[发明专利]无线传感器网络的多路由建立方法及并行数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的多路由建立方法及并行数据传输方法，更具体的说，尤其涉及一种在网络层实现的无线传感器网络低延时传输的多路由方法，以及一种利用上述多路由实现数据并行传输的方法。

背景技术

无线传感器网络是通过把具有感知能力的节点采用分布式方式部署在需要感知或监控的场所，需要进行感知或监控的物理量通常采用无线、多跳的方式传递给汇聚节点，从而实现对周围环境无线感知目的的短距离无线通信技术。

无线传感器网络技术的核心是通信协议栈的设计。目前无论在国际上还是在国内多数具体应用的通信协议栈都是采用基于IEEE 802.15.4标准和ZigBee标准相结合的方式进行设计。IEEE 802.15.4标准是对应无线传感器的物理层和MAC层的协议栈设计；而ZigBee标准是对应网络层和应用层的协议栈设计。其中，网络层协议栈的作用是：组建一个网络、提供设备加入和离开网络的管理机制、路由发现和路由维护、一跳邻居的发现和相邻节点信息的保存、网络层传输数据的机制等。

其中，现有的路由发现和路由维护、一跳邻居的发现以及传输数据的机制都是支持单路由建立和单路由数据传输，因为这样可以使得在当前激活路由中的节点保持工作状态，而不在当前激活路由中的节点保持休眠状态，从而可以节省节点的功耗，提高节点的使用寿命。虽然从源节点到目的节点之间的转发节点也保存多路由信息，但是这是为了在当前路由出现故障时能尽快建立最新的路由，从本质上看，还是单路由数据传输模式。当从源节点到目的节点中间的转发节点数量较多时，网络传输延时就会很大，这就无法满足有些应用场景的低延时传输要求，比如入侵检测、报警数据的传输等，就很难满足其低延时、实时性的数据传输要求。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种在网络层实现的无线传感器网络低延时传输的多路由建立方法及一种基于该多路由的并行数据传送方法。

本发明的无线传感器网络多路由建立方法，所述的无线传感器网络采用应答方式建立网络层的传输模式，其特别之处在于，所述的多路由建立方法包括以下步骤：

a.由需要发送数据的源节点，向其周围的转发节点发送到目的节点的路由请求命令；

b.转发节点对是否存在到达目的节点的已有路由进行判断；如果存在已有路由，则执行步骤c；如果不存在已有路由，则执行步骤g；

c.把判断出的已有路由作为从源节点到目的节点的多路由中的一部分进行保留；执行判断的转发节点向其上一级节点发送路由应答命令，进行双向路由确认；然后，执行下述步骤d；

d.转发节点对是否存在到达目的节点的新的路由进行判断；如果判断存在新的路由，则执行步骤e；如果判断不存在新的路由则执行步骤f；

e.新的路由作为从源节点到目的节点的多路由的一部分进行保留；

f.取消对该转发节点其他新的路由建立，进行下一级的路由请求；

g.转发节点对是否存在到达目的节点的新的路由进行判断；如果判断存在新的路由，则执行步骤h；如果判断不存在新的路由则执行步骤i；

h.新的路由作为从源节点到目的节点的多路由的一部分进行保留；

i.取消对该转发节点的路由建立。

上述方法中所述的转发节点是源节点周围的节点，即与源节点直接通信的节点。在路由建立的过程中，源节点周围的转发节点发送到目的节点的路由请求命令之后，转发节点首先进行是否有已有路由的判断，然后再进行是否有新的路由的判断。在源节点与目的节点之间建立多条路由，可实现数据从源节点到目的节点的低延时传输。

进一步地，本发明的无线传感器网络多路由建立方法，步骤d和步骤g中所述的转发节点是否存在新的路由的判断方法包括以下步骤：

1)转发节点向其周围的下一级转发节点发送到目的节点的路由请求命令；

2)判断转发节点是否在预先设定的时间间隔内接到下一级节点的路由应答命令，如果在预先设定的时间间隔内接到路由应答命令，则存在到达目的节点的路由；如果在预先设定的时间间隔内没有接到路由应答命令，则不存在到达目的节点的路由；

所述的源节点与目的节点之间的转发节点到目的节点路由的建立方法与权利要求1中所述的从源节点到目的节点路由的建立方法相同。