[发明专利]一种无线传感器节点和一种无线传感器网络

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术，尤其涉及一种无线传感器节点和一种无线传感器网络。

背景技术

无线传感器网络是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、信息处理技术和网络通信技术，是信息技术中的一个新的领域。无线传感器网络由成千上万个高密度分布的、处于被观测对象内部或周围的无线传感器节点组成，部署在楼宇、田间、山脉、桥梁、公路等地方。它具有广泛的应用前景，范围涵盖医疗、军事、家庭等多个领域。无线传感器网络的实现采用的是自组织网络技术，由无线传感器节点采集到的信息，通过其他节点逐跳地进行传输，经过多跳后最终传回数据处理中心进行处理。无线传感器节点的数目非常庞大，部署这些节点往往需要耗费大量的人力、物力以及时间，手动配置也比较困难，所以在无线传感器网络中，通常需要满足无线传感器节点的零配置、零监管、自组织、自维护等条件。

为了更好地实现无线传感器网络中节点之间的部署、配置、维护和数据传输，在现有的无线传感器网络路由协议中，一般采用的是集中式路由的方式或者广播式获取路由的方式：集中式路由方式是指对所有的传感器节点进行集中管理，利用中心节点收集数据并发出相应指令；而广播式获取路由的方式则指在需要的时候，实时性的发出请求以期得到所需节点的路由信息。

但是，根据以上描述可以看出，现有技术中的计算和处理方式过于集中，需要统一的收集数据和发送指令，会在短时间内大量占用同一区域的信道，很容易引起网络拥堵，并且受无线传感器节点自身的存储和计算能力限制非常大，无法支持比较深的路由深度，所以这些现有的路由协议无法满足大规模的无线传感器网络要求，不适合组建大规模无线传感器网络。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种无线传感器节点和一种无线传感器网络，能够解决现有技术中无线传感器节点间收发路由信息容易引起网络拥堵的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种无线传感器节点，包括：信息发送单元、信息接收单元和处理单元，处理单元与信息发送单元、信息接收单元分别相连，其中：

信息发送单元，用于利用处理单元的处理结果，向邻居节点发送包含自身路由信息和友好节点路由信息的Hello包；

信息接收单元，用于接收由邻居节点发送的Hello包，并将结果发送至处理单元；

处理单元，用于根据接收到的所述邻居节点发送的Hello包，更新自身的友好节点路由信息，并控制信息发送单元发送Hello包信息。

进一步地，所述信息发送单元和信息接收单元都位于射频芯片中。

进一步地，所述处理单元包括：

链路更新子单元，用于判断并更新所述友好节点到发送该Hello包的邻居节点的链路质量信息；

和/或，邻居表子单元，用于根据所接收到的发送Hello包的邻居节点信息建立邻居表，所建立的邻居表包括：邻居节点地址、所接收的邻居节点信号的发射强度、与邻居节点、与邻居节点的链路质量、与邻居节点的链路可靠度中的一个或多个信息。

进一步地，所述邻居表子单元包括：链路可靠度计算模块，用于计算邻居节点的链路可靠度，计算公式为：

LR=A(SysRunTime/RecHelloTimes)，

其中LR为链路可靠度，A为运算系数，SysRunTime为无线传感器网络节点上电后的运行时间，RecHelloTimes为无线传感器网络节点上电后接收到所述邻居节点发送的Hello包次数。

进一步地，

所述链路更新子单元和所述邻居表子单元均位于中央处理器中；

所述处理单元还包括：晶振，与中央处理器相连，用于提供中央处理器的工作频率，控制数据发送单元按照固定的时间间隔向邻居节点发送包含自身路由信息和友好节点路由信息的Hello包；

所述晶振用于控制Hello包发送的的固定时间间隔为：3分钟；

所述晶振为32MHZ无源晶振。

进一步地，

所述节点还包括：射频晶振，与射频芯片相连，用于提供射频芯片的工作频率；

所述射频晶振为32MHZ无源晶振。

进一步地，所述节点还包括：

射频开关和功率放大器，用于控制射频信号输出并放大所输出的射频信号；

和/或，射频开关和低噪放大器，用于控制射频信号接收并对所接收的射频信号做低噪声放大、滤波处理；

和/或，天线，用于接收和发送射频信号。