[发明专利]一种基于非实时应答机制的无线传感网络数据传输方法

摘要

本发明公开了一种基于非实时应答机制的无线传感器网络数据传输方法，通过在无线传感网络的传感器节点和协调器中嵌入一种允许跨周期应答的非实时应答机制，传感器节点数据发送后不需要立即接收到应答信息，也没有数据重传时隙，在同一通信周期中，应用层不再进行数据重传，当网络通信时隙空闲时，协调器才回送数据接收成功应答信息，协调器甚至在下一通信周期起始阶段才回送上一通信周期数据接收成功应答信息，从而减少数据重传次数。本发明减少了通信数据量，最大化缩短通信时隙，降低路由开销，最终达到进一步降低无线传感器网络各节点的能耗的目的。

主权项

一种基于非实时应答机制的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立网状拓扑结构的无线传感器网络，所述无线传感器网络包括一个协调器和若干无线传感器节点；2)在无线传感器网络的传感器节点和协调器中均嵌入一个非实时应答协议组件；所述非实时应答协议组件提供一个允许跨周期应答的非实时应答机制，所述非实时应答机制是指对于无线传感器节点，在一个通信周期发送一个数据发送后，允许在下一个通信周期起始阶段的接收时隙获得本数据发送成功的应答信息，即传感器节点的数据发送和接收应答信息可不在同一个通信周期完成；对于协调器，在一个通信周期成功接收一个数据后，允许在下一通信周期的起始阶段的发送时隙回送本接收成功数据的应答信息；3)将无线传感网络的通信周期分为苏醒期和休眠期，将协调器的苏醒期从起始时刻依次划分为发送时隙、延迟时隙、接收时隙，将无线传感器节点的苏醒期从起始时刻依次划分为接收时隙、延迟时隙、发送时隙和路由时隙；4)进行基于非实时应答机制的数据传输，数据传输包括协调器向无线传感器节点传输应答信息帧和无线传感器节点向协调器传输数据帧，所述协调器向无线传感器节点传输应答信息帧包括以下步骤：41)协调器与无线传感器节点在一个通信周期的休眠期结束时同时被MESH网络射频模块唤醒；42)协调器进入发送时隙，在发送时隙中发送未发送的数据接收成功应答信息帧，发送完毕后删除此数据编号的应答信息帧，然后继续发送应答信息帧；如果所有的应答信息帧发送结束，而发送时隙还未结束，则直接结束发送时隙，进入延迟时隙；当本发送时隙结束时，如果还有应答信息帧未发送，则终止发送，进入延迟时隙，未发送的应答信息帧留待下一周期发送；43)协调器经过设定的延迟时隙，转入接收时隙，接收来自各无线传感器节点的数据帧，如接收到数据，则保存数据至存储器，同时编码并保存数据接收成功应答信息帧至存储器，直到接收时隙结束；44)协调器在接收时隙结束后，MESH网络射频模块立即进入休眠状态，如果MCU还有任务，就继续进行任务处理，否则进入休眠状态；所述无线传感器节点向协调器传输数据帧包括以下步骤：4a)无线传感器节点与协调器在一个通信周期的休眠期结束时同时被MESH网络射频模块唤醒；4b)无线传感器节点在接收时隙，等待接收来自协调器的数据接收成功应答信息帧，当接收到来自协调器的数据接收成功应答信息帧时，立即删除数据发送区中相应数据编号的数据记录，直到接收时隙结束；4c)无线传感器节点经过设定的延迟时隙，进入发送时隙，无线传感器节点在发送时隙，节点将测量数据以数据帧格式自报给协调器；如果发送时隙结束还有未发送的数据，则留待下一周期进行，进入路由时隙；如果本节点无数据需要发送，则直接进入路由时隙；4d)无线传感器节点在路由时隙，将本节点MESH网络射频模块的通信资源留给以本节点为路由的相关联节点，同时监听和接收来自协调器的信息；4e)路由时隙结束后，MESH网络射频模块立即进入休眠状态，如果MCU还有任务，就继续进行任务处理，否则进入休眠状态。