无线传感节点、无线传感网络系统及其数据传输方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于无线传感网络的数据传输方法、无线传感节点及无线传感网络系统，通过无线传感节点按照时隙分配方案信息自主上传数据，无需对无线传感节点进行唤醒，从而在一定程度上降低无线传感节点的平均功耗，同时无线传感节点按照时隙分配方案信息进行数据上传时具有应急数据传输机制，能够使应急事件得到及时处理，无需额外增加应急信道，且不会在各无线传感节点之间产生信道冲突，与现有技术相比，能够在最大限度降低无线传感节点功耗的同时实现对应急事件的快速响应。

【技术实现步骤摘要】
无线传感节点、无线传感网络系统及其数据传输方法
本专利技术涉及无线传感网络
，特别涉及一种用于无线传感网络的数据传输方法、无线传感节点及无线传感网络系统。
技术介绍
随着半导体技术、微系统技术、计算机技术和无线通信等技术的飞速发展，使传感器在微小体积内能够集信息采集、数据处理和无线通信等功能于一体，也推动了低功耗、多功能的无线传感器应用的快速成长，无线传感网络(wirelesssensornetwork)在军事、医疗、智能家居、环境监测等多个领域均有广阔的应用市场。由于无线传感节点能量受限，除了通过采用低功耗器件、优化设计等手段降低无线传感节点自身的功耗外，还通过提高信号采集周期来进一步降低功耗，也就是说无线传感节点大部分时间都会处于低功耗的睡眠状态。同时，在一些应用场景下，我们还要求无线传感网络系统能够及时处理应急事件，即无线传感节点需要在紧急情况下对应急事件进行快速响应。目前而言，为了实现无线传感节点能够被有效唤醒，无线传感节点需要以较短的周期周期性地监听唤醒信号，在一定程度上增加了无线传感节点的平均功耗。而为了实现无线传感节点在紧急情况下对应急事件进行快速响应，需要增加应急信道，在一定程度上造成信道资源浪费，而且当有多个无线传感节点同时存在应急事件时会导致应急信道冲突。综上所述，如何设计一种无线传感节点、无线传感网络系统及其数据传输方法，能够在最大限度降低无线传感节点功耗的同时实现对应急事件的快速响应，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于无线传感网络的数据传输方法、无线传感节点及无线传感网络系统，能够在最大限度上降低无线传感节点的功耗，同时实现对应急事件的快速响应。本专利技术一方面提供一种用于无线传感网络的数据传输方法，包括：接收时钟信息和时隙分配方案信息；其中，所述时隙分配方案包括：在每个工作周期内设置多组工作时隙，并在每组所述工作时隙内为各个无线传感节点分配对应的传输时隙；根据所述时钟信息将本地时钟进行同步；根据所述时隙分配方案信息进行数据上传，并判断是否为第一次数据上传；若是，则在第一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；若否，则进一步判断是否为应急数据；若是，则在与当前时间最近的一组工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；若否，则计算当前时间与上一次数据上传结束时间的差值，当所述差值大于一个所述工作周期的时间长度时，在与当前时间最近的一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间。优选地，所述根据所述时隙分配方案信息进行数据上传之后，所述方法还包括：接收应答数据。优选地，所述应答数据中包含第一校时信息；所述接收应答数据之后，所述方法还包括：提取所述应答数据中的所述第一校时信息，并根据所述第一校时信息对本地时钟进行校准。优选地，所述应答数据中还包含所述时隙分配方案信息；所述接收应答数据之后，所述方法还包括：提取所述应答数据中的所述时隙分配方案信息。优选地，所述时隙分配方案还包括：在每个工作周期内设置监听时隙；所述方法还包括：在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据。优选地，所述监听数据中包含第二校时信息；所述在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据之后，所述方法还包括：提取所述监听数据中的所述第二校时信息，并根据所述第二校时信息对本地时钟进行校准。优选地，所述监听数据中还包含所述时隙分配信息；所述在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据之后，所述方法还包括：提取所述监听数据中的所述时隙分配信息。优选地，所述方法还包括：当未接收到所述监听数据的时长超出第一时长阈值时，进入并保持所述监听状态。优选地，所述进入并保持所述监听状态之后，所述方法还包括：当进入并保持所述监听状态的时长超出第二时长阈值时，进入并保持休眠状态，然后当进入并保持所述休眠状态的时长超出第三时长阈值时，再次进入并保持所述监听状态本专利技术另一方面提供一种无线传感节点，包括：信息接收模块，用于接收时钟信息和时隙分配方案信息；其中，所述时隙分配方案包括：在每个工作周期内设置多组工作时隙，并在每组所述工作时隙内为各个无线传感节点分配对应的传输时隙；时钟同步模块，用于根据所述时钟信息将本地时钟进行同步；数据上传模块，用于根据所述时隙分配方案信息进行数据上传，并判断是否为第一次数据上传；若是，则在第一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；若否，则进一步判断是否为应急数据；若是，则在与当前时间最近的一组工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；若否，则计算当前时间与上一次数据上传结束时间的差值，当所述差值大于一个所述工作周期的时间长度时，在与当前时间最近的一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间。优选地，所述信息接收模块，还用于在所述数据上传模块根据所述时隙分配方案信息进行数据上传之后，接收应答数据。优选地，所述应答数据中包含第一校时信息；所述信息接收模块，还用于提取所述应答数据中的所述第一校时信息；所述时钟同步模块，还用于根据所述第一校时信息对本地时钟进行校准。优选地，所述应答数据中还包含所述时隙分配方案信息；所述信息接收模块，还用于提取所述应答数据中的所述时隙分配方案信息。优选地，所述时隙分配方案还包括：在每个工作周期内设置监听时隙；所述信息接收模块，还用于在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据。优选地，所述监听数据中包含第二校时信息；所述信息接收模块，还用于提取所述监听数据中的所述第二校时信息；所述时钟同步模块，还用于根据所述第二校时信息对本地时钟进行校准。优选地，所述监听数据中还包含所述时隙分配信息；所述信息接收模块，还用于提取所述监听数据中的所述时隙分配信息。优选地，所述信息接收模块，还用于当未接收到所述监听数据的时长超出第一时长阈值时，进入并保持所述监听状态。优选地，所述信息接收模块，还用于当进入并保持所述监听状态的时长超出第二时长阈值时，进入并保持休眠状态，然后当进入并保持所述休眠状态的时长超出第三时长阈值时，再次进入并保持所述监听状态。本专利技术又一方面提供一种无线传感网络系统，包括集中器和多个上述任意一项所述的无线传感节点，所述集中器与各个所述无线传感节点之间采用无线连接。本专利技术至少具有以下有益效果：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，包括：/n接收时钟信息和时隙分配方案信息；其中，所述时隙分配方案包括：在每个工作周期内设置多组工作时隙，并在每组所述工作时隙内为各个无线传感节点分配对应的传输时隙；/n根据所述时钟信息将本地时钟进行同步；/n根据所述时隙分配方案信息进行数据上传，并判断是否为第一次数据上传；/n若是，则在第一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；/n若否，则进一步判断是否为应急数据；/n若是，则在与当前时间最近的一组工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；/n若否，则计算当前时间与上一次数据上传结束时间的差值，当所述差值大于一个所述工作周期的时间长度时，在与当前时间最近的一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，包括：
接收时钟信息和时隙分配方案信息；其中，所述时隙分配方案包括：在每个工作周期内设置多组工作时隙，并在每组所述工作时隙内为各个无线传感节点分配对应的传输时隙；
根据所述时钟信息将本地时钟进行同步；
根据所述时隙分配方案信息进行数据上传，并判断是否为第一次数据上传；
若是，则在第一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；
若否，则进一步判断是否为应急数据；
若是，则在与当前时间最近的一组工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间；
若否，则计算当前时间与上一次数据上传结束时间的差值，当所述差值大于一个所述工作周期的时间长度时，在与当前时间最近的一组所述工作时隙内对应的传输时隙开始后进行数据上传，并在数据上传结束后存储本次数据上传结束时间。


