[发明专利]无源物联网节点介质访问控制方法、系统、装置及介质

说明书

本发明公开了一种无源物联网节点介质访问控制方法、系统、装置及介质，其中方法包括：S1、当无线传感器节点有数据传输需求时，初始化冲突次数i＝0；S2、根据节点当前剩余能量E更新节点数据传输的优先级K；根据优先级K初始化节点的固定等待时长T1和随机退避时长T2；S3、监听信道状态，若在T1时长内信道空闲则执行步骤S4；S4、无线传感器节点退避T2时长并等待；S5、发送数据，若收到接收端的确认信号则数据发送成功，否则执行步骤S6；S6、无线传感器节点更新自身的冲突次数i＝i+1，若i大于预设的冲突上限i_max，则本次数据发送失败。本发明解决终端节点同时接入阅读器时的信道分配问题，可广泛应用于无源物联网领域。

技术领域

本发明涉及无源物联网领域，尤其涉及一种无源物联网节点介质访问控制方法、系统、装置及介质。

背景技术

无线传感网近年来被广泛应用于智能家居、环境监测、智能控制、医疗卫生等领域。由于终端节点体积小，部署方便，因此通常与附近的无线设备一起构成自组织无线网络，实现对周围环境信息的监控。

然而，终端节点的体积大小限制了自身电池的容量。为大量的节点更换电池有着高昂的成本，甚至是做不到的，这给无线传感网的部署和后期维护带来了巨大的挑战。无源物联网的提出很好的解决了上面的问题，终端节点不接外部电源、不带电池，通过采集环境中的射频能量供节点工作。环境反向散射通信作为一种超低功耗的通信方式，成为了无源物联网首选的通信方式。

介质访问控制(MAC)协议决定了无线信道的使用方式，在无线传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建无线传感器网络系统的底层基础结构。传统的无线传感器网络多采用电池供电，介质访问控制协议的研究重点在于减少网络能耗，延长节点的生存时间。然而，采用环境反向散射通信的终端节点通过获取环境中的射频能量以维持节点的正常工作，节点的剩余能量具有动态变化的特性。此外，终端节点应当将降低碰撞概率，减少节点碰撞带来的能量损失。此时关注的重点变为如何利用节点可用的能量来降低节点的碰撞概率。因此，设计基于环境反向散射通信的无源物联网节点介质访问控制协议是迫切需要的。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于：

本发明所采用的技术方案是：

一种无源物联网节点介质访问控制方法，包括以下步骤：

S1、当无线传感器节点有数据传输需求时，初始化冲突次数i＝0，之后执行步骤S2；

S2、无线传感器节点根据节点当前剩余能量E更新节点数据传输的优先级K；根据优先级K初始化节点的固定等待时长T1和随机退避时长T2，之后执行步骤S3；

S3、无线传感器节点监听信道状态，若在T1时长内信道空闲则执行步骤S4，否则继续执行步骤S2；

S4、无线传感器节点退避T2时长并等待，退避阶段结束后执行步骤S5；

S5、无线传感器节点发送数据，若收到接收端的确认信号则数据发送成功，否则执行步骤S6；

S6、无线传感器节点更新自身的冲突次数i＝i+1，若i大于预设的冲突上限i_max，则本次数据发送失败，否则执行步骤S2。

进一步地，在步骤S2中，节点数据传输的优先级K的设计方案有以下特征：剩余能量越高的节点K越小，代表节点的优先级越高，K的最小值为1，最大值为节点优先级分级的粒度n。

进一步地，所述优先级K的计算方式如下：

其中，E_max为节点所能获取的能量上限，E_min为维持节点正常工作的能量阈值，n为节点优先级分级的粒度。