[实用新型]一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能家居的无线传感网络，尤其涉及一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络。

背景技术

无线传感器网络具有节点能量受限、大规模部署、以数据为中心、动态拓扑等特点，为满足应用需求，往往需要在监测区域部署大量的节点以获取精确的数据。当网络规模较大时，需要考虑网络的容错性、稳定性和可扩展性；与以地址为中心的传统网络不同，无线传感网络以数据作为中心进行查询或传输；节点退出以及新加入，因此要求路由必须能够建立和维护动态拓扑。在无线传感网络中，由于能量受限，节点之间往往无法直接通信，发送数据时通常需要采用多跳路由经由中间节点送至目的节点，路由协议负责路径选择和数据转发，因此路由协议对无线传感网络的可靠性和可扩展性起着非常重要的作用。由于传感器节点存储能力、通信能力和能量受限，传统的无线传感网路由协议的设计目标往往是协议算法简单，节省能耗，这使得网络的可扩展性较差。但是随着无线传感器网络的发展，应用场景也越来越复杂，在大规模的网络中，维持网络的稳定性、降低节点能耗和良好的可扩展性成为了设计路由协议的主要挑战。

针对上述问题，本实用新型提供了一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络，以提高无线传感器网络的效率。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络，以提高无线传感器网络的效率。

为了实现上述目的，本实用采取了如下技术方案：

一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络，包括：传感器节点和网关节点，传感器节点根据网络拓扑关系进行分层，在各层中根据路由度量和规则选取若干层内汇聚节点，传感器节点的信息可以经由汇聚节点对数据进行汇聚处理后，向上传输，直至传输到目的节点网关节点。

其中，

传感器节点包括微处理器，及分别与微处理器连接的射频收发模块，传感器模块、存储器模块、状态指示模块以及能量供应与评估模块；

微处理器模块控制着整个节点的运行；

射频收发模块用于无线传感器节点之间进行无线通信；

传感模块是传感器节点应用的核心，在微处理器模块的调度与控制下，传感器采集周围环境信息；

能量供应与评估模块为整个节点提供能量供应，并在自供电的情况下，评估节点所剩余的能量，当节点所剩的能量低于所设定的阈值时，不允许当前节点作为汇聚节点进行数据的汇聚与处理。

网关节点包括嵌入式微处理器，及分别与嵌入式微处理器连接的SDRAM模块、FLASH模块、电源管理模块、USB接口模块，串口模块、802.11模块、802.15.4模块；

嵌入式微处理器是整个无线传感器高性能节点的核心，通过运行的嵌入式操作系统，负责进行感知接入、数据处理及应用传输；

SDRAM1和FLASH2是存储模块；

USB接口模块为无线传感器网关节点提供硬件基础，通过USB接口模块可实现802.11模块和802.15.4模块的接入；

串口模块为网关节点软件模块的正常运行提供了代码调试功能；

802.11模块负责与骨干网的通信，而802.15.4模块负责与传感器节点的通信，802.15.4模块把收到的传感数据通过串口发送到核心处理器，然后由核心处理器转发给802.11模块，最后送达骨干网。

优选的，所述的传感器节点在发生丢包后，开启三次重传机制来判断当前通信链路是否正常。

优选的，所述的汇聚节点由自定义的竞选机制来竞选选出。

优选的，所述的传感器模块可以用来采集周围环境的温度、湿度和光强度信息。

另外本实用新型提供了一种基于低功耗有损网络路由协议的无线传感器网络的计算方法，具体包括如下步骤：

1)在组网过程中传感器节点按照其相对于网关节点的位置进行网络拓扑分层，在各层中根据路由度量和规则选取若干层内汇聚节点，由其完成层内数据的汇聚融合，根据低功耗有损网络路由协议的有向无环图特性，每个节点可以同时具有多个父节点，因此每个节点除了按照低功耗有损网络路由协议选择最优父节点之外，还将按照一定规则选取的某一层内汇聚节点加入其父节点列表；