[发明专利]信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法

权利要求书

1.信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，包括：根据移动传感器中采样周期和紧急性对数据类型进行划分，根据数据类型产生新的时隙请求帧承载数据类型信息，在竞争期内发送相应的时隙请求帧，在非竞争期内由协调器采用改进背包算法对到达的时隙请求帧完成时隙分配，而对于未被成功分配到时隙的节点，采用指数平滑算法来完成数据补全。

2.根据权利要求1所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，移动传感器网络中终端节点在应用层根据发送数据的相对采样周期和紧急性确定其对延迟的敏感程度，完成数据类型的划分。

3.根据权利要求2所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，结合数据类型的划分，利用标准MAC层时隙请求帧中的保留位，其中帧的第六位和第七位分别承载数据的紧急性和相对周期大小信息，作为非竞争期内保证时隙的分配的核心参数。

4.根据权利要求1所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，时隙分配由协调器改进背包算法完成，改进背包算法包括：背包算法结合快速排序算法将已分配时隙的节点按照权值从高到低顺序进行先后排序，在最大传输权值的基础上保证异类数据的相对传输延迟。。

5.根据权利要求2所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，数据类型的划分包括：数据类型包括长周期正常数据、长周期紧急数据、短周期正常数据和短周期紧急数据，且按照不同数据对于延迟的敏感程度从大到小排序依次为短周期异常数据、长周期紧急数据、短周期正常数据和长周期正常数据，数据类型的确定在节点的MAC上层应用层进行确定，并通过MLME-GTS.reuqest原语产生。

6.根据权利要求3所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，新的时隙请求帧的帧结构的第六位设置为紧急位，表示需要传输数据是否为紧急数据，若数据为紧急数据，则该位置为1，若为正常采样数据，该位置为0；第七位设置为传输周期位，表示需要传输数据的传输周期大小，即相对于平均传输周期的大小，当节点的传输周期小于平均传输周期Tavr，为短周期数据类型，则该位置为1，当节点的传输周期大于平均传输周期Tavr，为长周期数据类型，且该位置为0。

7.根据权利要求5所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，设对于未成功分配到时隙的初始采样数据从t＝0开始的时间序列为{Yt|t＝t1,t2,t3…tn}，指数平滑算法的输出基于时间序列的模型则表示为{St|t＝t1,t2,t3…tn}，则一次指数平滑的递推关系可以表达为：

S_t+1＝aY_t+(1-a)S_t；

其中Y_t为t时刻的采样值，S_t为t时刻的指数平滑预测值，S_t+1为t+1时刻的指数平滑预测值，a为通过指数平滑算法的平滑系数，取值范围为[0,1]。

8.根据权利要求1所述信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法，其特征在于，协调器接收到来自各无线传感器节点的采样周期，算出网络中节点的平均采样周期；假设有N个传感器节点，每个节点的发送周期为Ti，则平均发送周期Tavr可以表示为：

对于第i个节点，当其数据发送周期Ti小于Tavr时，其为短周期数据，而当其数据发送周期Ti大于Tavr时，其为长周期数据。