[发明专利]一种低功耗无线组网通信的方法和系统

摘要

本发明公开了一种无线组网通信的方法和系统，系统中所有节点时钟保持与协调器时钟同步，设定一个通信周期，将此周期分为多个时间片，并由协调器为每级中转节点分配一个监听时间片和监听频道，且可以为第一级中转节点分配多个时间片；以进一步降低第一级中转节点的功耗，每个节点仅在自己的监听时间片内监听无线通信，其他时间则关闭无线通信；无线通信数据包由协调器选择好路径后，在下一级中转节点开启监听的时间片内发出，下级中转节点收到数据包后又在更一下级的开启监听的时间片转发，最后到达最终的节点；最终的节点在处理完数据后，在上一级中转节点又一次开启监听的时间片内发送的返回数据包，上一级中转节点又在更上一级中转节点又一次开启监听的时间片内转发上行数据包，最终数据包到达协调器，完成－次协调器与节点的通信。

主权项

1.一种无线组网通信的方法，其特征在于无线网络由一个协调器和多个节点组成，每个节点都具有数据中转的功能，并采用如下工作模式以降低功耗：1)所有节点时钟保持与协调器时钟同步，设定一个通信周期，将此周期分为多个时间片，并由协调器为每级中转节点分配若干监听时间片和若干监听频道；监听频道的分配方法为：为同一级中转节点分配不同的监听频道；2)进行数据通信时由协调器发起，先发送下行数据到节点，节点收到数据后回复上行数据给协调器；其工作方式为：下行数据时，每个节点在指定的时间片打开监听，准备接收数据，上行数据时，只有下发过数据包的节点在指定的时间片打开监听，以转发返回的数据，其他节点的上行数据时关闭监听；无线通信数据包由协调器选择好路径后，在下一级中转节点开启监听的时间片内发出，下级中转节点收到数据包后又在更下一级的开启监听的时间片转发，最后到达最终的节点；最终的节点在处理完数据后，在上一级中转节点又一次开启监听的时间片内发送的返回数据包，上一级中转节点又在更上一级中转节点又一次开启监听的时间片内转发上行数据包，最终数据包到达协调器，完成一次协调器与节点的通信；3)监听时间片的分配方法为：下行数据时为第一级中转节点分配m个时间片，为第2至第n级中转节点依次各分配一个时间片；另为最终收到数据包的节点分配t个时间片用于处理数据和准备返回数据包；上行数据时，为第n至第1级中转节点依次分配一个时间片，另为协调器处理和准备数据分配1个时间片，可见总的时间片数量N＝m+2n+t；4)所有要中转的数据包中至少包括如下内容：路径信息、时间信标；接收到数据包的节点根据路径信息判断是否是发给自己的数据或是要求通过自己转发的数据，若是则在指定的时间片返回相应的数据包或转发数据包；每个收到数据包的节点，都应根据收到的时间信标，同步自己的时间；并根据节点自身的时间误差调整时钟频率，以保证时钟的同步；其方法为：若收到包的时间提前则说明本身的时钟过慢，调快时钟，反之若收到的包的时间推后则调慢时钟；每个节点都根据自己未收到数据包以同步时钟的时间长度，来提前和延长监听的时间长度，即未同步时钟的时间越长，则提前和延长监听的时间也越长，以防止由于时钟误差造成数据丢失。