一种通用的无线传感器网络系统及其信息处理方法技术方案

本发明专利技术公开了通用无线传感器网络系统及其信息处理方法，属于传感网络及物联网技术领域，所述通用的无线传感器网络系统，包括：由传感器节点组成的一个或多个传感器子网；由信息汇聚节点组成的信息汇聚网，其中，所述每一信息汇聚节点用于接入一个或多个相同或不同的传感器节点，获取传感器节点的传感信息；由接入汇聚节点组成的传感接入网，其中，每一接入汇聚节点用于接入一个或多个信息汇聚节点，获取信息汇聚节点的信息。本发明专利技术实现了组网方式的统一，达到兼容多种传感器网络的效果，可在任何一种或多种传感器网络环境下应用，尤其适合类似物联网的大规模异构传感网的综合应用场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器网络和物联网
，尤其涉及。
技术介绍
无线传感器网络(WSN)涉及到多种无线技术，例如Zigbee、Wi_Fi、蓝牙、UffB等。 这些无线技术在组网时所构成的网络架构都只针对各自技术特点设计，并未考虑彼此之间的兼容和协同工作，因此具有以下几个缺点第一，整体呈现异构性无线传感器网络的异构性主要体现在多种通信体制和传感通信需求两个方面。其中，通信体制异构性表现在数据传输采用的无线通信标准和协议的多样性；传感通信需求的异构性主要体现在不同类型的传感信息具有各不相同的传输需求。对于不同的监测对象，传感器网络除了在能量消耗上有差异，并且在传感频度、带宽需求、传输时延限制等方面也不尽相同。无线传感器网络的这种异构性决定了以上各种无线技术的现有架构均不具有通用性，只能在特定场景下选择特定的架构来适应。第二，组网方式不统一各种传感器网络组网在规模、拓扑结构、数据传输速率、适合的应用等方面均呈现不同要求，因而组网方式不统一。这些不同的组网方式和组网需求使得各个通信体制下的无线传感器网络之间的综合应用遇到障碍。第三，数据无法统一协调处理现有的网络架构支持的应用单一，各无线传感器子网的数据之间难以共享，无法形成有效的数据融合和综合协同处理机制，无法实现对不同无线传感器子网之间的数据进行综合处理、汇聚融合的目的，无法达到物联网应用所要求的综合信息共享与协同处理的要求。随着物联网的逐步形成，针对物联网可能用到的大量传感器，如何构建通用的无线传感器网络，使得多种技术的传感器可以进行统一管理及有效互通，成为需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供，用于解决目前多种技术的无线传感器组网时彼此之间的无法兼容和协同工作的问题。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种通用的无线传感器网络系统，包括由传感器节点组成的一个或多个传感器子网；由信息汇聚节点组成的信息汇聚网，其中，所述每一信息汇聚节点用于接入一个或多个相同或不同的传感器节点，获取传感器节点的传感信息；由接入汇聚节点组成的传感接入网，其中，每一接入汇聚节点用于接入一个或多个信息汇聚节点，获取信息汇聚节点的信息。所述接入汇聚节点是SINK节点或者移动接入节点。所述信息汇聚节点所接入的传感器节点，是归属于同一传感器子网的传感器节点，或者是归属于不同传感器子网的传感器节点。所述信息汇聚节点，具有可重配置的多信道结构，其中，通道类型和数量与实际应用中所需接入的无线传感器子网的类型和数量相匹配。所述信息汇聚节点，包括信息汇聚层，用于对接入的各个传感器子网的传感信息进行归一化处理并对传感信息进行汇集、融合、存储处理。所述信息汇聚层包括一个或多个业务点，所述业务点用于对将融合后的数据存储，所述业务点是根据对信息进行特征提取的结果和分布式存储策略，对融合后的数据进行存储。所述信息汇聚节点，具有多协议栈结构，其中，协议栈的数量与实际应用中接入的传感器子网数量相匹配。所述信息汇聚节点，具有可重构的中间件架构，每一中间件对应一种或多种实际应用的应用模块。所述系统还包括传感接入网的应用网关，所述应用网关与互联网或专网网络相连接，用于实现传感接入网的对外互联。所述信息汇聚节点，包括用于对接入的传感信息进行汇集、融合、存储处理的信息汇聚层，所述信息汇聚层包括用于将融合后的数据进行存储的一个或多个业务点；所述应用网关中还包括用于连接上层应用系统与信息汇聚层的服务提供点，所述服务提供点是应用系统向下发送命令和获取所需要的数据的接口。本专利技术还提供一种通用的无线传感器网络系统的信息处理方法，包括传感器子网中的一个或多个传感器将获取的传感信息上报到信息汇聚节点；信息汇聚网的信息汇聚节点对从传感器节点接收的传感信息进行汇聚、融合、存储处理；传感接入网的接入汇聚节点根据业务应用从信息汇聚节点获取融合后的传感信息数据，进行调度分发。其中，所述信息汇聚节点具有多信道及多协议栈结构，从同一传感器子网的传感器节点或者不同传感器子网的传感器节点获取所述传感信息。其中，所述信息汇聚节点对传感器节点的传感信息进行汇聚时，对同一传感网的传感信息进行汇聚，和/或根据服务类型对信息进行汇聚。其中，所述信息汇聚节点对传感器节点的传感信息进行融合时，先将汇聚后的传感信息进行归一化处理，再对归一化后的数据按照同一传感器子网或者根据服务类型进行融合。其中，所述传感接入网的接入汇聚节点根据业务应用的需求从信息汇聚节点获取应用所需的数据进行调度；根据传感信息数据的类型、特征参数，将该传感信息数据分发至对应的应用系统。