[发明专利]无线传感器网络信号同步采集及准实时传输系统

权利要求书

1.一种无线传感器网络，其特征在于将无线传感器网络中的无线节点分为三类：中心节点(1)、中继节点(2)和无线传感器节点(3)；

所述中心节点(1)与检测中心计算机(4)相连接，用于从无线传感器网络中收集网络拓扑信息和测量数据，发送给计算机进行数据处理，并从计算机中接收控制指令，以无线的方式传送给无线传感器网络中的无线节点；

所述中继节点(2)同中心节点(1)组成一个多跳链式拓扑结构的数据远程传输网络，同时从自己负责的检测单元内收集来自无线传感器节点(3)的数据，将收集到的数据经所述链式拓扑结构传送检测中心计算机(4)中进行处理；

所述无线传感器节点(3)根据接收到的来自中继节点(2)的信息，选择加入某个中继节点(2)控制的检测单元，以便将自己的采集数据发送给该中继节点(2)。

2.一种利用权利要求1所述无线传感器网络而进行信号同步采集及准实时传输的方法，其特征在于该无线传感器网络具有两种工作模式：振动信号采样开始前的初始化模式和振动信号采样开始后的准实时数据传输模式；

所述无线传感器网络在初始化模式包括如下步骤：

a、识别出链式拓扑结构的跳数和每个中继节点(2)控制的检测单元内无线传感器节点(3)的数目和它们的ID号，

b、为无线传感器节点(3)分配通信时隙，并实现所有无线节点与中心节点的同步；

当无线传感器网络初始化结束后，由检测中心计算机(4)通过中心节点(1)向无线传感器网络发送采样控制指令，包括采样开始时刻、采样频率和采样持续时间；

各检测单元内的无线传感器节点(3)在接收到采样控制指令后，确定采样开始时刻，当采样开始时刻到达后网络进入准实时数据传输模式；所述准实时数据传输模式包括如下步骤：

i、无线传感器节点(3)开始按照要求的采样频率进行信号采样，并在采样间隔时间内，把自己的测量数据以TDMA方式发送给本检测单元的中继节点，

ii、各中继节点(2)在接收到本单元内所有无线传感器节点(3)发送的一个数据分组后，利用到无线传感器节点(3)下次发送数据的时间间隙，把接收到的数据经过链式拓扑结构的数据传输网络发送回中心节点(1)，由中心节点(1)交付给检测中心计算机(4)进行处理。

3.根据权利要求2所述的无线传感器网络信号同步采集及准实时传输的方法，其特征在于所述准实时数据传输模式还包括：所有无线传感器节点(3)与链式拓扑结构中最末一级中继节点(2)实现时钟同步的步骤；当各中继节点(2)在接收到第一个数据包时，修改时钟与最后一级中继节点(2)同步，后各组无线传感器节点(3)接收所属单元中继节点(2)回传的数据包，当接收到有同步标志的数据包时修改本地时钟，与所属单元中继节点(2)同步。