[发明专利]一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法

权利要求书

1.一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于，在IEEE 802.15.4协议基础上建立的基于优先级队列及优先级ACK的数据传输协议，包括如下特征：

(i)按照重要程度的不同将智能建筑节能系统中的数据分成三类，每个节点根据三类不同的数据类型分为高、中、低三个优先级的队列；

(ii)若有数据需要发送，将要发送的数据放入发送队列排队轮询，为数据装配适配头，经由MAC层处理后发送，在收到下一跳节点对其回传的ACK后将数据从发送队列中清除；若接收到数据，通过数据包分类器进行过滤，按照种类的不同进行优先级划分，然后被添加至不同队列的队尾；

(iii)设有数据的重传机制：根据优先级排序，若检测到队列长度θ_L接近预先设定的阈值θ_thr，则以概率p置位，表示网络即将出现拥塞或已出现轻微拥塞；若θ_L超过预先设定的阈值θ_thr，表示网络己经发生严重拥塞，则对数据包进行丢弃策略；在获得信道访问权进行队列调度时，从高优先级往低优先级的顺序依次调度，将高优先级信息赋予高优先级的信道访问权，优先占用信道进行传输；

(iv)MAC协议的ACK机制不需要每一跳都有确认回复，采用数据包的优先级策略判断是否进行ACK确认。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于：所述将智能建筑节能系统中的数据分为三类包括如下：

(a)关键数据，包括控制命令、环境变化告警；

(b)重要数据，包括路由信息；

(c)一般数据，包括周期性采集到的温湿度、光强信息。

3.根据权利要求1所述的一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于：所述三个优先级队列具体为：根据三类不同的数据类型，将数据节点分为三个优先级，高优先级、中优先级、低优先级；每个节点内部有高、中、低三个优先级的FIFO队列，并具有相同的缓存区长度，每个队列按照重要性的不同分配给不同的权值。

4.根据权利要求1所述的一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于：所述概率p的选择采用随机早期检测的方法得到。

5.根据权利要求1所述的一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于：所述数据包的优先级策略采用如下策略：

(1)低优先级数据包:不进行ACK确认；

(2)中优先级数据包:逐跳的ACK确认；

(3)高优先级数据包:逐跳的ACK确认+端到端的ACK确认；

其中，对于高优先级数据包，源端发送高优先级数据后不立即清除，而是将其放至特定缓存区，直到收到来自目的端的ACK确认信息方可清空缓存区；若在预定时间内没有收到来自目的端的确认信息，则启动重传机制。

6.根据权利要求1所述的一种用于无线传感器网络智能建筑节能系统的数据传输协议方法，其特征在于：所述的基于优先级队列及优先级ACK的数据传输协议采用IEEE 802.15.4协议，其调制方式为OQPSK，速率为250Kb/s；IPv6微型协议栈包括UDP,TCP,ICMPv6协议，以及在节点之间建立和维护多跳路由的MSRP路由协议；在MAC层和IPv6微型协议栈之间引入了一个适配层；协议栈里面包含两个独立的缓冲区，一个是发送队列，一个是接收队列，分别用于数据的发送和接收。