本专利技术的通用无线传感器网络系统及其信息处理方法，与现有技术相比，实现了组网方式的统一，达到兼容多种传感器网络的效果，可在任何一种或多种传感器网络环境下应用，尤其适合类似物联网的大规模异构传感网的综合应用场景。通过对数据的汇聚、融合、分布式存储、分发调度，形成数据信息共享平台，为多种应用系统提供完备的数据服务。 本专利技术能够通过合理的数据融合策略，使数据传输与数据融合相结合，节省了整个网络的能耗，提高了无线传感网的应用能力。附图说明图1是通用传感器网络组网架构示意图2是传感器子网的多对多接入结构示意图3是信息汇聚网的自组织结构示意图4是信息汇聚网的逻辑结构示意图5是传感接入网结构示意图6是信息汇聚网数据处理流程图7是信息汇聚节点的多信道结构示意图8是信息汇聚节点的多协议栈示意图9是信息汇聚节点的可重构中间件示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术作进一步地详细说明。现有无线传感器网络技术中存在多种通信体制互不兼容、孤立应用的问题和缺陷，本专利技术提出了一种分级分布式大规模异构WSN组网架构，使不同通信体制的无线传感器网络具有归一化的组网方式，实现统一的数据融合处理。如图1所示，一种通用的无线传感器网络系统，由传感器节点、信息汇聚节点和 SINK节点构成，形成了三级组网架构，其中由传感器节点组成一个或多个传感器子网；一个或多个传感器子网构成第三级网络，所述传感器子网可以由采用同一无线技术的一个或多个同种传感器组成，也可以由采用不同无线技术的一个或多个异种传感器组成。由信息汇聚节点组成一个或多个信息汇聚网，所述每一信息汇聚节点用于接入一个或多个相同或不同的传感器节点，获取传感器节点的传感信息；多个信息汇聚节点构成第二级网络，信息汇聚节点可通过自组织方式构成的信息汇聚网，对传感信息进行汇聚与处理。由接入汇聚节点组成传感接入网，每一接入汇聚节点用于接入一个或多个信息汇聚节点，获取信息汇聚节点的信息。所述接入汇聚节点是SINK节点或者移动接入节点。多个SINK节点和/或接入节点构成第一级网络。如图2所示，为了汇聚传感器的传感信息，可根据需要为传感器就近配置信息汇聚节点。例如，在一个传感器子网内，根据需要可布置多个信息汇聚节点，每一信息汇聚节点可以对一个或多个传感器进行接入。传感器节点就近汇聚传感信息，可有效缩短传感信息在子网内的传递路径长度，降低子网的能耗和组网复杂度。在不同传感器子网交叠或接近的区域，也可以为一个信息汇聚节点配置接入多个传感器子网的不同传感器，即每个汇聚节点可同时接入多个传感器子网，以实现简洁和方便的组网。这就在传感器子网和汇聚节点间形成多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用的无线传感器网络系统，包括由传感器节点组成的一个或多个传感器子网；由信息汇聚节点组成的信息汇聚网，其中，所述每一信息汇聚节点用于接入一个或多个相同或不同的传感器节点，获取传感器节点的传感信息；由接入汇聚节点组成的传感接入网，其中，每一接入汇聚节点用于接入一个或多个信息汇聚节点，获取信息汇聚节点的信息。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接入汇聚节点是SINK节点或者移动接入节点。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚节点所接入的传感器节点，是归属于同一传感器子网的传感器节点，或者是归属于不同传感器子网的传感器节点。4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚节点，具有可重配置的多信道结构，其中，通道类型和数量与实际应用中所需接入的无线传感器子网的类型和数量相匹配。5.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚节点，包括信息汇聚层，用于对接入的各个传感器子网的传感信息进行归一化处理并对传感信息进行汇集、融合、存储处理。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚层包括一个或多个业务点，所述业务点用于对将融合后的数据存储，所述业务点是根据对信息进行特征提取的结果和分布式存储策略，对融合后的数据进行存储。7.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚节点，具有多协议栈结构，其中，协议栈的数量与实际应用中接入的传感器子网数量相匹配。8.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述信息汇聚节点，具有可重构的中间件架构，每一中间件对应一种或多种实际应用的应用模块。9.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括传感接入网的应用网...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，冷甦鹏，毛玉明，宋建全，杨光，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：