[发明专利]无线传感器网络中的数据传输方法、节点和系统

权利要求书

1.一种无线传感器网络中的数据传输方法，其特征在于，包括：

源节点确定向目的节点发送数据时，根据路由表建立管道，其中，所述路由表包括：邻居节点标识、邻居节点到当前节点的链路质量、所述邻居节点的剩余能量和所述邻居节点的跳数；所述管道包括主路径节点和管道节点，其中，所述主路径节点和所述管道节点是根据所述路由表从当前节点的邻居节点中选择出来的；

所述源节点将待发送的原始数据分成指定数量个数据包，并将所述指定数量个数据包进行网络编码；

所述源节点通过所述管道发送所述编码后的数据包；

其中，所述源节点根据路由表建立管道包括：从所述源节点开始的每个节点根据自身的路由表中邻居节点的剩余能量和链路质量选择下一个主路径节点，直至所述目的节点为止；每个所述主路径节点根据自身的路由表中同跳数邻居节点的剩余能量和链路质量选择指定个同跳数邻居节点作为管道节点，其中，所述同跳数邻居节点指跳数与所述主路径节点的跳数相同的邻居节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述源节点开始的每个节点根据自身的路由表中邻居节点的剩余能量和链路质量选择下一个主路径节点包括：

从所述源节点开始的每个节点计算每个下游邻居节点对应的指标B＝E+αP，选择所述指标最大的下游邻居节点作为下一个主路径节点，其中，E为下游邻居节点的剩余能量，P为根据所述下游邻居节点的链路质量计算的脉冲重复率，α为调节参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个所述主路径节点根据自身的路由表中同跳数邻居节点的剩余能量和链路质量选择指定个同跳数邻居节点作为管道节点包括：

每个所述主路径节点计算每个同跳数邻居节点对应的指标B＝E+αP，根据所述指标的大小选择指定个同跳数邻居节点作为管道节点，其中，E为同跳数邻居节点的剩余能量，P为根据所述同跳数邻居节点的链路质量计算的脉冲重复率，α为调节参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络编码为线性网络编码；

所述源节点通过所述管道发送所述编码后的数据包包括：

所述源节点向下一个所述主路径节点和所述管道节点发送所述编码后的数据包；

所述管道中的每个所述主路径节点首次收到所述编码后的数据包时，转发所述数据包，并通过线性网络编码转发非首次收到的数据包；

所述管道节点接收到所述编码后的数据包后，判断所述编码后的数据包与缓存中的数据包是否线性相关，如果是，丢弃所述编码后的数据包；如果否，将所述编码后的数据包存入所述缓存；

所述管道节点向所述缓存中存入所述数据包之后，判断所述缓存中的数据包个数是否满足发送条件，如果满足，通过线性网络编码转发所述缓存中的数据包。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述发送条件是预先根据管道节点自身的剩余能量和传输成功率设定的。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述编码后的数据包的包头携带有编码规则；

所述源节点通过所述管道发送所述编码后的数据包之后，所述方法还包括：

所述目的节点的缓存中的数据包个数达到所述指定数量时，所述目的节点根据所述编码规则对所述缓存中的数据包进行解码，恢复出所述原始数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述源节点通过所述管道发送所述编码后的数据包之后，所述方法还包括：

当所述目的节点接收数据包的时长达到设定时长，所述目的节点的缓存中的数据包个数未达到所述指定数量时，所述目的节点向上游的主路径节点发送数据包请求消息，其中，所述数据包请求消息携带有欲请求数据包的指示信息；

接收到所述数据包请求消息的节点根据所述数据包指示信息确定自身的缓存中是否存在所述欲请求数据包，如果是，向所述目的节点重发所述欲请求数据包；如果否，向上游的主路径节点转发所述数据包请求消息。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述路由表的建立过程包括：

无线传感器网络中的指定节点广播多个信号包，其中，所述信号包携带以下字段：包括：所述信号包的包号、转发节点的标识、所述转发节点的剩余能量和所述信号包到所述转发节点经过的跳数；

接收到所述信号包的节点根据所述信号包生成所述路由表。