高数据成功率。
[0047]由于每个终端节点采用低功耗的无线芯片，所以每个终端节点在低速率时占用的带宽较窄。以终端节点采用FSK调制方式对原始数据进行调制为例，其频谱图如图2所示，其中两个波峰之间的频谱距离设置为10Hz (赫兹)，则终端节点占用的无线信道的带宽一般不超过IKHz (千赫兹)。当然终端节点除采用FSK对原始数据进行调制外还可以采用其他调制方式，对此本发明不再一一阐述。
[0048]102:终端节点将调制后的数据通过各自的无线信道发送至基站。
[0049]为了满足无线传感器网络部署的灵活性以及最大限度的提高无线信道利用率，终端节点可以采用跳频机制通过各自的无线信道与所述基站进行通信，即终端节点每次数据发送都选择不同的无线信道，基站根据接收的数据在相同的无线信道回复应答消息至终端节点，以提示终端节点此次通信结束，此时终端节点结束数据发送。其中应答消息中携带有ACK和终端节点的标识符，ACK是在数据通信中，基站发给终端节点的一种传输类控制字符，表示终端节点发来的数据已被基站确认接收无误。
[0050]假如终端节点不采用跳频机制，则无线传感器网络在部署时必须严格考虑终端节点使用的无线信道，以保证每个无线信道传输的业务量近似。例如按照终端节点发送的业务量，为第I至10个终端节点分配无线信道1，第11至20个终端节点分配无线信道2，依次类推，这样每个终端节点则在为其分配的无线信道上进行数据收发。
[0051]进一步为了降低终端节点的功耗，终端节点在检测到传感器生成原始数据后，终端节点方开启无线收发功能并将调制后的数据通过各自的无线信道主动发送给基站；终端节点在检测到传感器未生成原始数据时，控制自身进入休眠状态。
[0052]103:基站采用每个无线信道各自的滤波器对调制后的数据进行滤波。
[0053]在本发明实施例中基站的接收灵敏度需要与终端节点的灵敏度保持一致，如终端节点的灵敏度为_130dbm时，基站的接收灵敏度也应保持在_130dbm。
[0054]104:基站对滤波后的数据进行解调，得到原始数据。
[0055]当基站与多个终端节点进行通信时，基站需要具备多信道数据同时收发功能，鉴于终端节点所使用的低功耗芯片在低速率时占用的带宽较窄，基站可以采用FDMA的方式进行数据收发，采用FDMA的方式进行数据收发的频谱图如图3所示。
[0056]其中采用FDMA的方式进行数据收发是指:在每个无线信道采用滤波器对数据进行滤波以消除其他无线信道的影响，并对滤波后的数据进行解调，如可以采用相干解调或包络解调，每个无线信道使用的滤波器可以是带通滤波器，其中心频率为无线信道的中心，带宽为无线信道的带宽。当然在本发明实施例也可以采用其他手段对所有无线信道中的数据进行统一的解调，对此本发明实施例不再阐述。
[0057]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0058]对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种无线传感器网络，其特征在于，包括:多个终端节点和一个基站，其中，每个所述终端节点采用低速率和低功耗的无线芯片，并且每个所述终端节点采用低速率和高灵敏度的模式通过各自的无线信道与所述基站进行通信。
2.根据权利要求1所述的无线传感器网络，其特征在于，所述基站采用频分多址的方式对所述无线信道内传输的数据进行处理。
3.根据权利要求2所述的无线传感器网络，其特征在于，每个所述终端节点采用跳频机制通过各自的无线信道与所述基站进行通信。
4.根据权利要求1所述的无线传感器网络，其特征在于，每个所述终端节点中安装有传感器，所述传感器用于生成原始数据，如果所述传感器未生成原始数据则所述终端节点处于休眠状态。
5.根据权利要求4所述的无线传感器网络，其特征在于，所述传感器生成原始数据时，所述终端节点开启无线收发功能并主动上报数据，将所上报的数据通过各自的无线信道发送给所述基站，且所述终端节点每次接收到所述基站发送的应答信息后结束数据发送。
6.一种数据处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项所述的无线传感器网络中，所述数据处理方法包括: 终端节点对原始数据进行调制； 所述终端节点将调制后的数据通过各自的无线信道发送至基站； 所述基站采用每个所述无线信道各自的滤波器对所述调制后的数据进行滤波； 所述基站对滤波后的数据进行解调，得到所述原始数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述终端节点将调制后的数据通过各自的无线信道发送至基站，包括:所述终端节点采用跳频机制将调制后的数据通过各自的无线信道发送至基站。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述终端节点将调制后的数据通过各自的无线信道发送至基站，包括:所述终端节点在检测到传感器生成原始数据后，所述终端节点开启无线收发功能并将调制后的数据通过各自的无线信道主动发送给所述基站。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:所述终端节点在接收到所述基站发送的应答消息中结束数据发送。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:所述终端节点在检测到所述传感器未生成原始数据时，控制自身进入休眠状态。
【专利摘要】本发明提供一种无线传感器网络和数据处理方法，其中无线传感器网络，包括：多个终端节点和一个基站，每个终端节点采用低速率和低功耗的无线芯片，并且每个终端节点采用低速率和高灵敏度的模式通过各自的无线信道与所述基站进行通信，使得终端节点与基站之间点对点的传输距离增加，例如速率为100bps，灵敏度为-130dbm时，其点对点传输的距离是5-10千米，相对于现有终端节点来说其传输距离增加了5-10倍，因此终端节点和基站之间可以直接通过无线信道进行通信，这样减少无线传感器网络中路由节点的数量，从而在实现长距离传输的同时简化网络架构，并且降低对路由节点进行部署和维护的成本。
【IPC分类】H04W84-18
【公开号】CN104540243
【申请号】CN201510017548
【发明人】李磊, 郭峰, 黄河清
【申请人】无锡物联网产业研究院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月13日