[发明专利]一种应用于WSN的从汇聚节点到传感节点的可靠传输方法

说明书

本发明公开了一种应用于WSN的从汇聚节点到传感节点的可靠传输方法，汇聚节点在下发信息前，首先发送对信息抽象后的信息系脉冲Abs；其次，根据汇聚节点到传感节点的路径长度和路由节点能力，以及网络状态，选择“健壮”的节点作为核心节点用来缓存信息；再次，当节点发现数据包丢失时，及时发送丢包请求NACK，向上游核心节点请求丢包；如果上游核心节点多次收到下游节点对同一个数据包的丢包请求，则启动重路由策略克服路径拥堵或者路由空洞问题；最后，传感节点接收到完整的对应于Ads的数据信息后，传感节点反馈状态信息Adv到汇聚节点。本发明解决了无线自组织网络中从汇聚节点向传感节点发送数据包的可靠传输问题。

技术领域

本发明属于无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Networks)的传输技术领域，涉及一种应用于WSN的从汇聚节点到传感节点的可靠传输方法。

背景技术

随着WSN应用的普及与推广，在特定的应用中对数据传输的可靠性提出极高的要求。一种高可靠性的数据传输方法对于无线传感器网络和其应用来说意义重大，不仅能够拓展其应用领域，而且可以提高感知的准确性和可靠性以及感知效率。

然而，现有的数据传输方法提供的可靠性无法满足需求。尽管从多源传感器节点利用数据的重复性和数据融合方法可以提高可靠性，但是容易造成数据传输拥塞，造成网络瘫痪或者大量丢包。并且对于单源传感器网络不适用，从汇聚节点到传感器节点的数据传输就属于单源的端到端传输。对于多分组可靠传输协议(RMST)，是一种从源节点到汇聚节点的可靠传输协议，该协议利用网络内的节点对所传数据进行缓存，采用定向扩散，提供端到端的可靠传输，然而这种方法额外增加了大量的处理和存储，大量消耗了网络中节点的能量和缓存。对于慢充快取传输协议(PSFQ)，尽管采取了中继节点缓存信息，实现丢包之后快速向上一级中继缓存节点请求重传，然而对于单个包的信息丢失和全部信息数据包的丢失没有给出解决办法。对于一种下行数据包恢复协议(GARUDA)，利用汇聚节点资源丰富、传感节点资源受限的特点，汇聚节点在发送数据前，发送脉冲信息告知其他节点即将发送数据，但是该脉冲信息仅仅是一种提醒，未告知其他节点是什么类型信息和信息的大小。其次，该协议也是采用核心节点缓存数据，实现双相丢包恢复。但是在选择核心节点时采用的原则是中继节点到汇聚节点跳数是三的倍数的节点被选作核心节点，未考虑该节点的能力和能量的多少，容易造成该节点能量最先消耗殆尽而失去作用，且在核心节点选择过程中未考虑网络的状态，容易导致核心节点选择过多或过少问题。

发明内容

为实现从汇聚节点到传感节点的可靠数据传输的目的，本发明提供一种应用于WSN的从汇聚节点到传感节点的可靠传输方法，实现了数据下行的可靠传输。

本发明所采用的技术方案是：

一种应用于WSN的从汇聚节点到传感节点的可靠传输方法，具体按照以下步骤进行：

S301：汇聚节点首先发送轻量级的对即将发送信息进行概要描述的信息脉冲Abs，网络中其他节点对Abs进行中继传播，直至传播到传感节点；汇聚节点发送的信息脉冲Ads占用时间很短，占用网络资源很少，不会给网络带来压力和给中继节点带来资源浪费。目的是为了解决单个数据包或者一条指令消息的所有数据包在传输过程中丢失，且接收节点无法察觉是否丢失的问题；

S302：发送Abs之后，汇聚节点首先根据节点的上报频率确定网络的拥塞程度；其次根据网络状态来调整自己向传感节点发送指令数据包的数据速率，最后发送与Abs对应的信息的数据包；

S303：汇聚节点向传感节点发送数据包，数据包在通过中间节点中继的过程中，由于网络或者环境因素导致组成一条信息的数据包中某个有序数据包丢包，或者所有数据包丢包。如图3中中继节点B发现数据包丢包；

S304：中继节点发现数据包丢失后，即刻反向发送NACK，向数据包发来方向的中继节点 A请求重发该丢失的数据包；