一种新型树状结构无线传感网组网系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种新型树状结构无线传感网组网系统，其包括传感节点、用于中继传输的路由节点及汇聚节点；所述传感节点包括负责收集数据及将数据发送到汇聚节点的传感器模块；汇聚节点将通过无线网络或互联网方式与中央控制设备连接。本实用新型专利技术的组网系统结构简单，数据传输稳定且能耗更低。

【技术实现步骤摘要】
一种新型树状结构无线传感网组网系统
本技术属于信息通信领域，具体涉及一种新型树状结构无线传感网组网系统。
技术介绍
随着信息与通信技术的飞速发展，现在人们越来越急切地需要对外界信息进行感知、检测以及监控，以便及时调整自己的工作方式，从而提高工作效率。而无线传感器网络这个概念正是基于此而提出的。无线传感网技术是一门多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点技术，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及通信技术和分布式信息处理技术等，无线传感网络将这些技术有机地结合起来，实现信息的采集以及数字量化、无线信息传输、智能信息处理以及系统的互联，是一项非常有潜力的前沿热门技术。无线传感网是由部署在检测区域内大量的廉价无线传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。传感网有感知自然界的数据的采集功能，能对数据进行处理和传输，甚至有执行的功能，是无线通信领域促进信息和通信技术发展的关键技术之一。美国《商业周刊》预测未来技术发展报告中将无线传感网技术列为21世纪最有影响的10大技术之首。无线传感网技术将成为继计算机、互联网和移动通信网之后世界信息产业第三次浪潮，将成为各国占领信息
新的制高点的关键技术，被视为信息技术的一次历史性机遇。因此，无线传感网技术其发展备受关注，各国也正大力投入，积极发展，都是看中了其广阔的应用前景和对社会生活的巨大影响，以期改变人们的生产生活方式，并借此促进未来经济的发展。无线传感网技术应用广泛，可以借助于节点中内置的各种各样的传感器测量所在周边环境中的热量、声波和雷达等信号，从而探测包括温度、噪声、光强度、压力和土壤成分等众多人们感兴趣的物理现象，因此可以应用在军事、建筑、医疗、智能家居、环境监测、安防等等许多不同的领域。因此，对无线传感网技术的研究，无论是在理论上还是在实际应用上，都具有非常广阔的前景。目前，国内物联网行业在传感网方向的技术开发，主要以在ZigBee产品基础上进行的简单二次开发为主，自主研发较少。ZigBee是一种可用于物联网的无线通信组网技术，其标准为欧美国家提出，目前其核心技术及产品全部为欧美国家的研究机构和企业所掌控。但是，因为ZigBee的核心技术和产品都掌握在欧美国家手中，在中国只通过代理商进行销售；同时ZigBee封闭了底层协议，只向代理厂商开放简单的外部接口，这就使代理商的二次开发受到了相当大的局限，而目前国内的客户需求非常具有个性化和差异化，绝大部分不能直接应用现有的ZigBee产品，这使国内的代理厂商在未来相当长的时期内只能选择一些规模狭小的细分市场，发展潜力不大。同时，在涉及到国家安全和一些重要行业的应用领域，ZigBee产品或者无法应用，或者存在较大的安全隐患。基于此，本技术设计了一种简易树状结构无线传感网的组网方法及系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型树状结构无线传感网组网其系统。本技术采用以下技术方案实现：一种新型树状结构无线传感网组网系统，其特征在于：包括传感节点、用于中继传输的路由节点及汇聚节点；所述传感节点包括负责收集数据及将数据发送到汇聚节点的传感器模块；汇聚节点将通过无线网络或互联网方式与中央控制设备连接。进一步的，所述传感节点为采集型传感节点或触发型传感节点。进一步的，所述传感节点还包括能量管理模块、射频通信模块及核心处理模块；所述能量管理模块分别与射频通信模块、核心处理模块、传感器模块连接；核心处理模块分别与射频通信模块、传感器模块连接；所述射频通信模块包括射频电路及射频预处理电路；所述核心处理模块包括核心处理器及存储器。进一步的，路由节点和汇聚节点均包括能量管理模块、射频通信模块、核心处理模块及数据传输模块；所述能量管理模块分别与射频通信模块、核心处理模块、数据传输模块连接；核心处理模块分别与射频通信模块、数据传输模块连接；所述射频通信模块包括射频电路及射频预处理电路；所述核心处理模块包括核心处理器及存储器；所述数据传输模块包括通信接口及通信控制芯片。