专利名称：无线传感器网络中数据不间断传输的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其是无线协作中继网络的技术领域。
背景技术：
近年来，随着无线通信、信息网络与集成电路等技术的迅速发展，新兴的无线传感器网络应运而生。集成了网络技术、嵌入式技术及传感器技术的无线传感器网络将逻辑上的信息世界与现实的物理世界组织在一起，同时彻底改变了人与自然的交互方式，特别是传感器技术和节点间的无线通信能力为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景，主要表现在军事、环境、健康、家庭和其他商业领域。无线传感器网络是集数据采集、处理及通信功能于一体的分布式自组织网络，由一组无线传感器以自组织方式构成的无线网络，其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发送给观测者。因此，无线传感器网络在科学研究、灾害监测、农业生产、城市交通、日常生活等领域具有非常广阔的应用前景。无线传感器网络通常包括传感器节点、基站和任务管理节点。基站通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力，它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点，也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备，也可以是从众多传感器节点中选取出来的节点。传感器节点通常是一个嵌入式系统，因为受到体积、价格和电源供给受限，它的处理能力、存储能力有限，通信 距离也十分有限，所以通常只与自身通信范围内的邻居节点交换数据。如果要访问自身通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为了保证采集到的数据信息能通过多跳路由送到基站，传感器节点的分布要相当的密集。每个传感器节点都具有信息采集和路由的双重功能，除了进行本地信息采集和数据处理外，还要存储。管理和融合其他节点转发过来的数据。同时与其他节点合作完成一些特定人任务。无线传感器网络的系统架构是大量微型的传感器节点随机密布于整个被观测区域中，通过自组织的方式构成网络。这些传感器节点具有信息采集、信号处理和无线通信的功能，它们既是信息包的组织者，也是信息包的转发者。传感器节点对所采集到的信息进行初步处理，再以多跳中继的方式将其传送给基站，然后途径外部网络如Internet，卫星或移动通信网等相连，最终到达终端用户所在的任务管理器。终端用户也可以通过任务管理器对无线传感器网络进行管理和配置、发布监测任务以及收集回传数据。实际应用中，用户通常需要查询全部或部分网络中节点感知的数据，这就需要适合无线传感器网络的查询方法。无线传感器网络的查询方法通常与其路由技术紧密相关。目前根据网络拓扑逻辑结构无线传感器网络路由分为平面路由和分层路由两类。分层路由中，网络被划分为簇，每个簇有一个簇头和多个成员节点组成，簇头节点负责簇间业务的转发。可以看出，这个实现的网络故障的风险高度集中在簇头上，当簇头出现故障的情况下，该簇头所在簇的所有节点将无法与网关通信，网络将处于瘫痪状态，该簇的信息无法被用户获得；并且存储在簇头中的数据也全部丢失，无法恢复。因此急需提高簇头的可靠性，从而提高网络的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种无线传感器网络中数据不间断传输的方法，以解决现在簇头可靠性的问题。这种无线传感器网络中数据不间断传输的方法，包括以下步骤
步骤SI，初始化阶段，选取簇头和网关节点，确定簇成员；
簇头选举主要基于下面的假设
(1)网络里所有的节点完全相同并且能量非常有限；
(2)无线电信号在各个方向上能量的消耗相同；
(3)基站是固定的，并且离整个无线传感器网络较远；
传感器节点发送k bit数据所消耗的能量为
权利要求
1.一种无线传感器网络中数据不间断传输的方法，包括以下步骤步骤SI，初始化阶段，选举簇头和网关节点，确定簇成员；簇头选举主要基于下面的假设(1)网络里所有的节点完全相同并且能量非常有限；(2)无线电信号在各个方向上能量的消耗相同；(3)基站是固定的，并且离整个无线传感器网络较远；传感器节点发送k bit数据所消耗的能量为
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S13中，从簇头的邻居节点中选出备选簇头的标准是电量最高的作为备选簇头。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S21中具体包括，S41、所述簇结构中的簇头融合由簇成员收集的感知数据；S42、将融合后的感知数据传递至所述网关节点；S43、选择下一跳节点将所述感知数据路由至基站；簇头完成数据融合操作后，通过网关节点将融合后的数据传出查询区域，网关节点和查询区域外的普通节点也会周期性的选出自己的下一跳节点，直至传到基站。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S22中备份的簇头信息包括，簇成员列表、簇头本身的工作状态。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S31当中的阈值NI—般取值20%。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S31当中的阈值T2—般取值1. 5T1。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S32当中的阈值N2—般取值10%。
8.如权利要求1-7所述的方法，其特征在于，所述方法应用在城市交通监控中。
全文摘要
一种无线传感器网络中数据不间断传输的方法，该网络包括多个簇，每个簇有各自的簇头及簇成员，用户通过簇头获得簇成员的状态信息。本发明通过簇头选举组成簇结构，并且每个簇头都选出自己的备选簇头，在数据传输的过程中，簇头的数据备份到备选簇头。当簇头的电量过低或者备选簇头在预定时间内无法获得备份数据时，备选簇头申明成为簇头，并选出新簇头的备选簇头；当簇内成员的电量都很低时，重新组成簇结构。
文档编号H04W84/18GK103068073SQ201310038130
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者王福娟 申请人:王福娟