[发明专利]一种无线传感器网络的高可靠传输方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络的高可靠传输方法，首先对加入无线传感器网络的节点进行初始化，发送节点建立接收列表和邻居列表；发送节点发送数据，当接收节点反馈的剩余缓存空间为零时，取消对接收节点的发送，发送节点立刻休眠直到下一周期唤醒；如果下次唤醒后接收节点反馈的剩余缓存空间仍然为零，则开启定时器，保持唤醒侦听信道最长一个周期在这个侦听周期内寻找合适的父节点进行数据分组的转发，完成传输后切换回原来状态。本发明提出的数据传输方法，特别适用于突发流量负载场景，在低流量负载场景下依然具有较好的性能表现。

主权项

一种无线传感器网络的高可靠传输方法，其特征在于：首先对加入无线传感器网络的节点进行初始化，发送节点建立接收列表和邻居列表；发送节点发送数据，当接收节点反馈的剩余缓存空间为零时，取消对接收节点的发送，发送节点立刻休眠直到下一周期唤醒；如果下次唤醒后接收节点反馈的剩余缓存空间仍然为零，则开启定时器，保持唤醒侦听信道最长一个周期：在这个侦听周期内寻找合适的父节点进行数据分组的转发，完成传输后切换回原来状态；包括如下步骤：步骤1、发送节点有数据需要发送，查询接收列表，如果接收节点在发送节点的接收列表中，进入步骤1‑1；如果接收节点不在发送节点的接收列表中，进入步骤1‑2；步骤1‑1、发送节点预测接收节点醒来的时间，在接收节点醒来前唤醒侦听信道，进入步骤2；步骤1‑2、发送节点立刻唤醒侦听信道，进入步骤2；步骤2、接收节点唤醒，并发送信标帧，进入步骤3；步骤3、若发送节点接收到非满信标帧，则进入步骤3‑1；若发送节点接收到溢出信标帧，则进入步骤3‑2；若发送节点收到其他类型分组，则进入步骤3‑3；步骤3‑1、发送节点查询接收列表并发送数据帧：如果接收节点不在接收列表中，则在发送的数据帧中添加请求标识位；如果接收节点在接收列表中，则直接发送数据帧；进入步骤4；步骤3‑2、发送节点立刻休眠，返回步骤1，等待下一周期唤醒；步骤3‑3、发送节点对于发给自己的数据分组则接收，并进入步骤4；发送节点对于串音收到的数据分组则丢弃；步骤4、接收节点收到数据帧，根据数据帧是否含有请求标识位和缓存队列剩余空间回复ACK帧：若数据帧含有请求标识位，则进入步骤4‑1；若数据帧不含请求标识位，则进入步骤4‑2；若接收节点检测到了碰撞，则进入步骤4‑3；步骤4‑1、接收节点添加自身调度信息和缓存剩余空间到ACK帧，发送ACK帧，进入步骤5；步骤4‑2、接收节点添加缓存剩余空间到ACK帧，发送ACK帧，进入步骤5；步骤4‑3、使用二进制指数退避方法，接收节点发送带有竞争窗口的信标帧，返回步骤3；步骤5、发送节点收到ACK帧并对ACK帧中携带的接收节点缓存空间进行判断：若接收节点缓存不满则进入步骤5‑1，若接收节点缓存溢出则进入步骤5‑2；步骤5‑1、发送节点继续传输，直到自己没有数据或者接收节点没有剩余空间，当接收节点没有剩余空间时，发送节点休眠，返回步骤1，等待下一周期唤醒；步骤5‑2、发送节点休眠等待一下周期唤醒，如果唤醒后接收到溢出信标帧则进入步骤6；步骤6、设定MAC层状态为SUB_FATHER，开启定时器，设置侦听信道最大时长为一个周期，进入步骤7；步骤7、保持唤醒，侦听信道：若在该周期内侦听到信标帧则进入步骤7‑1，若在该周期内没有侦听到合适的信标帧则进入步骤7‑2；步骤7‑1、当信标帧发出节点距离汇聚节点的最短跳数小于本节点距离汇聚节点的最短跳数，且信标帧发出节点的剩余缓存空间不为零，进入步骤8；否则，返回步骤7；步骤7‑2、立刻休眠，MAC层退出SUB_FATHER状态，返回步骤1，等待下一周期唤醒；步骤8、取消定时器，选定信标发出节点作为新的父节点，动态转发，传输完毕切换回原来状态并使MAC层退出SUB_FATHER状态。