[发明专利]分级式无线传感器网络组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的组网方法，尤其是涉及一种采用两套地址的分级式无线传感器网络组网方法。

背景技术

无线传感器网络是随着微机电系统、低功耗高集成度电子器件及无线通信技术的快速发展，低成本、低功耗、微体积、多功能的无线传感器节点设备的出现而形成的区别于传统意义网络的新型网络。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，从而真正实现“无处不在的计算”理念。

在理想的无线传感器网络中，一组功能有限的传感器节点协作地完成大的感知任务是传感器网络的重要特点。由于传感器网络节点的微型化，每隔节点的通信和传感半径很有限，一般为十几米范围之内，而且为了节能，传感器节点大部分时间处于睡眠状态，所以往往通过铺设大量的传感器节点来保证网络的质量。传感器网络的节点数量和密度很高，可能达到每平方米几十个节点的密度。

为无线传感器网络提出的体系结构由：星型结构、网状结构、星网混合结构和分层结构。星状网拓扑结构式一个单跳系统；网状拓扑结构式多跳系统；后来提出的星网混合结构力求兼具星状网的简洁和低功耗以及网状网的长传输距离和自愈性等优点；分层网络结构主要考虑了网络中设备的种类和能力，将网络分为不同的通信层次服务于不同的通信目标。

无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。

与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。

中国专利局于2006年11月15日公开了公开号为CN1863109A的专利文献，名称为支持IP协议的无线传感器网络系统。其设置有普通的无线传感器节点，以及计算能力和功率较强的中心机诶单；所述网络系统设置为多层分级网络结构，其下层由普通无线传感器节点构成多个簇，其中心节点负责协调簇内各传感器节点、对信息进行汇聚并向网关传送信息；上层由能对普通节点的信息进行处理并相互通信的中心节点构成，上层网络用于连接距离较远的低层簇；中心节点通过网络的网关与外部网络互连，将处理后的传感器信息交付骨干网并传递给远程用户，网关上运行IPv4或IPv6协议或IPv4/IPv6双协议。此方案的不足之处在于不能够脱离上级中心节点工作，必须要在网关上运行IP协议，网络收敛性不够强，数据包路由不够快速。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的不能够脱离上级节点工作，必须要在网关上运行IP协议，网络收敛性不够强的问题，提供一种可以脱离上级节点工作，具有很强的收敛性，组网管理方便的分级式无线传感器网络的组网方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种分级式无线传感器网络组网方法，包括多个节点，每一节点具有长度为6字节的ID地址，ID地址为节点固有，且全局唯一，整个网络最多分为4个级别，从最底层开始分别是3级、2级、1级和0级，包括以下步骤：

(a)节点上电以后，与同一级网络上的节点自组成Mesh网络，同时向上级节点发送IP请求，当有IP回应时，获得分配到的IP地址，同时如果所述节点处于0级或1级或2级网络还将获得IP分配权；若没有IP回应，则使用ID地址通信；