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专利号: 2017103459234
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无线传感器网络的数据采集方法,其特征在于,所述方法通过无线传感器网络中的各个节点按下述步骤实现消息广播或消息接收,进而通过消息在节点之间的转发实现数据采集;所述步骤包括:S1、接收信道中的消息;若所述消息为基站广播的第一数据请求消息,执行步骤S3;若所述消息为第二数据请求消息,执行步骤S2;若所述消息为感知数据消息,执行步骤S4;所述第二数据请求消息包括所述第一数据请求消息、当前节点及当前节点的转发能力值;S2、建立第二数据请求消息集合,判断所述第二数据请求消息集合中的第二数据请求消息是否有效,并将所有有效的第二数据请求消息中的节点添加到节点上的候选中继节点列表中,执行步骤S3;所述候选中继列表中的节点按照节点的转发能力值排序;S3、判断当前节点是否具有数据请求消息所请求的感知数据;若不具有所请求的感知数据,执行步骤S6;否则,执行步骤S7;S4、判断当前节点是否在所述感知数据消息的候选中继节点列表中;若当前节点在所述感知数据消息的候选中继节点列表中,执行步骤S5;S5、判断当前节点的候选中继节点列表是否为空;若非空,执行步骤S7;S6、构造并广播当前节点的第二数据请求消息;S7、构造感知数据消息并广播;所述感知数据消息包括基站所请求的感知数据以及当前节点上的候选中继节点列表。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S7在广播感知数据消息的同时,还包括下述步骤:S701、在构造感知数据消息的节点上,设置并启动所述感知数据消息对应的广播计时器;S702、监听感知数据消息的确认消息;若监听到感知数据消息的确认消息,执行步骤S703;否则,执行步骤S704;S703、停止所述广播计时器计时;S704、判断所述广播计时器计时是否结束;若所述广播计时器计时结束;执行步骤S705;S705、重新广播所述感知数据消息并重启所述广播计时器;返回步骤S702。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中的判断包括下述步骤:将发送第二数据请求消息的节点记作第一节点,将接收该第二数据请求消息的节点记作第二节点;若所述第二节点与基站之间的距离大于所述第一节点与基站之间的距离,则所述第二节点收到的第二数据请求消息被认为有效。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S7在广播感知数据消息之前,还包括下述步骤:S711、启动当前节点上的任务计时器;S712、在所述任务计时器处于终止时间时,将当前节点上的候选中继节点列表加入到接收的感知数据消息中。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述转发能力值计算方法如下:(I)若要计算转发能力值的节点是作为基站的节点的邻居节点,则该节点的转发能力值计算式为式(1);(TT)若要计算转发能力值的节点不是作为基站的节点的邻居节点,则该节点的转发能力值计算式为式(2);

式(1)中:e表示要计算转发能力值的节点的剩余能量,E表示要计算转发能力值的节点的初始总能量;d′为要计算转发能力值的节点与作为基站的节点之间的距离进行归一化处理后的值,d′∈[0,1.0];α表示要计算转发能力值的节点的剩余能量在转发能力值中所占的权重,α∈[0,1.0];c表示转发能力值,c∈[0,1.0];式(2)中:v表示要计算转发能力值的节点;ev表示节点v的剩余能量,E表示节点v的初始总能量;d′v表示节点v与基站之间的距离进行归一化处理后的值;α表示节点v的剩余能量在转发能力值中所占的权重,α∈[0,1.0];β表不节点v与基站的距离在转发能力值中所占的权重,β∈[0,1.0];γ表示节点v的邻居节点转发能力的折扣因子,γ∈[0,1.0];vi表示第i个有效的第二数据请求消息所对应的广播节点;

S0、当节点为基站时,广播第一数据请求消息。8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤S0之后,还包括下述步骤:S0’、设置感知数据消息的接收时间,若在所述接收时间内未收到所述感知数据消息,则广播数据停止采集消息;所述数据停止采集消息包括一个用于节点的休眠时间长度。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述步骤S1中的消息还包括所述数据停止采集消息;当接收的消息为所述数据停止采集消息,则执行下述步骤:S12、广播所述数据停止采集消息,然后按所述数据停止采集消息中的休眠时间长度进行休眠。10.一种无线传感器网络的节点,其特征在于:所述节点使用权1-权9任意所述的方法进行消息广播或消息接收。