本技术的组网系统结构简单，数据传输稳定且能耗更低。附图说明图1为本技术的新型树状结构无线传感网组网方法的体系架构。图2为本技术的传感节点电路结构原理框图。图3为本技术的汇聚节点电路结构原理框图。图4为本技术一实施例的采集型传感节点流程图。图5为本技术一实施例的触发型传感节点流程图。图6为本技术一实施例的多址接入机制。图7为本技术一实施例的路由节点流程图。图8为本技术一实施例的汇聚节点流程图。图9为本技术一实施例的以MSP430F5438A为核心的处理模块的电路原理图。图10为本技术一实施例的以NRF905为核心的射频通信的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步解释说明。本技术提供一种新型树状结构无线传感网组网系统，其包括传感节点、用于中继传输的路由节点及汇聚节点；所述传感节点包括负责收集数据及将数据发送到汇聚节点的传感器模块；汇聚节点将通过无线网络或互联网方式与中央控制设备连接。进一步的，所述传感节点还包括能量管理模块、射频通信模块及核心处理模块；所述能量管理模块分别与射频通信模块、核心处理模块、传感器模块连接；核心处理模块分别与射频通信模块、传感器模块连接；所述射频通信模块包括射频电路及射频预处理电路；所述核心处理模块包括核心处理器及存储器。进一步的，路由节点和汇聚节点均包括能量管理模块、射频通信模块、核心处理模块及数据传输模块；所述能量管理模块分别与射频通信模块、核心处理模块、数据传输模块连接；核心处理模块分别与射频通信模块、数据传输模块连接；所述射频通信模块包括射频电路及射频预处理电路；所述核心处理模块包括核心处理器及存储器；所述数据传输模块包括通信接口及通信控制芯片。在本技术一实施例中，汇聚节点、路由节点的在硬件电路组成上是一样的，而传感节点与汇聚节点（路由节点）的大部分硬件电路组成也是一致的，如附图2和附图3所示，均包含能量管理、射频通信、核心处理等三个模块，各个功能模块的主要功能分别为:能量管理模块、包括微型电池充电供电系统、休眠唤醒系统等，为系统提供持续的能源确保系统的正常运转，并在系统能源不足时按照预设机制进行提示预警或进行其它处理；另外该模块还包含休眠唤醒功能，可以通过休眠唤醒减少不必要的能量消耗，延长系统工作时间；射频通信模块包括射频电路和射频预处理电路，直接与天线相连，主要实现物理层的射频传输，负责与其他传感节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；核心处理模块、包括了核心处理器内存和其它外围应用所需要的电路，系统协议即运转在该核心处理器之中，核心处理模块一方面要控制射频通信模块，保证系统正常组网、传输数据，一方面要保证传感节点的数据采集和存储，以及汇聚节点与PC相连的数据收发，是整个系统最核心的部分。由于传感节点大部分时间都工作在睡眠状态，只有在需要采集周边环境的条件下才会转入到工作状态从而开始采集数据，因此在传感节点的工作流程上，传感节点又可被分为采集型传感节点和触发型传感节点。采集型传感节点是指按照周期规律，定时采集周边环境的传感节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型树状结构无线传感网组网系统，其特征在于：包括传感节点、用于中继传输的路由节点及汇聚节点；所述传感节点包括负责收集数据及将数据发送到汇聚节点的传感器模块；汇聚节点将通过无线网络或互联网方式与中央控制设备连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型树状结构无线传感网组网系统，其特征在于：包括传感节点、用于中继传输的路由节点及汇聚节点；所述传感节点包括负责收集数据及将数据发送到汇聚节点的传感器模块；汇聚节点将通过无线网络或互联网方式与中央控制设备连接。2.根据权利要求1所述的新型树状结构无线传感网组网系统，其特征在于：所述传感节点为采集型传感节点或触发型传感节点。3.根据权利要求1所述的新型树状结构无线传感网组网系统，其特征在于：所述传感节点还包括能量管理模块、射频通信模块及核心处理模块；所述能量管理模块分别与射频通信模块、核心处理模块、传感器模块连接；核...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，陈日清，刘宗铭，董金荣，王宇楠，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建,35