一种无线传感器网络的通信控制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线传感网技术领域，具体地，涉及一种无线传感器网络的通信控制 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 无线传感器网络是一种无基础设施的网络，它综合了传感器技术、嵌入式计算技 术、分布式信息处理技术和无线通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域 内的各种环境或被监测对象的信息，并对该些数据进行处理，获得详尽而准确的信息，传送 至IJ需要该些信息的用户。在密集分布的无线传感器网络中，相邻节点的距离非常短，低功耗 的多跳通信模式节省了功耗，同时也增强了通信的隐蔽性，避免了长距离的无线通信易受 外界噪声干扰的影响。
[0003]近年来，低功耗通信技术在无线传感网、无线自组织网络中得到了广泛的研究 和应用。许多学者根据无线传感器网络和无线自组织网的结构特点，在物理层和媒体接 入控制层提出了各种降低功耗的方法，大量实验研究了无线传感器网络物理层调制编码 与能量消耗的关系；并有系统利用区域簇首节点集算法实现了Zi浊ee狂i浊ee是基于 IE邸802. 15. 4标准的低功耗个域网协议，根据该个协议规定的技术是一种短距离、低功耗 的无线通信技术）网络时间同步，为网络节点的同步休眠与激活提供了可靠保证；也有研 究提出了基于兀余节点休眠和分阶段激活策略的传感器网络覆盖控制方法，提高了传感器 网络的网络性能。
[0004]Zi浊ee协议找由一组子层构成。每层为其上层提供一组特定的服务；一个数据实 体提供数据传输服务，一个管理实体提供全部其他服务。每个服务实体通过一个服务接入 点（SA巧为其上层提供服务接口，并且每个SAP提供了 一系列的基本服务指令来完成相应 的功能。
[0005]IE邸802. 15. 4协议标准主要用于低速无线个人区域网及无线传感器网络应用，是Zi浊ee的物理层和MAC层的主要支撑技术。该标准由于采用了简单的物理层和MAC层协议 而使得其具有低功耗、低成本等特征，从而使得Zi浊ee更适合于工业监控、传感器网络、家 庭监控等应用。同时，采用分层式的网络结构能够在基站位置较远、传感器节点分散的无线 传感器网络中进一步节省功率。
[0006]基于电力系统的数据采集对传输实时性要求W及周期性特点与现有的许多民用 工业无线传感网络中的数据业务有着较大差异，在现有技术中，缺乏一种高效、可靠的低功 耗通信技术W适应电力无线传感器网络的需求。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术中存在的无高效可靠的无线传感器网络低功耗通信技术的问 题，本发明提出了一种无线传感器网络的通信控制方法和装置。
[0008]根据本发明的无线传感器网络的通信控制方法，包括：
[0009] 根据设定的工作周期激活传感器节点，采集周期性监测数据并备份到传感器节 占. ;、、、?
[0010] 建立数据传输信道，为每个传感器节点分别建立特征编号ID控制信道和数据信 道；
[0011] 各主干节点转发周期性监测数据，并根据ID控制信道判断周期性监测数据是否 属于自身的域，如果周期性监测数据属于自身的域，则接收周期性监测数据。
[0012] 本发明的无线传感器网络的通信控制方法，针对电力无线传感网业务的周期性特 点和传感器野外长时间工作要求，基于休眠激活机制提出了一种用于电力无线传感网的超 低功耗通信技术。网络上的所有传感器节点在没有数据采集及发送时处于休眠状态，而在 数据采集机传输数据前定时激活并完成数据收发。本发明的无线传感器网络的通信控制方 法能够大幅降低通信设备的功耗，保证线路上所有传感器节点的稳定运行。
[0013] 根据本发明的无线传感器网络的通信控制装置，包括：
[0014]第一激活模块，用于根据设定的工作周期激活传感器节点，采集周期性监测数据 并备份到传感器节点；
[0015] 信道建立模块，用于建立数据传输信道，为每个传感器节点分别建立特征编号ID 控制信道和数据信道；
[0016] 数据接收模块，用于各主干节点转发周期性监测数据，并根据ID控制信道判断周 期性监测数据是否属于自身的域，如果周期性监测数据属于自身的域，则接收周期性监测 数据。
[0017] 本发明的无线传感器网络的通信控制装置，针对电力无线传感网业务的周期性特 点和传感器野外长时间工作要求，基于休眠激活机制提出了一种用于电力无线传感网的超 低功耗通信技术。网络上的所有传感器节点在没有数据采集及发送时处于休眠状态，而在 数据采集机传输数据前定时激活并完成数据收发。本发明的无线传感器网络的通信控制方 法能够大幅降低通信设备的功耗，保证线路上所有传感器节点的稳定运行。
[0018] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0021] 图1为本发明的无线传感器网络的通信控制方法的流程图；
[0022] 图2为本发明实施例的工作状态转换示意图；
[0023] 图3为本发明实施例的传输非实时业务时的逻辑时序图；
[0024] 图4为本发明的无线传感器网络的通信控制装置的结构图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0026]为了解决现有技术中存在的无高效可靠的无线传感器网络低功耗通信技术的问 题，本发明提出了一种无线传感器网络的通信控制方法和装置。
[0027] 输电线路状态监测业务包括周期性监测业务和突发实时监测业务，周期性监测业 务的数据平均采集间隔为5-lOmin。在上行方向（输电杆培至变电站）没有监测数据传输 时，通信设备可W周期性处于休眠状态。突发实时监测业务是由主站发起的实时高清视频 监控业务，要求实现连续实时高清视频数据传输。
[0028] 在突发业务传输期间，线路上的通信设备必须处于激活状态。根据状态监测业务 的W上特点，依靠网络时间同步机制，可W保证线路上所有通信设备在同一时刻休眠W及 激活。在没有数据传输的时间间隔内，通信设备将关闭相关端口和通信模块，降低设备平均 功耗，节省电池电量。
[0029] 为有效降低线路上所有通信设备的功耗，本发明应实现的目标是；在没有状态监 测数据传输的周期内，通信设备能够自动进入休眠状态；在需要传输状态监测数据的周期 内，通信设备可W被及时、快速激活并完成数据传输任务；通信设备在休眠状态下能够随时 被主站激活。
[0030] 如图1所示，本发明的无线传感器网络的通信控制方法包括：
[0031] 步骤S101 ;初始化所有传感器节点信息，并将所有传感器节点信息备份到临近的 有源主站，传感器节点信息包括接收业务类型和节点特征编号ID;
[0032] 初始化所有传感器节点信息的步骤具体包括：
[0033] 将无线传感器网络划分为若干个域，每个域包括一个主干节点；
[0034] 主干节点为本域内所有传感器节点分配特征编号ID，建立邻接节点列表，检测周 围的其他节点，并根据其信号强度进行加入或者删除；
[00巧]将周期性数