降低数据传输时延的无线传感器节点模块、系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种降低数据传输时延的无线传感器节点模块，包括无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括：监听/唤醒单元，读取监听到RTS报文目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据目的地址信息确定无线传感器节点是否转发接收的数据报文，当无线传感器节点转发数据报文时，监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒下一跳无线传感器节点。由于该无线传感器节点模块从获得数据报文目的地址信息确定数据报文是否需要转发，需要转发时在接收数据报文同时向下一跳节点模块发送RTS报文提前唤醒，避免无线传感器网络中无线传感器节点进行数据报文传输出现较大的时延，提高数据报文传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线网络数据传输
，特别涉及一种降低数据传输时延的无线传感器节点模块、系统及方法。
技术介绍
无线传感器网络研究中有两个容易互相矛盾的性能要求：一个是传感器网络节点功耗的降低，一个是数据在传感器网络中从源节点传递到目的节点的时延的减小。对于没有低功耗要求的传感器节点，比如市电作为电源的电表抄读传感器，因为节点在任何时候都能迅速的接收或发送数据，不同节点间的传输时延通常很小。但对于使用电池作为电源的野外应用的传感器节点，需要降低能量的消耗，以延长使用寿命。为了节省能耗此类节点通常都采用周期性侦听/睡眠的工作方式，最具有代表性的是S-MAC协议，通过发送同步消息使相邻节点采用同步的侦听/睡眠调度周期。如公开号为CN 102833834A（CN201210318944），名为“一种无线传感器网络节能MAC的实现方法”专利中公开了通过取消同步消息、异步接入，降低功耗，但其传输时延非常显著，只能应用在对延迟要求不高的场合。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种降低数据传输时延的无线传感器节点模块、系统及方法，该降低数据传输时延的无线传感器节点模块可以实现较低节点功耗的前提下减小数据传输时延。为了解决上述问题，本专利技术提供一种降低数据传输时延的无线传感器节点模块，该降低数据传输时延的无线传感器节点模块包括：无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括：监听/唤醒单元，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的目的地址信息确定无线传感器节点只接收不转发或接收并转发时，通知数据传输单元接收数据报文，其中无线传感器节点接收并转发时，通知监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒下一跳无线传感器节点。进一步地说，当本无线传感器节点主动发送数据报文时控制单元通知监听/唤醒单元持续发送RTS，直到收到下一跳无线传感器节点的CTS报文回复或者超过设定的RTS报文发送周期。进一步地说，所述数据传输单元收到控制单元接收数据报文的通知后接收并回复ACK报文。进一步地说，监听/唤醒单元采用和数据传输单元不同的频点.进一步地说，所述RTS报文和CTS报文都包含有NAV。本专利技术还提供一种降低数据传输时延的无线传感器网络系统，包括至少两个所述无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括，监听/唤醒单元，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的目的地址信息确定无线传感器节点只接收不转发或接收并转发时，通知数据传输单元接收数据报文，其中无线传感器节点接收并转发时，通知监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒下一跳另一无线传感器节点模块。进一步地说，监听/唤醒单元采用和数据传输单元不同的频点。进一步地说，所述RTS报文和CTS报文都包含有NAV。本专利技术还提供一种降低无线传感器节点数据传输时延方法，该方法包括，读出数据传输目的地址信息，监听/唤醒单元监听到RTS报文时，从RTS报文中读出数据报文传输目的地址信息；确定是否提前唤醒下一跳节点，接收数据报文并确定数据报文是否需要转发，当数据报文需要转发时，向下一跳节点发送RTS报文提前唤醒；进一步地说，还包括节点主动发送数据报文监听/唤醒单元从监听/休眠状态转入持续发送RTS报文状态，直到收到下一跳节点的CTS报文回复或者超过约定的RTS报文发送周期。进一步地说，确定本节点不转发数据报文时，数据传输单元恢复休眠状态；确定节点转发数据报文时，监听/唤醒单元收到下一跳节点的CTS报文回复后，向下一跳节点转发收到的数据报文，未收到CTS报文回复，数据传输单元进入休眠状态。进一步地说，监听/唤醒单元采用和数据传输单元不同的频点。进一步地说，所述RTS报文和CTS报文都包含有NAV。