科创中国
一种实现无线传感器网络查询的方法和数据传回的方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-19 10:09:24
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-28 13:54:19
无线传感器网络是由布置在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地实时监测、采集和处理网络分布区域的各种环境或监测对象的信息，并传送给需要这些信息的用户。因此，无线传感器网络在科学研究、灾害监测、农业生产、城市交通、日常生活等领域具有非常广阔的应用前景。
本发明公开了一种实现无线传感器网络查询的方法和数据传回的方法，其中网络查询的方法包括以下步骤：传感器网络中的节点接收用户设定的查询请求，所述查询请求至少包括查询区域和查询任务；由处于所述查询区域内的节点组成簇结构，该簇结构的簇头融合由其簇成员收集的与所述查询任务相关的感知数据；将所述融合后的感知数据返回至所述用户。采用该方法能够减小全网络范围内控制信号的开销。
1. 一种实现无线传感器网络查询的方法，包括以下步骤：A、传感器网络中的节点接收用户设定的查询请求，所述查询请求至少包括查询区域和查询任务；B、由处于所述查询区域内的邻居节点组成簇结构，该簇结构的簇头融合由其簇成员收集的与所述查询任务相关的感知数据；C、将所述融合后的感知数据返回至所述用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括： Bi、传感器网络中的节点向其邻居节点发送路由广播包；B2、获取其邻居节点的路由广播包，建立最小路由树、计算链路估计以及管理邻居表； B3、获取本节点地址，判断本节点是否属于查询区域，若为是，转入步骤B4; B4、属于所述查询区域的节点组成所述簇结构；B5、所述簇结构的簇成员将与所述查询任务相关的感知数据传输到所述簇头。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查询请求中包括预设数值，所述步骤 B4包括：B40、对所述预设数值进行修正；B41、生成一个随机数，设定比较标准，比较所述预设数值和随机数，根据比较结果选出候选簇头；若有候选簇头，转入步骤B42 .
无线传感器网络是由布置在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地实时监测、采集和处理网络分布区域的各种环境或监测对象的信息，并传送给需要这些信息的用户。因此，无线传感器网络在科学研究、灾害监测、农业生产、城市交通、日常生活等领域具有非常广阔的应用前景。
在实际应用中，用户通常需要查询全部或部分网络中节点感知的数据，这就需要适合无线传感器网络的查询方法。无线传感器网络的查询方法通常与其路由技术紧密相关，目前根据网络拓扑逻辑结构无线传感器网络路由分为平面路由和分层路由两类。分层结构中，网络被划分为簇，每个簇由一个簇头和多个成员节点组成，簇头结点负责簇间业务的转发。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明所提供的实现无线传感器网络查询的方法，采用在设定查询区域控制组簇的范围，实现减少不必要的数据和控制信号的能量开销；本发明所提供的实现无线传感器网络数据传回的方法，由于禁止网关节点加入任何簇头，从而使得网关节点不会再把数据传回给原来的簇头，避免路由环路的产生；此外使用网关节点转发簇头的数据，可以在簇头和簇成员间使用同一个能量级别通信的情况下传输数据，降低了节点上运行程序的复杂程度，同时也减少了碰撞发生的概率。
技术合作
本发明通过灵活的查询策略控制组簇的范围，减少不必要的数据和控制信号的能量开销；采用均勻分布的簇头选举方法，减少簇之间的重叠，降低相邻簇中节点间通信发生碰撞的可能性；使用网关节点转发簇头的数据，可以在簇头和簇成员间使用同一个能量级别通信的情况下传输数据，降低了节点上运行程序的复杂程度，同时也减少了碰撞发生的概率。仿真和实验结果显示本发明能够获得较好的能量节省和性能上的提升，显示了较好的能效性、扩展性和鲁棒性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
下载app