无线传感器网络数据传输方法、可读存储介质和终端技术

一种无线传感器网络数据传输方法、可读存储介质和终端，所述无线传感器网路包括多个分簇，每个分簇包括簇头节点和多个其他传感器节点，所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇，所述方法包括：分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点；被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点；所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点。上述的方案，可以降低网络能耗，延长无线传感器网络的生命周期。

【技术实现步骤摘要】
无线传感器网络数据传输方法、可读存储介质和终端
本专利技术属于无线传感器
，特别是涉及一种无线传感器网络数据传输方法、可读存储介质和终端。
技术介绍
无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型的、廉价的、低功耗的传感器节点，这部分节点多以自组织和多跳等方式构成，节点之间以协作方式感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内监测对象信息，并通过多跳路由和数据融合处理后，将信息汇聚至基站节点，再通过通讯的方式把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络扩展了人们对信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供直接、有效、真实的海量信息。无线传感器网络通常是由传感器节点上的微型电池提供能量，面对微型电池能量有限且运行在恶劣甚至危险的自然环境中能量难以补充的问题，电池能量的消耗情况对节点是否能发挥作用起决定性作用。因此，如何降低和均衡节点能耗，延长网络生命周期成为无线传感器网络应用的关键。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何降低网络能耗，延长无线传感器网络的生命周期。为了达到上述目的，本专利技术提供一种无线传感器网络数据传输方法，所述无线传感器网路包括多个分簇，每个分簇包括簇头节点和多个其他传感器节点，所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇，所述方法包括：分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点；被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点；所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点。可选地，所述分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒分簇内的其他无线传感器节点，包括：所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级；按照所设定的优先级顺序轮流唤醒对应优先级的其他无线传感器节点。可选地，所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级，包括：所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内基于其他无线传感器节点是否为属于两个以上的分簇的公共节点、剩余电量和上一唤醒周期内的工作状态，为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级。可选地，所述簇头节点采用如下的公式为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级：Qi＝Qi1+Qi2，且：Qi1＝Eri/Eti+Wi；Qi2＝Qi2′-1；其中，Qi表示第i个无线传感器节点的优先级，Qi1表示第i个无线传感器节点的第一优先级，Eri表示第i个无线传感器节点的当前剩余电量，Eti表示第i个无线传感器节点在一个时间周期内所消耗的总电量，Wi表示第i个无线传感器节点所属分簇的个数，Qi2表示第i个无线传感器节点的第二优先级，Qi2′表示第i个无线传感器节点在前一唤醒周期的第二优先级。可选地，所述簇头节点在将所接收到的数据进行数据融合之前，所述方法还包括：对其他无线传感器节点处于未被唤醒期间的监测数据进行预测补全。可选地，所述簇头节点采用如下的公式对其他无线传感器节点处于未被唤醒周期内的监测数据进行预测补全：yit＝α0+α1y1t+α2y2t+α3y3t+...+αmymt+βt；其中，yit是无线传感器节点Ni在时刻t的数据，ykt是无线传感器节点Nk(Nk∈N(i))在t时刻的数据，αk是对应于ykt的偏相关系数，βt为预设的误差项。可选地，所述偏相关系数αk采用如下的公式计算得到：且：Y＝(yi1，...，yih)；其中，表示偏相关系数估算值向量，表示偏相关系数αk的估算值，向量Y表示无线传感器节点Ni的h组感知数据用向量，X表示无线传感器节点Ni所在簇的邻居节点的感知数据矩阵，m表示无线传感器节点Ni所在簇的邻居节点的个数。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述任一项所述的无线传感器网络数据传输方法的步骤。本专利技术实施例还提供了一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一项所述的无线传感器网络数据传输方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：上述的方案，采用分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点，使得被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点，再由所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点，由于在一个时间周期内唤醒分簇内的其他无线传感器节点轮流进行监测数据的采集，故可以节约无线传感器节点的能量消耗，延长无线传感器节点的工作周期，因而可以降低无线传感器网络的能耗，延长无线传感器网络的生命周期。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种无线传感器网络系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种无线传感器网络的数据传输方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例中的多成员分簇机制的示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。本专利技术实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。如
技术介绍
所述，无线传感器网络通常是由传感器节点上的微型电池提供能量，面对微型电池能量有限且运行在恶劣甚至危险的自然环境中能量难以补充的问题，电池能量的消耗情况对节点是否能发挥作用起决定性作用。因此，如何降低和均衡节点能耗，延长网络生命周期成为无线传感器网络应用的关键。本专利技术的技术方案通过分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点，使得被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点，再由所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点，由于在一个时间周期内唤醒分簇内的其他无线传感器节点轮流进行监测数据的采集，故可以节约无线传感器节点的能量消耗，延长无线传感器节点的工作周期，因而可以降低无线传感器网络的能耗，延长无线传感器网络的生命周期。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。为了便于理解，下面将首先对本专利技术实施例中的无线传感器网络系统的结构进行介绍。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传感器网络数据传输方法，所述无线传感器网路包括多个分簇，每个分簇包括簇头节点和多个其他传感器节点，所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇，其特征在于，包括：分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点；所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇。被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点；所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感器网络数据传输方法，所述无线传感器网路包括多个分簇，每个分簇包括簇头节点和多个其他传感器节点，所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇，其特征在于，包括：分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒自身分簇内的其他无线传感器节点；所述分簇内的其他传感器节点基于自身与簇头节点之间的距离被划入一个以上的分簇。被唤醒的其他无线传感器节点在对应的唤醒周期内采集监测数据并将采集到的监测数据发送至所述簇头节点；所述簇头节点接收对应时间周期中自身分簇内的被唤醒的其他无线传感器节点发送的监测数据并将所接收的监测数据进行数据融合后发送至对应的基站节点。2.根据权利要求1所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述分簇内的簇头节点在预设的时间周期内轮流唤醒分簇内的其他无线传感器节点，包括：所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级；按照所设定的优先级顺序轮流唤醒对应优先级的其他无线传感器节点。3.根据权利要求2所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级，包括：所述簇头节点在对应的时间周期为自身分簇内基于其他无线传感器节点是否为属于两个以上的分簇的公共节点、剩余电量和上一唤醒周期内的工作状态，为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级。4.根据权利要求3所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述簇头节点采用如下的公式为自身分簇内的其他无线传感器节点分别设置对应的优先级：Qi＝Qi1+Qi2，且：Qi1＝Eri/Eti+Wi；Qi2＝Qi2′-1；其中，Qi表示第i个无线传感器节点的优先级，Qi1表示第i个无线传感器节点的第一优先级，E...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆晓远，崔芳怡，黄鹤，孙莹，姚永芳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32