[发明专利]一种无线传感器网络的心跳检测方法和装置

权利要求书

1.一种无线传感器网络的心跳检测方法，其特征在于，包括：

主控节点发送广播信标，判断骨干节点时隙或传感器节点时隙是否到达；

当骨干节点时隙到达时，主控节点向骨干节点发送第一心跳询问信息；

所述骨干节点接收到所述第一心跳询问信息后，向所述主控节点发送包含自身健康状态值H和通信压力值P的第一心跳回复信息；

所述主控节点根据所述健康状态值H和所述通信压力值P计算心跳服务值F，根据所述心跳服务值F的值动态调整第一心跳周期；

所述心跳检测方法还包括：

当传感器节点时隙到达时，传感器节点向所述骨干节点发送第二心跳询问信息；

所述骨干节点保存最近K次自所述传感器节点接收到的第二心跳询问信息，并统计最近K次收到第二心跳询问信息的时间；

根据所述最近K次收到第二心跳询问信息的时间建立心跳预测模型，并计算第K+1第二心跳询问信息到达的预测时间；

判断所述骨干节点是否在所述预测时间收到第K+1第二心跳询问信息，如果是，则传感器节点无故障；

如果所述骨干节点没有在所述预测时间收到第K+1第二心跳询问信息，则怀疑传感器节点故障，并调整第二心跳周期。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络的心跳检测方法，其特征在于，所述主控节点根据所述健康状态值H和所述通信压力值计算心跳服务值F，根据所述心跳服务值F的值动态调整第一心跳周期的步骤具体包括：

计算所述心跳服务值F：p为剩余信道资源阈值，根据实际网络设定；

当所述心跳服务值F为1时，则根据下列公式计算第一心跳周期T：

F_i为各骨干节点返回的心跳服务值，L为TDMA周期，l为骨干节点数量，当所述心跳服务值F为0时，保持第一心跳周期不变。

3.根据权利要求1所述的无线传感器网络的心跳检测方法，其特征在于，所述根据所述最近K次收到第二心跳询问信息的时间建立心跳预测模型的步骤具体包括：

将最近K次收到第二心跳询问信息的时间作为初始预测序列T⁰：T⁰＝{t⁰(1),t⁰(2),...,t⁰(K)}；

对所述初始预测序列T⁰做累加计算，得到累加生成序列T¹：T¹＝{t¹(1),t¹(2),...,t¹(K)}，其中，

建立预测序列其中，为t¹(K)的近似解，且[a_p,b_p]^T＝(B^TB)^-1B^TT_K，T_K＝{t⁰(2),t⁰(3),...,t⁰(K)}，其中，p表示与预测序列相关的计算，与初始序列T⁰相区分，a,b仅为一个符号，用于简化表达式，B和T_K是在求解的过程中，对式[a_p,b_p]进行的简化描述；

对所述预测序列做累减计算得到：根据对所述预测序列做累减计算得到的公式，计算骨干节点收到第K+1次第二心跳询问信息的预测时间，其中，e为指数。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络的心跳检测方法，其特征在于，还包括：

当所述骨干节点收到第K+1第二心跳询问信息后，根据第2次到第K+1次接收到第二心跳询问信息的时间重新建立心跳预测模型；

判断调整第二心跳周期的次数是否达到预设阈值，如果是，则所述骨干节点向所述主控节点发送传感器节点故障信息；

如果未达到预设阈值，则所述骨干节点向所述传感器节点发送缩小第二心跳周期指令，继续预测下一次接收到第二心跳询问信息的时间。