[发明专利]一种用于无线传感器网络的休眠调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及了休眠调度技术。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)被认为是21世纪最重要的技术之一，是众多的传感器通过无线通信的方式，相互联系，处理、传递信息的网络。该网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，可以实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，传送给所需用户。无线传感器网络在军事、工业、交通、安全、医疗、探测以及家庭和办公环境等很多方面都有着广泛的用途，其研究、开发和应用，关系到国家安全、经济发展等各个重大方面，近年来在国际上引起了广泛的重视和投入。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)结构如图4所示。传感器节点分布于网络的各个部分，用于收集数据，并且将数据路由至信息收集节点(Sink)。信息收集节点与信息处理节点通过广域网络(如Internet网络或者卫星网络)进行通信，从而对收集到的数据进行处理。

传统的无线传感器网络当中节点不采用休眠调度方法或是采用使用簇头方式的休眠调度方法。如果节点不采用休眠调度方法，设备一经启动，就一直持续工作，耗费了大量的电能，还使得节点的寿命受到电池容量的影响，大大影响了无线传感器网络技术的应用。目前一些使用了休眠调度方法的网络中，普遍采用了使用簇头的方式，即保持某几个节点持续工作，其他节点轮流休眠唤醒，当被唤醒的节点工作时，先将数据发送给簇头，再由簇头等待需要接收数据的节点唤醒以后再做转发。这种方法首先簇头不能停止工作，簇头的寿命就直接影响了整个网络的使用；再者所有的数据都要交由簇头转发，这就使得簇头需要接收大量的数据，负荷量比较大，容易产生数据丢失的情况，使得数据传输处于一种不安全的状态；并且簇头要一直对普通的节点作监听，等待普通节点的唤醒，这就浪费了大量的资源。因此如何在无线网络中更加节省能源，就需要一种更好的用于无线传感器网络的休眠调度方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术的问题和不足之处，提出了一个用于无线传感器网络技术的休眠调度方法，以达到节省电源的目的。

本发明是这样实现的：

一种用于无线传感器网络的休眠调度方法，使用到的硬件设备至少包括：无线传感器网络节点中的时钟模块和数据存储模块。

本方法采用定时的休眠唤醒机制，在时间同步的前提之下，提出了一种用于无线传感器网络技术的休眠调度方法。所述方法包括以下步骤：

1.在时钟同步的基础上，整个网络采用一种统一的休眠调度策略，即有统一的全局时钟控制节点的休眠和唤醒。

2.当全局时钟到达一个规定好的休眠时间点时，节点将要进入休眠阶段。

3.节点在开始休眠之前，将每个工作时钟的运行时间记录下来。

4.停止所有工作的时钟，其中负责数据采集的时钟不能被停止。

5.在休眠阶段中，采集上来的数据会和来自于其他节点需要被转发的数据一起被统一存储起来。

6.节点将关闭自己的通讯模块，进入休眠阶段。

7.当全局时钟到达一个规定好的工作时间点时，节点将要被唤醒，进入工作阶段。

8.节点被唤醒，打开自己的通讯模块。

9.通过之前记录下来的每个时钟已经运行的时间，计算出每个时钟应该从哪一时刻开始继续工作(即启动时间)，每个时钟启动时间的算法为其时钟一个周期的工作时间减去其时钟已经运行的时间。

10.根据计算出来的时间恢复所有被停止的时钟。

11.将之前存储的数据逐项发送出去。

12.当全局时钟再次到达一个规定好的休眠时间点时，返回步骤2。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的用于无线传感器网络的休眠调度方法，对于无线传感器网络技术的研究与产品开发有重要的作用，主要优点如下：

1.实现了节点的定时休眠和定时工作，节省电能。

2.实现了节点的自我调节，不依赖于数据流量的影响，在网络情况恶劣的情况下，定时重发，保证数据传输的安全。

3.有效地存储采集的数据，并保障所有的数据都安全的发送出去。

4.支持用在各个领域的各种类型无线网络节点，有更好的通用性。

附图说明

下面结合附图对本发明做出详细说明。

图1为无线传感器网络通用节点的结构示意图。

图2为本发明提供的休眠调度流程图。