[发明专利]一种传感器组网方法及采用该方法传感器网络

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种传感器组网方法及使用该方法的传感器网络。

背景技术

无线传感器网络，一般由部署在监测区域内大量传感器节点组成，通过无线通信的方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。

在传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有网络基础结构的地方，传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理。

现有技术多采用紫蜂协议或者WiFi通信协议实现传感器的自组网。由于紫蜂协议的半开放性，采用紫蜂协议的产品其开发灵活性较低，且采用了CSMA-CA冲突避免策略，传感器在传输数据时，必须在通信信道空闲时且空闲维持一段时间后，再等待一段随机的时间依然空闲时，才提交数据。该策略使得紫蜂网络系统的实时性较差。对于采用WiFi组网的产品而言，其网络节点的规模一般不超过16个，使得网络的扩展受到较大限制。因此，现有的传感器组网方法存在不足。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基站和终端之间具有独立的通信信道，且网络扩展简单灵活的传感器组网方法和使用该方法的传感器网络。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种传感器组网方法，包括以下顺序步骤：

s1.基站设备初始化；终端设备初始化；

s2.所述基站扫描预设频段，邀请所述预设频段中工作在不同频率的所述终端加入网络；

s3.所述基站根据网络中所述终端的入网排序为加入网络的所述终端分配工作时隙。

进一步的，步骤s1包括以下步骤：

s11.所述基站的基站通信单元载入所述预设频段；

s12.所述终端的终端通信单元设置为接收模式，将接收频率固定在其初始化频率上，等待接收所述基站的基站通信单元发来组网邀请。

再进一步的，所述初始化频率包括在所述预设频段中，且所述初始化频率为所述终端的绝对编号与跳频间隔的乘积加上基础频率的和；所述跳频间隔不小于所述终端通信信道的最小频率宽度。

又一步的，步骤s2包括以下步骤：

s21.所述基站在所述预设频段中顺序改变发送频率进行所述组网邀请的发送；

s22.当所述发送频率与所述初始化频率相同时，所述终端接收到所述组网邀请；

s23.所述终端将组网邀请回送给所述基站，所述基站将所述终端纳入网络中并为该终端设定工作频率；

s24.所述基站继续改变发送频率发送所述组网邀请，以识别其他频率上的终端。

作为一种改进，步骤s3还包括以下步骤：

s31.所述基站根据所述终端的入网排序为该终端分配相应的工作节点号；

s32.所述基站在传输周期开始时统一向网络中的所有终端发出数据传输命令，激活所述终端的定时单元；

s33.所述定时单元达到工作时隙时，所述终端向所述基站传输数据。

再者，所述工作时隙为所述终端的所述工作节点号与单位延时的乘积；所述单位延时大于等于所述基站从发送模式转换为接收模式的最小时间。

进一步的，步骤s3还包括以下步骤：

s34.网络中的所有终端依次在所述传输周期的保留时间段向所述基站发送终端状态信息；所述保留时间段为最大的所述工作节点号加一后与所述单位延时的乘积。

再进一步的，传感器组网方法还包括以下步骤：

s4.所述基站在预定时间内扫描扩容频率，邀请工作在所述扩容频率的所述终端加入网络；若有新的所述终端加入，则进入步骤s3；

s5.所述基站对所述传送周期内未发送数据的所述终端进行无响应计数，当无响应记数大于预设次数时，将该终端从网络中删除；

s6.所述基站告知网络中所有工作节点号大于被删除的终端的所述终端，所述工作节点号自动减一。

又一步的，传感器组网方法还包括以下步骤：

z1.所述基站接收控制命令，中断当前步骤；

z2.执行相应的响应程序；

z3.该响应程序执行完毕，所述基站退出中断，回到中断前的步骤继续执行；

所述控制命令包括上位机命令和外部中断命令。

为了解决上述问题，本发明还提供一种传感器网络，包括基站和至少一个终端，所述基站设置有：