本专利技术降低数据传输时延的无线传感器节点模块包括无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括：监听/唤醒单元，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据目的地址信息确定无线传感器节点是否转发接收的数据报文，当无线传感器节点转发数据报文时，监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒下一跳无线传感器节点。由于该无线传感器节点模块从获得数据报文目的地址信息确定数据报文是否需要转发，数据报文需要转发时在接收数据报文同时向下一跳至若干跳无线传感器节点发送RTS报文提前唤醒，避免无线传感器网络中无线传感器节点进行数据报文传输出现较大的时延，提高数据报文传输效率。同时无线传感器节点模块实行周期性唤醒或休眠状态，只有监听到RTS报文时才处于唤醒状态，因而可以延长无线传感器节点模块的待机时间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1 是降低数据传输时延的无线传感器节点模块实施例原理框图。图2 是降低数据传输时延的无线传感器网络系统实施例原理框图。图3 是节点A发送数据报文到节点D第一种情况时延图。图4 是节点A发送数据报文到节点D第二种情况时延图。图5 是现有无线传感器节点数据报文从节点A发送数据报文到节点D传输时延图。下面结合实施例，并参照附图，对本专利技术目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。具体实施方式为了使要专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供一种降低数据传输时延的无线传感器节点模块实施例。该降低数据传输时延的无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括：监听/唤醒单元，用于主动唤醒相邻节点或被相邻节点唤醒，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文（Request To Send，请求发送协议）中的数据报文目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的数据报文目的地址信息确定无线传感器节点是否转发收到的数据报文，当无线传感器节点只转收数时控制数据传输单元接收相应的数据报文，当无线传感器节点接收并转发时，控制监听/唤醒单元回复CTS报文（Clear To Send，清除发送协议）是并发送RTS报文提前唤醒下一跳无线传感器节点模块），即控制监听/唤醒单元向往该节点模块发送RTS报文的相邻节点模块回复。具体地说，该降低数据报文传输时延的无线传感器节点模块包括控制单元、监听/唤醒单元和数据传输单元，通过独立唤醒媒体接入控制(IW-MAC，Independent Wakeup-MAC)协议提前唤醒第本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低数据传输时延的无线传感器节点模块，包括，监听/唤醒单元，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的目的地址信息确定无线传感器节点只接收不转发或接收并转发时，通知数据传输单元接收数据报文，其中无线传感器节点接收并转发时，通知监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒另一无线传感器节点模块。

【技术特征摘要】
1.降低数据传输时延的无线传感器节点模块，包括，监听/唤醒单元，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的目的地址信息确定无线传感器节点只接收不转发或接收并转发时，通知数据传输单元接收数据报文，其中无线传感器节点接收并转发时，通知监听/唤醒单元回复CTS报文并发送RTS报文提前唤醒另一无线传感器节点模块。2.根据权利要求1所述的降低数据传输时延的无线传感器节点模块，其特征在于：当本无线传感器节点主动发送数据报文时控制单元通知监听/唤醒单元持续发送RTS报文，直到收到下一跳无线传感器节点的CTS报文回复或者超过设定的RTS报文发送周期。3.根据权利要求1所述的降低数据传输时延的无线传感器节点模块，其特征在于：监听/唤醒单元采用和数据传输单元不同的频点。4. 根据权利要求1所述的降低数据传输时延的无线传感器节点模块，其特征在于：所述RTS报文和CTS报文都包含有NAV。5.根据权利要求1所述的降低数据传输时延的无线传感器网络系统，包括至少两个所述无线传感器节点模块，该无线传感器节点模块包括，监听/唤醒单元，处于周期性监听/休眠状态，读取监听到RTS报文中的目的地址信息；数据传输单元，用于无线传感器节点之间有的数据报文传输；控制单元，根据从监听/唤醒单元获得的目的地址信息确定无线传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，孙东波，
申请(专利权)人：惠州市物联微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44