无线传感网的网络状态整合与推断方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了无线传感网的网络状态整合与推断方法和装置，用于解决现有技术中获取的各个无线传感器节点的网络状态不完整的问题，所述无线传感网包括至少一个无线传感器节点，方法包括：根据接收到的各感知数据包，确定所述无线传感网中的部分所述无线传感器节点的网络状态，其中，各所述感知数据包是分别由部分所述无线传感器节点发送的，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值；根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。

【技术实现步骤摘要】
无线传感网的网络状态整合与推断方法和装置
本申请涉及无线通信
，尤其涉及无线传感网的网络状态整合与推断方法和装置。
技术介绍
无线传感网(WirelessSensorNetworks，WSN)可以由大量的静止或移动的无线传感器节点以自组织和多跳等方式构成。WSN以协作的方式感知、采集和处理无线传感网覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者。需要说明的是，无线传感器网络往往包含至少一个无线传感器节点和至少一个基站节点。现有技术中，当用户通过管理节点向无线传感器网络发送命令时，往往要从管理节点获取无线传感器节点的网络状态，然而，现有的无线传感器网络中的管理节点获取到的网络状态往往是不完整的，比如，由于无线传感器网络中的无线传感器节点工作在低占空比的模式下，会导致无线传感器节点间传输数据时会有延迟，而且无线传感器节点在传输数据包时往往会有丢失，此外，无线传感器节点发送的数据包的有效载荷长度以及网络开销也有限制，等等，均会导致获取的网络状态不完整。在上述场景中，获取的各个无线传感器节点的网络状态是不完整的。
技术实现思路
本申请实施例提供了无线传感网的网络整合与推断方法，用于解决现有技术中获取的各个无线传感器节点的网络状态不完整的问题。本申请实施例还提供了无线传感网的网络整合与推断装置，用于解决现有技术中获取的各个无线传感器节点的网络状态不完整的问题。本申请实施例采用下述技术方案：一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，包括：根据接收到的各感知数据包，确定所述无线传感网中的部分所述无线传感器节点的网络状态，其中，各所述感知数据包是分别由部分所述无线传感器节点发送的，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值；根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，其特征在于，所述无线传感网包括控制器、基站节点和至少一个无线传感器节点，所述方法应用于所述无线传感网的各无线传感器节点中，包括：向所述基站节点发送感知数据包，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值，以便所述无线传感网中的控制器，根据所述无线传感网中部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。一种无线传感网的网络状态整合与推断装置，所述无线传感网包括至少一个无线传感器节点，包括：数据接收单元，用于根据接收到的各感知数据包，确定无线传感网中的部分所述无线传感器节点的网络状态，其中，各所述感知数据包是分别由部分所述无线传感器节点发送的，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值；状态确定单元，用于根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。一种无线传感网的网络状态整合与推断装置，所述无线传感网包括控制器、基站节点和至少一个无线传感器节点，包括：数据发送单元，用于向所述基站节点发送感知数据包，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值，以便所述无线传感网中的所述控制器，根据所述无线传感网中部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：由于各无线传感器节点能够向基站节点发送感知数据包，其中，感知数据包中，包括用于表征无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值，基站节点在接收到由各无线传感器节点中的部分或全部无线传感器节点发送的感知数据包后，能发送给控制器，以使得控制器根据接收到的基站节点发送的感知数据包中包含的网络状态，确定各无线传感器节点的网络状态，从而能够解决现有技术中获取到的网络状态不完整的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例中的网络状态的三个类别示意图；图2为本申请实施例提供的无线传感网的结构示意图；图3为本申请实施例提供的网络状态整合与推断方法应用在控制器中的实现流程示意图；图4为本申请实施例提供的网络状态整合与推断方法应用在无线传感器节点中的实现流程示意图；图5为本申请实施例提供的一种无线传感网的网络状态整合与推断装置结构示意图；图6为本申请实施例提供的另一种无线传感网的网络状态整合与推断装置结构示意图；图7为本申请实施例提供的一种无线传感网的网络状态整合与推断系统。具体实施方式本申请实施例中无线传感器节点的网络状态的网络状态值可以包括两部分：1.无线传感器节点本身的网络状态的网络状态值，可以包括其占空比唤醒估计值(EstimatedPutyCycledWake-ups，EDC)，电池电量，网络拥塞水平等；2.其邻居节点的网络状态的网络状态值，包括它们的地址，EDC值，链路预期传输次数值(ExpectedTransmissionCount，ETX)，接收信号强度指示值(ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI)等。