[发明专利]一种基于ZigBee和BLE混合协议的自适应无线传感器网络

说明书

本发明公开了一种基于ZigBee和BLE混合协议的自适应无线传感器网络。节点包括距离感知通信周期模块和数据传输通信周期模块。每个通信节点在距离感知通信周期模块利用网络泛洪的数据传输方法来获得与其他节点之间的相对距离，并且在数据传输通信周期模块中根据当前节点的通信完成程度随时切换物理层通信技术为ZigBee或BLE,同时切换通信时隙长度。采用本系统，可以增强无线传感器网络的抗干扰能力，并且易于实现。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域。

背景技术

目前传统低功耗无线传感器网络通常都是基于某一种单独的特定物理层无线通信技术，例如采用IEEE 802.15.4标准规范的紫蜂(ZigBee)技术，或者采用蓝牙技术联盟设计的低功耗蓝牙(BLE：Bluetooth Low Energy)技术而设计的。其中：

ZigBee技术的优势为通信距离远、抗干扰能力强，缺点为通信速率慢、延迟高。

BLE技术的优势为通信速率高、延迟低，缺点为通信距离短、易受干扰。

现有的低功耗的、物理层通信技术单一的无线传感器网络设计中，都难以实现同时具备低延迟、低功耗且抗干扰能力强等特性的网络，使无线传感器网络的性能受到很大局限。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于ZigBee和BLE混合协议的无线传感器网络泛洪方法，用于解决现有技术中的问题。

本发明给出的技术方案：

一种基于ZigBee和BLE混合协议的自适应无线传感器网络，该系统中节点类型包括建立、维护网络的host传感器节点和负责接收、发送和转发的普通传感器节点，简称host节点和普通节点；

每个节点包括通信单元、存储单元、处理单元，其中：

所述通信单元包括ZigBee和BLE两个物理层；

所述存储单元用于存储表单数据，用于存储和维护自身的bitmap；

所述处理单元包括距离感知通信周期模块和数据传输通信周期模块，如图2所示：所述距离感知通信周期模块获得与其他节点之间的相对距离，数据传输通信周期模块结合不同物理层通讯技术的优缺点，根据当前网络通信的通信完成度，随时更改和切换物理层通信类型及协议(本发明两类ZigBee和BLE物理层通信技术及协议本身，都为已为成熟技术)和通信时隙长度以适应不同的网络情况；两类通信周期模块交替进行，每次距离感知通信周期模块后跟随T次数据传输通信周期模块。

所述距离感知通信周期模块，采用ZigBee物理层且固定时隙长度，与各节点通过网络泛洪交换自身信息，根据接收的数据包获知与其他节点的相对距离信息。

所述数据传输通信周期模块，节点通过网络泛洪(本领域已为现有技术)传输数据，若通信完成度达到设定的阈值区间，则物理层采用BLE通信技术，同时采用相应的短时隙长度，若未达到阈值区间，则将物理层采用ZigBee通信技术，同时采用长时隙长度。所述通信完成度的计算方法为：completion＝α×shortRangeCompletion+β×longRangeCompletion。其中，α+β＝1。其中，α和β为可调节的参数，shortRangeCompletion为近距离节点的完成度百分比，longRangeCompletion为远距离节点的完成度百分比。

本发明通过混合使用ZigBee和BLE通信技术，根据实时通信完成情况切换不同的物理层，结合两者优势，回避了传统无线传感网的局限，兼顾了低延迟、低功耗和抗干扰的特性。

附图说明

图1是本发明实施例中传感器网络构及其节点物理位置示意图；

图2是本发明总流程图；