2.根据权利要求1所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述时隙分配方案信息进行数据上传之后，所述方法还包括：
接收应答数据。


3.根据权利要求2所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述应答数据中包含第一校时信息；
所述接收应答数据之后，所述方法还包括：
提取所述应答数据中的所述第一校时信息，并根据所述第一校时信息对本地时钟进行校准。


4.根据权利要求3所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述应答数据中还包含所述时隙分配方案信息；
所述接收应答数据之后，所述方法还包括：
提取所述应答数据中的所述时隙分配方案信息。


5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述时隙分配方案还包括：在每个工作周期内设置监听时隙；
所述方法还包括：
在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据。


6.根据权利要求5所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述监听数据中包含第二校时信息；
所述在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据之后，所述方法还包括：
提取所述监听数据中的所述第二校时信息，并根据所述第二校时信息对本地时钟进行校准。


7.根据权利要求6所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述监听数据中还包含所述时隙分配信息；
所述在所述监听时隙开始后进入监听状态，并接收监听数据之后，所述方法还包括：
提取所述监听数据中的所述时隙分配信息。


8.根据权利要求7所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
当未接收到所述监听数据的时长超出第一时长阈值时，进入并保持所述监听状态。


9.根据权利要求8所述的用于无线传感网络的数据传输方法，其特征在于，所述进入并保持所述监听状态之后，所述方法还包括：
当进入并保持所述监听状态的时长超出第二时长阈值时，进入并保持休眠状态，然后当进入并保持所述休眠状态的时长超出第三时长阈值时，再次进入并保持所述监听状态。

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【专利技术属性】
技术研发人员：蒲金飞，胡杨，湛金辉，邓柳靖，
申请(专利权)人：北京唐智科技发展有限公司，唐智科技湖南发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11