异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法技术

本发明专利技术公开了异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，所述数据收集方法是将n个传感器节点随机地分布在一个面积为M×M平方米的区域内形成无线传感器网络，在传感器节点中至少包括Source节点、转发节点和1个Sink节点，除Sink节点外，无线传感器网络中的其他传感器节点都采用异步LPP机制进行睡眠调度，在网络初始化过程中，传感器节点会进行层次选择从而获取传感器节点到Sink节点的跳数，当有数据需要发送时，Source节点选择网络中苏醒的转发节点进行数据并发传输到Sink节点，并发传输完毕后，Source节点与转发节点返回到LPP睡眠调度状态。本发明专利技术可以有效的减少网络中的控制开销，提高数据包接收率，减少端到端延迟和网络能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法
本专利技术涉及无线传感器网络
，尤其涉及异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法。
技术介绍
相长干涉应用到无线传感器网络(wirelesssensornetwork，WSN)的数据传输中，可以实现数据的并发传输，且具有接近100％的数据包接收率和非常低的数据发送延迟，基于相长干涉的并发传输具有以下特点：(1)并发传输过程中，传输的是同一个数据包；(2)多个节点同时向同一个节点发送数据时，需要满足相长干涉的条件；(3)节点不会保存邻居和路由信息；(4)所有的节点都参与到并发传输中；因此，基于相长干涉的并发传输应用到数据收集协议中时，这样节点将无需维护邻居节点信息和路由状态信息，减少网络能量消耗，提高数据包接收率。但是并发传输需要所有的节点都参与到数据传输中，造成较大的能量消耗，因此，我们需要结合低占空比机制，仅需部分节点参与到并发传输中，不需要参与的节点进入睡眠，以减少网络的能量消耗。然而，在环境监测、医疗领域等基于事件监测驱动的应用中，传感器节点往往不是进行连续和高频率的数据收集，而是当有事件(森林火灾等)发生时将状态消息本文档来自技高网...

【技术保护点】
异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：所述数据收集方法包括以下步骤：将n个传感器节点随机地分布在一个面积为M×M平方米的区域内形成无线传感器网络，其中，n为大于1的整数，在传感器节点中至少包括Source节点、转发节点和1个Sink节点，除Sink节点外，无线传感器网络中的其他传感器节点都采用异步LPP机制进行睡眠调度，在网络初始化过程中，传感器节点会进行层次选择从而获取传感器节点到Sink节点的跳数，当有数据需要发送时，Source节点选择网络中苏醒的转发节点进行数据转发，转发节点接收Source节点发送数据包并将该数据包并发传输到Sink节点，并发传输完毕后，Sour...

【技术特征摘要】
1.异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：所述数据收集方法包括以下步骤：将n个传感器节点随机地分布在一个面积为M×M平方米的区域内形成无线传感器网络，其中，n为大于1的整数，在传感器节点中至少包括Source节点、转发节点和1个Sink节点，除Sink节点外，无线传感器网络中的其他传感器节点都采用异步LPP机制进行睡眠调度，在网络初始化过程中，传感器节点会进行层次选择从而获取传感器节点到Sink节点的跳数，当有数据需要发送时，Source节点选择网络中苏醒的转发节点进行数据转发，转发节点接收Source节点发送数据包并将该数据包并发传输到Sink节点，并发传输完毕后，Source节点与转发节点返回到LPP睡眠调度状态。2.根据权利要求1所述所述的异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：在网络初始化过程中，传感器节点进行层次选择包括以下步骤：步骤21：Sink节点广播一个Packet(hop＝0)数据包，其中hop代表距离Sink节点的跳数；步骤22：网络中的任意一个传感器节点vi(i∈n)接收到邻居节点vj(j∈n,j≠i)广播的数据包Packet(vj.hop)，如果vi.hop<＝vj.hop-1则将节点vi的hop设置为vi.hop＝vj.hop+1，然后继续广播Packet(vi.hop)数据包，一直持续到网络中的节点均到Sink节点的跳数，将hop＝k的节点命名为k层节点，其中k为大于等于1的整数，k层节点只需要保存hop信息，而不需保存任何关于相邻层次节点的信息。3.根据权利要求2所述所述的异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：网络初始化过程中，所述传感器节点只需进行一次层次选择，网络初始化完成后，传感器节点均按照LPP机制进行睡眠调度。4.根据权利要求2所述所述的异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：当k层的Source节点有数据需要发送时，Source节点会侦听网络信道一段时间，等待邻居节点苏醒发送probe数据包以建立连接，建立连接后，邻近节点接收Source节点发送的awake数据包以延长邻居节点的苏醒时间；所述Source节点发送awake数据包最终将到Sink节点，Sink节点收到awake数据包后，经过Tbackoff等待时间后，Sink节点发送feedback包到Source节点，Tbackoff等待时间确保所有正在传输的probe数据包和awake数据包距离Sink至少为两跳，网络中的Sink节点接收到awake包时会根据以下三种情况进行处理：情况41：k＝(k≥hop)层的节点将直接丢弃并进入睡眠状态，避免k＝(k≥hop)层的节点参与此次并发传输，以减少网络能耗；情况42：k-1层邻居节点在进行awake数据包转发时，会加入自己的hop(k-1)信息；k＝(k>hop(k-1))层邻居节点收到awake数据包后直接丢弃并进入睡眠状态；k-...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊斌，刘晓东，王田，李陶深，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45