[发明专利]基于续采单传模型的无线传感网络数据可靠汇聚方法

摘要

本发明公开了一种基于续采单传模型的无线传感网络数据可靠汇聚方法。本方法包括建立数据传输机制连接、数据传输拥塞控制和数据传输选择性重传三个过程。建立数据传输机制连接发起时，传感器节点向数据汇聚节点提出数据传输请求，在链路建立的过程中“捎带”式的传输数据传输控制信息，减少数据源节点控制信息开销。连接建立完成后，进入数据传输阶段。传感器节点和数据汇聚节点通过NACK分别进行网络拥塞控制，避免传输数据因网络拥塞而引起的大量丢失。当数据传输过程中发生数据丢失或传输错误，传感器节点进行数据的选择性、优先性重传，保证在不过多增加网络负载的情况下，数据的可靠、高效传输。

主权项

基于续采单传模型的无线传感网络数据可靠汇聚方法，其特征在于，包含数据传输机制连接建立、数据传输拥塞控制和数据传输机制数据选择性重传三个过程：a.所述数据传输机制连接建立的实现步骤：（a‑1）、初始化阶段，对所有无线传感节点进行编码，要求每个节点拥有一个独立的ID标识号，即身份标识号，无线传感节点编码可以由各传感节点进行自动设定或者根据实际应用需求预先手动设定；（a‑2）、无线传感节点完成初始化后，向数据汇聚节点发送ID标识号和数据传输请求；（a‑3）、无线传感节点发送数据传输请求后开始对信道进行侦听，直到收到数据汇聚节点发回的确认帧或超过侦听限制时间；（a‑4）、数据传输汇聚节点收到无线传感节点的数据传输请求帧后，解析数据传输请求，并根据ID标志号查询该传感节点是否有数据传输历史记录；（a‑5）、如果是该传感节点第一次与数据汇聚节点通信，数据汇聚节点向该传感节点回发T‑ACK，即传输确认信息帧，确认数据传输请求；（a‑6）、如果该无线传感节点先前已与数据汇聚节点进行过通信，数据汇聚节点统计上一次数据传输过程中是否有数据丢失、传输错误，并将丢失数据的包序列号回发该无线传感节点；（a‑7）、无线传感节点收到数据汇聚节点的传输确认帧后，向数据汇聚节点发送链接建立成功确认帧，然后进入链路连接状态；（a‑8）、数据汇聚节点收到无线传感节点的连接建立成功确认帧后，同时进入链路连接状态，等待无线传感节点传输后续数据；b.所述数据传输拥塞控制包含数据汇聚节点拥塞控制和无线传感节点拥塞控制：b‑1.所述数据汇聚节点拥塞控制的实现步骤：（b‑1‑1）、数据传输汇聚节点收到一包数据后，节点记录此数据包的包序列号；（b‑1‑2）、启动定时器开始计时；（b‑1‑3）、如果数据汇聚节点在限制时间内接收到下一包数据，则清空计时器并重新开始计时；（b‑1‑4）、如果数据汇聚节点定时器超时仍未收到下一包数据，则向无线传感节点回发一个NACK信号，表明数据接收失败；（b‑1‑5）、数据汇聚节点统计固定周期内回发的NACK次数，当超过预设阀值后，暂停接收后续传感节点的数据，进入拥塞控制模式；（b‑1‑6）、数据汇聚节点等待新的数据传输请求；b‑2.所述无线传感节点拥塞控制的实现步骤：（b‑2‑1）、对待发送数据进行预处理，将待发送大块数据预分割成小块数据；（b‑2‑2）、为每小块数据分配连续的包序列号，并将包序列号与小块数据组成一个数据包；（b‑2‑3）、无线传感节点按照包序号确定数据包发送顺序，优先发送包序号较小的数据包；（b‑2‑4）、无线传感节点启动定时器，并对信道进行短时侦听；（b‑2‑5）、如果传感节点在固定周期内未收到数据汇聚节点回发的NACK则默认数据发送成功；重复步骤（b‑2‑3）的数据发送操作；（b‑2‑6）、如果传感节点在固定周期内收到数据汇聚节点回发的NACK，则对NACK开始计数，当固定时长内收到的NACK数量超过预设阀值后，无线传感节点暂停发送数据，进入拥塞控制模式；（b‑2‑7）、无线传感节点进行随机时长的拥塞退避后重新向数据汇聚节点提交数据传输连接建立请求；c.所述数据传输机制数据选择重传的实现步骤：（c‑1）、无线传感节点与数据汇聚节点进行通信连接，连接步骤遵循数据传输机制建立连接的步骤；（c‑2）、传感节点根据数据汇聚节点回发的丢失包序列号信息判断是否需要数据重发；（c‑3）、如果需要进行数据重发，对数据进行重新排序，并将包序列号较小的数据包排在传输队列的最前端；（c‑4）、无线传感节点按照重新排序后的顺序发送数据包。