如图1所示，本申请实施例中，网络状态可以但不限于分为以下三个类别：(1)关键状态(vitalstate)：包括无线传感器节点的EDC值及其邻居列表(所有邻居地址)。它们是重建底层机会路由结构所必需的状态量。(2)恢复状态(recoverystate)：例如邻居节点的EDC值，链路ETX和RSSI等。恢复状态是冗余的，用于容忍关键状态的可能的不完整性。(3)服务质量状态(Quality-of-Servicestate，QoS)：无线传感器节点的所有其他属性，例如电池电量和拥塞水平等。这些网络状态使得无线传感网的用户能够做出QoS相关的决策。下面以无线传感器节点的网络状态包括无线传感器节点本身的EDC值以及其邻居节点的EDC值为例，详细说明本申请的实施方式。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本申请实施例提供的技术方案。为解决现有技术中管理节点获取的各个无线传感器节点的网络状态不完整的问题，本申请实施例提供一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，该无线传感网如图2所示，包括控制器、基站节点和至少一个无线传感器节点。本申请实施例提供的网络状态整合与推断方法的执行主体可以是无线传感网中的控制器，也可以是无线网传感网中任何实现本申请提供的方法的装置。下面，以该方法的执行主体是控制器为例，对该方法的实施方式进行介绍，可以理解，该方法的执行主体是控制器只是一种示例性的说明，并不应理解为对该方法的限定。该方法的实现流程示意图如图3所示，包括：步骤31，根据接收到的各感知数据包，确定无线传感网中的部分无线传感器节点的网络状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，其特征在于，所述无线传感网包括至少一个无线传感器节点，所述方法包括：根据接收到的各感知数据包，确定所述无线传感网中的部分所述无线传感器节点的网络状态，其中，各所述感知数据包是分别由部分所述无线传感器节点发送的，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值；根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，其特征在于，所述无线传感网包括至少一个无线传感器节点，所述方法包括：根据接收到的各感知数据包，确定所述无线传感网中的部分所述无线传感器节点的网络状态，其中，各所述感知数据包是分别由部分所述无线传感器节点发送的，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和其邻居节点的网络状态的网络状态值；根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定所述无线传感器节点的网络状态为异步时，根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态，具体包括：根据接收到的所述基站节点发送的感知数据包，确定所述感知数据包中表征网络状态的网络状态值；根据所述网络状态值，构建n×n矩阵M，M的表达式为：其中，n为所述无线传感网中无线传感器节点的个数，mij∈M，mij是所述无线传感器节点i从无线传感器节点j那里获取到的节点j的网络状态值，当i＝j时，mij是所述无线传感器节点i本身的网络状态值，M1＝[m11…m1j…m1n]，Mi＝[mi1…mij…min]，…，Mn＝[mn1…mnj…mnn]。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当接收到来自所述无线传感器节点i的感知数据包时，根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态，具体包括：根据所述无线传感器节点i的感知数据包，确定包含网络状态值的1×n矩阵Ri；其中，i∈[1,n]，Ri＝[r1…rk…rn]，NBi是所述无线传感器节点i的邻居节点，EDCk是无线传感器节点k的网络状态值。当确定所述矩阵Ri中的网络状态值相对于所述矩阵M中的Mi的网络状态值，为新产生的网络状态值时，将所述矩阵M中的Mi替换为所述Ri。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在将所述矩阵M中的Mi替换为Ri后，根据部分所述无线传感器节点的网络状态，确定所述无线传感网中各所述无线传感器节点的网络状态，具体包括：根据表达式tref(i)＝tupdate(i)-EDCi×Tnode确定生成包含mii的感知数据包的参考时刻tref(i)，根据表达式tref(w)＝tupdate(w)-EDCw×Tnode确定所述无线传感器节点i的各邻居节点生成包含rw的感知数据包的参考时刻tref(w)，w∈NBi；当确定tref(i)大于tref(w)时，将mww替换为rw；其中，tupdate(i)是接收到所述无线传感器节点i发送过来的感知数据包的时刻，tupdate(w)是接收到所述无线传感器节点w发送过来的感知数据包的时刻，Tnode表示无线传感器节点的工作周期，EDCi是所述无线传感器节点i的网络状态值，EDCw是所述无线传感器节点w的网络状态值。5.一种无线传感网的网络状态整合与推断方法，其特征在于，所述无线传感网包括控制器、基站节点和至少一个无线传感器节点，所述方法应用于所述无线传感网的各无线传感器节点中，所述方法包括：向所述基站节点发送感知数据包，所述感知数据包中，包括用于表征所述无线传感器节点本身和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊辰，何源，郑霄龙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11