[发明专利]一种无线传感器网络系统

说明书

一种无线传感器网络系统，包括节点选取装置和多个传感器节点；节点选取装置分别与所述多个传感器节点耦接；所述节点选取装置，适于从无线传感器网络中的传感器节点中的潜在编码节点中选取部分节点作为编码节点；所述潜在编码节点为入射边的数量大于或等于2且出射边的数量大于或等于1的传感器节点；所选取的编码节点，适于采集对应的监测数据并进行编码后传输至对应的下一节点；除所述编码节点之外的其他传感器节点，适于采集对应的监测数据并传输至对应的下一节点。上述的方案，可以提高无线传感器网络的数据传输效率，提高网络吞吐量。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种无线传感器网络系统。

背景技术

相比于有线通信网及互联网络，无线传感器网络规模更大，可以说是无处不在。但无线传感器网络具有能量受限、计算能力不足、规模庞大等传统网络不具备的特点，这给传感器网络的研究及应用带来了诸多困难。国内外很多高校、研究所通过十年左右的研究实践，取得了一系列的研究成果。

无线传感器网络中的多播网络是一种一对多的网络，在多播网络中，一个信源节点可以向多个信宿节点发送消息。网络编码的概念是由Ahlswede R 等人提出并正式发表于2000年，理论研究和实验已经展示了网络编码在无线传感器网络中的优势，如多播网络中采用网络编码可以使其网络吞吐量和鲁棒性等方面的性能提升。

但是，现有的无线传感器网络中的数据传输方法，存在着数据传输效率低的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提高无线传感器网络的数据传输效率，提高网络吞吐量。

为了达到上述目的，本发明提供一种无线传感器网络系统，包括节点选取装置和多个传感器节点；节点选取装置分别与所述多个传感器节点耦接；

所述节点选取装置，适于从无线传感器网络中的传感器节点中的潜在编码节点中选取部分节点作为编码节点；所述潜在编码节点为入射边的数量大于或等于2且出射边的数量大于或等于1的传感器节点；

所选取的编码节点，适于采集对应的监测数据并进行编码后传输至对应的下一节点；

除所述编码节点之外的其他传感器节点，适于采集对应的监测数据并传输至对应的下一节点。

可选地，所述节点选取装置，适于将无线传感器网络转换为有向图网络，并采用图分解算法将所述有向图网络进行分解；基于分解后的有向图网络构建对应的网络编码资源优化数学模型，并求解所述网络编码资源优化数学模型的最优解，得到所选取的编码节点。

可选地，所述节点选取装置所构建的所述网络编码资源优化数学模型为：

且：

其中，Φ(G_NCM)表示分解后的有向图网络的编码边的数量，Min(.)表示求解最小值，ξ_ij表示分解后的有向图网络中第i个潜在编码节点的第j条输出边，当第i个潜在编码节点的第j条输出边执行编码操作，则设置ξ_ij＝1，反之，则设置ξ_ij＝0；R(s，t_k)表示源传感器节点s到目的传感器节点t_k的可达多播速率，O_i表示第i个潜在编码节点的出射边的数量，p_i(s，t_k)表示在分解后的有向图网络中源传感器节点s到目的传感器节点t_k的第i条路径，γ_i(s，t_k)＝{e|e∈p_i(s，t_k)}，表示路径p_i(s，t_k)的所有链路的集合。