[发明专利]一种用于线型无线传感器网络的数据传输方法以及装置

说明书

本发明公开了用于线型无线传感器网络的数据传输方法及装置。该方法包括：获取自身到相邻传感器节点的距离和网络中存在的传感器节点不相交的传输路径的总数目；接收上一跳相邻传感器节点发送的初始化消息包；根据上一跳相邻传感器节点的编号得到自身的编号，并将以自身编号更新后的初始化消息包转发至下一跳相邻传感器节点，以使得其它传感器节点获得自身的编号；根据自身的编号和所述传输路径的总数目进行计算；根据计算结果向其它传感器节点广播第二消息包；若自身的第二消息包与接收的第二消息包包含的计算结果相同，则与该接收的第二消息包对应的传感器节点构成一条到汇聚节点的传输路径，以实现数据传输。

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体地，涉及一种用于线型无线传感器网络的数据传输方法以及装置。

背景技术

用于高速列车运行环境监测的线型无线传感器网络由具有感知能力、计算能力以及通信能力的传感器节点组成，所有传感器节点通过自组织的方式组成一对多或者多对一的通信网络，以一跳或者多跳的方式把采集到的传感器数据发送到目的节点。线型无线传感器网络在高速铁路运营环境监测领域具有广阔的应用前景。针对高速列车运行环境—高速铁路的长距离线状的特殊结构，使得线型无线传感器网络的节点数据传输的鲁棒性问题和节点自组网问题成为了人们关注的热点问题。网络数据传输的鲁棒性对于高速列车运行环境监测数据的传输、保证高速列车安全的运行尤为重要。对于线型的无线传感器网络，传统的数据传输方式一般采用基于节点能量有效的最小生成树算法形成数据传输路径。

然而，在传统的数据传输方式下，一旦某个传感器节点由于能量耗尽或其它原因造成死亡或受到高速列车、铁路弓电网杆等产生的强电磁场的干扰，将会导致线型无线传感器网络的数据传输的中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于线型无线传感器网络的数据传输方法以及装置。其中，所述方法通过使得线型无线传感器网络的传感器节点以自组织的形式形成多条传感器节点不相交的传输路径，不仅减小了线型无线传感器网络中的数据传输对一些特定节点的依赖性，而且还提高了复杂环境下线型无线传感器网络数据传输的鲁棒性。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于线型无线传感器网络的数据传输方法。所述方法包括：获取自身到相邻传感器节点的距离；根据自身的最大通信范围和到相邻传感器节点的距离计算所述线型无线传感器网络中存在的传感器节点不相交的传输路径的总数目；接收上一跳相邻传感器节点发送的初始化消息包，所述初始化消息包包括上一跳相邻传感器节点的编号；根据上一跳相邻传感器节点的编号得到自身的编号，并将以自身编号更新后的初始化消息包转发至下一跳相邻传感器节点，以使得其它传感器节点获得自身的编号；根据自身的编号和所述传输路径的总数目进行计算；根据计算结果向其它传感器节点广播第二消息包；以及将自身的第二消息包与接收的第二消息包分别进行对比，若第二消息包所包含的计算结果相同，则与该接收的第二消息包对应的传感器节点构成一条到汇聚节点的传输路径，从而形成数量与所述传输路径的总数目相同的传感器节点不相交的传输路径，以实现数据传输。

其中，获取自身到相邻传感器节点的距离包括：接收相邻传感器节点广播的位置消息包，所述位置消息包包括所述相邻传感器节点的位置信息；以及根据自身的位置信息和所述相邻传感器节点的位置信息计算自身到所述相邻传感器节点的距离。

其中，根据以下公式计算得到所述线型无线传感器网络中存在的传感器节点不相交的传输路径的总数目：

K＝INT(d_max/d)

其中，K表示所述线型无线传感器网络中存在的传感器节点不相交的传输路径的总数目，INT(*)表示对*向下取整，d_max表示所述传感器节点的最大通信范围，d表示所获取的到相邻传感器节点的距离。