[发明专利]基于跨层设计的无线传感器网络节能方法

权利要求书

1、一种基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，所述无线传感器网络节点包括数据获取单元DAU、数据处理单元DPU和无线数据发送/接收模块WTRU，其特征在于：所述数据获取单元DAU中的模数转换器ADC设定为没有采集外部环境数据任务时的休眠ADC Sleep状态和采集外部数据时的活跃ADC Active状态；所述数据处理单元DPU中的处理器MCU设定为工作状态处于峰值功耗时的活跃MCU Active状态和工作状态处于最低值功耗时的休眠MCU Sleep状态；所述无线数据发送/接收模块WTRU设定为既不发送也不接收数据时的休眠WTRU Sleep状态、发送数据时的发送WTRU Tx状态和接收数据时的接收WTRU Rx状态；所述无线数据发送/接收模块WTRU或者串口UART触发外部中断，发出信号1或信号9至处理器MCU，所述处理器MCU响应外部中断或定时自启，由MCUSleep状态变换为MCU Active状态；MCU执行Sleep命令，处理器MCU由MCU Active状态变换为MCU Sleep状态；处理器MCU发出PWRDN置高命令，并发送信号7至模数转换器ADC，模数转换器ADC由ADC Sleep状态变换为ADC Active状态；处理器MCU发出PWRDN置低命令，并发送信号8至模数转换器ADC，模数转换器ADC由ADC Active状态变换为ADC Sleep状态；处理器MCU发出SXOSCON&STXON命令，并发送信号3至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Sleep状态变换为WTRU Tx状态；处理器MCU发出SRFOFF&SXOSCOFF命令，并发送信号2至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Tx状态转换为WTRUSleep状态；当无线数据发送/接收模块WTRU将数据发送完毕时，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Tx状态自动变换为WTRU Rx状态；处理器MCU发出STXON或STXONCCA&CCA命令，并发出信号5至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Rx状态变换为WTRU Tx状态；当无线数据发送/接收模块WTRU将数据发送确认完毕或接收等待或Rx缓冲区溢出，无线数据发送/接收模块WTRU保持WTRU Rx状态不变；处理器MCU发出SXOSCON&SRXON命令，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Rx状态变换为WTRU Sleep状态；处理器MCU发出SRFOFF&SXOSCOFF命令，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Sleep状态变换为WTRU Rx状态；所述处理器MCU发出的命令由监控中心发布。

2、根据权利要求1所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：根据原语设计的控制命令从监控中心经Internet网络到达网关，再通过网关串口到达sink节点，之后以无线方式从sink节点发送到无线传感器网络内部的具体某一个节点或某一区域节点处。

3、根据权利要求1或2所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：所述处理器MCU包括能量优化编译器，所述能量优化编译器包括依次连接而成的词法分析器、剖析器、语法分析器、中间代码生成器、优化器、代码生成器和后端优化器。

4、根据权利要求1或2所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：所述无线数据发送/接收模块WTRU的发射功率是通过分析节点的度即邻居节点数和接收到的邻居数据的RSSI值进行控制。

5、根据权利要求1或2所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：所述无线数据发送/接收模块WTRU的发射功率是通过监测ACK帧的RSSI域，并结合邻居节点数进行调整。

6、根据权利要求1所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：所述无线传感器网络节点采用分簇算法CLEEC划分成簇，所述分簇算法CLEEC中，节点根据跨层最优估计来确定节点簇首当选概率，并从理论上计算此概率值。

7、根据权利要求6所述的基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，其特征在于：所述分簇算法CLEEC是分布式算法成簇，节点自主决定其当选簇首的概率。