[发明专利]基于分层结构的无线传感网

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种基于分层结构的无线传感网，属于无线传感网络技术领域。

背景技术

无线传感网是由大量的空间分布的自组织传感器组成的无线网络，主要用来监控物理或环境如温度、声音、震动、压力、运动等变化并互相协作把采集到的数据传送到一个中心服务器。典型的传感器模块由以下几个部分组成：带有内部天线或者外部天线的无线收发器，连接传感器的微控制器，电池或者嵌入的能量(太阳能、热能)收集器组成，因此传感器模块具有低功耗、低速率的特点。

传统的传感器网络由单一的网状网络或者树形网络组成，维持整个网络正常工作的数据量随着网络节点的增加成倍的增加。这种情况在高速率的无线网络中问题不是很大，但是由于传感器模块的低功耗、低速率的特点，对整个网络的资源浪费就显得非常明显，更有甚者直接导致整个网络的瘫痪。因此传统的传感器网络具有较低的扩展性和资源利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，尤其是为了有效地解决传统无线传感网中存在的低扩展性和低资源利用率的问题，而提供一种整合了网状网络和树形网络的各自优势，能提高整个网络资源利用率的基于分层结构的无线传感网。

发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括：一由较高速的无线网络模块组成的主干网，一由较低速且成本较低的无线网络模块组成分支网，所述的主干网选择网状网络，而分支网选择树状网络，且每个分支网依附于特定的主干网的节点之下。

所述的主干网是由GW(Gateway)，RN(Relay Node)节点来组成的，它们之间通过网状网络路由协议来实现数据的发送和转发功能；所述的分支网是以GW或者RN上的Sensor Interface、RES(Range Extender Sensor)、ES(End Sensor)节点来组成的，并以Sensor Interface为根节点的树形网络路由协议来实现数据的发送和转发功能。

本发明所述的主干网是采用标准的网状网络路由算法来实现主干网的路由算法，且整个路由的链路信息均存储于GW/RN节点上，当有数据从中心服务器发送到某个特定的传感器模块时，数据通过主干网的路由算法发送到特定的根节点，根节点可以查找相应的路由链路发往特定的传感器模块。

本发明的技术效果有：

从可扩展性、系统开放性、网络结构以及可靠性等各项技术指标来看，基于分层结构的无线网络相比较于传统的无线传感网络都有一定的优势。而基于分层结构的无线网络的系统柔性高，可动态配置、扩展，网络复杂度低、自适应管理，可靠性、稳定性高，节能高效等特点更是有效地解决传统无线传感网中存在的低扩展性和低资源利用率的问题。

下表为基于分层结构的无线网络的主要技术优势：

附图说明

图1是本发明所述的分层无线网络布局示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：发明所述的基于分层结构的无线传感网，它主要包括：一由较高速的无线网络模块组成的主干网，一由较低速且成本较低的无线网络模块组成分支网，所述的主干网选择网状网络，而分支网选择树状网络，且每个分支网依附于特定的主干网的节点之下。

所述的主干网是由GW(Gateway)，RN(Relay Node)节点来组成的，它们之间通过网状网络路由协议来实现数据的发送和转发功能；所述的分支网是以GW或者RN上的Sensor Interface、RES(Range Extender Sensor)、ES(End Sensor)节点来组成的，并以Sensor Interface为根节点的树形网络路由协议来实现数据的发送和转发功能。

本发明所述的主干网是采用标准的网状网络路由算法来实现主干网的路由算法，且整个路由的链路信息均存储于GW/RN节点上，当有数据从中心服务器发送到某个特定的传感器模块时，数据通过主干网的路由算法发送到特定的根节点，根节点可以查找相应的路由链路发往特定的传感器模块。

实施例：

本发明所述的无线传感网主要涉及到的几个部分：

一分层无线网络，