[发明专利]基于三角剖分的传感网数据传输系统及传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及无线通信领域中的一种基于三角剖分的传感网数据传输系统及传输方法。

背景技术

传感网是由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。传感网具有大规模、自组织、动态性、以数据为中心和应用为牵引等特性。其通过节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波等信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象，进行实时数据采集、监督控制和信息共享与存储管理等功能。它使目前的网络技术的功能得到极大的拓展，使通过网络实时监听各种环境、设施及内部运行机理等成为可能。也就是说，原来与网络相距甚远的家电、交通管理、农业生产、建筑物安全、旱涝预警等，都能够得到有效的网络监测，有的甚至能够通过网络进行远程控制。因此，传感网技术被美国《技术评论》评为未来改变世界十大技术之首，并指出信息时代将从“网络就是计算机时代”进入到“网络就是传感器时代”。传感网可以广泛应用于军事、制造业、环境科学、安全、交通管理、医疗卫生、灾害预测和城市信息化建设等领域。

传感网节点能够感知周边环境信息，并以多跳转发的方式将数据传递到目的节点。节点扮演着即是中间节点又是目的节点的双重身份。节点动态的移动性，造成传感网拓扑动态变化，引起节点数据传输路由发生改变，因此路由的可靠性对传感网的数据传输起着至关重要的作用。然而，无线通信环境下传感网数据传输会受到多种因素影响，包括无线信道质量、节点物理间距、信号衰减程度、网络传输模式，特别是节点的自主移动和动态拓扑变化。另外，在不同时间和空间上对节点间数据传输的影响程度也不同，这使得在传感网环境下节点间的数据传输设计更加复杂。

现有相关的传感网数据传输方法均存在一些问题，具体总结表现在以下两点：

1、很多都是在假设节点静态的情况下，进行传感网数据传输计算，忽略了节点的自主移动，造成传感网拓扑结构动态变化，使得数据传输链路失效，丢包和数据重传现象严重，从而造成节点间的网络稳定性差，不能够满足链路的QoS(服务质量)；

2、一些数据传输方法虽然考虑了节点的自主移动，但没有考虑计算的复杂性，计算开销大和时延长，增加了节点的计算量，造成节点能量损耗大和降低了节点和传感网的生存期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于三角剖分的传感网数据传输系统及传输方法，解决传统技术中的传感网数据传输存在的节点间的网络稳定性差，不能满足链路的QoS、节点计算复杂而造成节点能量损耗大的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：基于三角剖分的传感网数据传输系统，包括：

邻居节点信息采集模块，用于收集邻居节点周期性广播的包括邻居节点信息的Hello报文，形成邻居节点信息表，并通过监听邻居节点的状态更新邻居节点信息表；

数据处理模块，用于通过三角剖分法建立本节点间与邻居节点之间的几何空间模型，形成节点间数据传输路由，当邻居节点信息表发生变化时，更新三角剖分，形成新的数据传输路由；

数据传输模块，用于根据节点间的数据传输路由进行数据传输及管理。

进一步，所述邻居节点信息包括邻居节点的地理信息及节点ID号。

进一步，所述三角剖分是假设V是二维实数域上的有限点集，边e是由点集中的点作为端点构成的封闭线段，E为e的集合；那么该点集V的一个三角剖分T＝(V，E)是一个平面图G，则平面图G满足条件：1、除了端点，平面图中的边不包含点集中的任何点；2、没有相交边；3、平面图中所有的面都是三角面，且所有三角面的合集是散点集V的凸包。

进一步，所述监听邻居节点的状态是指监听处于邻居节点信息表中的邻居节点是否处于离开状态及是否有新的节点加入。

进一步，监听处于邻居节点信息表中的邻居节点是否处于离开状态及是否有新的节点加入的方法是：本节点对处于邻居节点信息表中的邻居节点进行检测，如果有邻居节点不在本节点的无线通信半径范围内，则表明该邻居节点处于离开状态；如果本节点接收到新的节点的ID号，且该新的节点进入本节点的无线通信半径范围内，则表明有新的节点加入。

本发明的另一目的在于，提出一种基于三角剖分的传感网数据传输方法，包括以下步骤：

a.进行网络初始化；

b.本节点对邻居节点信息进行采集，形成邻居节点信息表；

c.本节点构造三角剖分，形成与邻居节点之间的数据传输路由；