点至最远中继移动节点依次转发；

控制终端包括：处理单元、可擦写存储器、无线信号收发装置和计算机；所述的处理单元，与无线信号收发装置和可擦写存储器相连，作为中枢，控制无线信号收发装置和可擦写存储器的工作流程并使它们协调运转；所述的可擦写存储器，与处理单元相连，用于程序读取与写入，以及数据的存储；所述的无线信号收发装置，与处理单元相连，用于无线信号的收发；所述的计算机与处理单元相连，用于发送指令给处理单元，存储并处理采集到的数据。

移动节点包括：处理单元、可擦写存储器、无线信号收发装置、数据采集装置和移动装置的；所述的处理单元，与可擦写存储器、无线信号收发装置、数据采集装置及移动装置相连，作为移动节点的中枢，控制各装置的工作流程并使各装置协调运转；所述的可擦写存储器，与处理单元相连，用于程序读取与写入，以及数据的存储；所述的无线信号收发装置，与处理单元相连，用于无线信号的收发；所述的数据采集装置，与处理单元相连，用于收集及缓存所需要的数据；所述的移动装置，与处理单元相连，作为移动节点的载体，受到处理单元的控制，以达到系统所需的移动要求。

无线传感器网络搭建过程如下：

(1)首先指定控制终端的级数，然后加入第一个移动节点，在控制终端和第一个移动节点间建立一个点对点连接，并为第一个移动节点分配级数，同时使终端的级数增加一级，接着通过无线通信协议使两者相互通信；第一个移动节点进入接收控制指令状态，接收来自控制终端的控制指令信号，控制移动装置，对发出的控制指令作出反馈，并在移动过程中不断判断控制终端发出信号的强度，在信号强度低于信号强度最低阈值时，向控制终端发送增加移动节点的中继请求信号，同时进入屏蔽特定信号状态；

(2)控制终端接收到中继请求信号后，在控制终端与第一个移动节点间加入中继移动节点，并让中继移动节点依次与控制终端和第一个移动节点建立连接，然后控制终端把自己的级数分配给中继移动节点，同时自身级数增加一级；

(3)控制终端向中继移动节点发送控制指令，使中继移动节点向第一个移动节点靠近，当第一个移动节点检测到中继移动节点转发给它的信号强度值大于规定的最高信号强度阈值时，第一个移动节点解除屏蔽特定信号状态；

(4)规定移动节点只能跟上下级移动节点或控制终端通信，当控制终端对第一个移动节点发送控制指令时，中继移动节点转发控制信号至第一个移动节点，达到延拓网络的目的；