[发明专利]精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法

权利要求书

1.一种精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：无线传感器网络中的所有节点进行互联通信，根据包含信号强度在内的量纲确定无线器网络的拓扑结构，定义网络中的叶节点为传感节点，而其它非叶节点为传输节点，传输节点兼具传感节点的功能，传输节点与其相连的传感节点或传输节点组成通信子网；

步骤二：传输节点与其相关联的叶节点通信，确定通信子网中各节点的传感器的采样频率，最终确定通信子网中的最高采样率，然后该传输节点将改变属性，对上传传输节点表现为叶节点；

步骤三：传输节点按照通信子网中的最高采样率对各路采样信号进行插值得到多路输入信号，实现重采样；

步骤四：传输节点对多路输入信号进行重排、预测压缩和重组，组成采样数据块，并与上行传输节点通信，确定整个系统所能承受的最大采样延时，根据采样延时决定采样数据块数据以列向量或块的形式传输；

步骤五：判断系统级测试传输速率及采样误差是否满足系统运行要求，若满足，系统正常运行，否则，返回步骤四；

步骤四具体为：

首先，采用预测编码对多路输入信号进行压缩处理，将多路输入信号切分成大小相等的数据单元，若干个数据单元构成一个时隙，在一个时隙内的第一个数据单元被作为基准信号单元，时隙内的后继数据单元均与基准信号单元相对比，将它们的差值信号作为预测残差信号，并对预测残差信号进行改变换DCT变换量化；

其次，上述步骤生成传感器网络的基本数据流，将多路输入信号与基本数据流进行差值运算得到基准信号差值和预测残差差值，对基准信号差值改变换DCT变换；

之后，传输节点对基准信号及预测残差信号采用粗量化，产生基本层，即粗粒度数据；对基准信号差值和预测残差差值采用细量化，产生增强层，即细粒度数据；

最后，根据信道实际带宽，适应性裁剪传输流，保证基本层传输，舍弃部分增强层，保证系统的正常运行。

2.根据权利要求1所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，步骤三中采用线性插值计算在时域或频域实现重采样。

3.根据权利要求1所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述改变换DCT变换为逻辑左移位DCT系数变换。

4.根据权利要求3所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述基准信号的变换为补零左移4位；所述预测残差信号的变换为补零左移2位；所述基准信号差值的变换为补零左移2位，所述预测残差差值的变换为补零左移1位。

5.根据权利要求4所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，步骤四和步骤五之间还包括：

上传传输节点在接收到传输节点传输的数据后，采用数据左移和反DCT变换恢复出基本层和增强层，并将其叠加恢复出通信子网中所有节点的采样值，并与自身其他传感节点数据做类似于该传输节点的处理，再将新的合成数据流传送至更高层的上传传输节点。

6.根据权利要求1所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述无线传感器网络中的各节点均采用STM32W108射频芯片，且片内固化WSN网络议栈。

7.根据权利要求1所述的精细粒度可调的低延时传感器网络数据传输方法，其特征在于，所述无线传感器网络的拓扑结构采用树状拓扑结构。