[发明专利]一种无线传感网络自适应传输方法及装置

说明书

本发明公开了一种无线传感网络自适应传输方法及装置，针对各个簇头网络通信质量不同，可能导致大量的簇内成员过多地依赖簇头进行数据传输与处理，使得簇头的能量消耗很快。为避免簇头能量耗尽，需频繁选择簇头。通过各簇头主动发送测试包进行网络质量测试，与路由路径上各跳之间的簇头平摊了数据传输开销，使得簇头节点进行数据传输与处理的稳定性增强，降低簇头的能量消耗速度，增强了可扩展性差，适用于大规模网络，提高了网络传输效率。

技术领域

本公开涉及无线传感器网络领域，具体涉及一种无线传感网络自适应传输方法及装置。

背景技术

如今无线传感器网络已经成为一种极具潜力的测量工具。它是一个由微型、廉价、能量受限的传感器节点所组成，通过无线方式进行通信的多跳网络，其目的是对所覆盖区域内的信息进行采集、处理和传递。然而，传感器节点体积小，依靠电池供电，且更换电池不便，如何高效使用能量，提高传输效率，是传感器网络面临的首要问题。为了改善这种问题，Wendi、Rabiner、Heinzelman等提出了在无线传感器网络中使用分簇概念，其将网络分为不同层次的LEACH算法：通过某种方式周期性随机选举簇头，簇头在无线信道中广播信息，其余节点检测信号并选择信号最强的簇头加入，从而形成不同的簇。簇头之间的连接构成上层骨干网，所有簇间通信都通过骨干网进行转发。簇内成员将数据传输给簇头节点，簇头节点再向上一级簇头传输，直至基站。这种方式降低了节点发送功率，减少了不必要的链路，减少节点间干扰，达到保持网络内部能量消耗的均衡，延长网络寿命的目的。该算法的缺点在于：由于各个簇头网络通信质量不同，可能导致大量的簇内成员过多地依赖簇头进行数据传输与处理，使得簇头的能量消耗很快。为避免簇头能量耗尽，需频繁选择簇头。同时，簇头与簇内成员为点对多点的一跳通信，可扩展性差，不适用于大规模网络。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术的不足，提供一种无线传感网络自适应传输方法及装置，具体包括以下步骤：

步骤1，以LEACH算法初始化无线传感网络将网络分簇；

步骤2，各簇头节点向基站方向上的下一跳节点发送多级带宽测试数据，下一跳节点接收完成后返回响应数据包给各簇头节点；

步骤3，各簇头节点根据返回耗时最短的响应数据包确定分割阈值；

步骤4，各簇头节点将待传输数据按照分割阈值进行分割，得到数据分割信息、一个或多个数据分割块；

步骤5，各簇头节点向基站方向上的下一跳节点发送数据分割信息、一个或多个数据分割块，按照路由路径逐跳转发直到数据到达基站；

步骤6，基站接收数据分割信息，并按照数据分割信息接收一个或多个数据分割块；

步骤7，基站将一个或多个数据分割块组合成为原来的待传输数据；

其中，所述数据分割信息为分割完成后生成，所述数据分割信息包括各数据分割块数量，各数据分割块大小，数据分割块顺序编号。

进一步地，在步骤2中，所述多级带宽测试数据包括多个带宽测试数据，各带宽测试数据的大小至少包括512K、1M、2M、3M、5M和10M。

进一步地，在步骤3中，所述各簇头节点按照返回耗时最短的响应数据包确定分割阈值的方法为：各簇头节点选择返回耗时最短的响应数据包，将响应数据包对应的带宽测试数据的大小数值设置为分割阈值。

进一步地，在步骤4中，所述各簇头节点将待传输数据按照分割阈值进行分割的方法为：在各簇头节点中，当待传输数据大小为小于或等于分割阈值时不进行分割，将待传输数据单独作为一个数据分割块；当待传输数据大小为大于分割阈值时，分割为N个数据分割块，一个或多个数据分割块大小为分割阈值，数据分割块大小为小于分割阈值的数据为实际数据大小，其中,