隙SI的时间戳以及其邻居节点2a和2b占用的时隙S2和S3的时间戳。中继节点2a和2b作为中心节点I的子节点在时隙SI也被唤醒。中继节点2a和2b被唤醒后，首先接收信标进行同步。由于中继节点2a和2b作为第一跳的无线传感网节点通过接收中心节点的信号进行同步，因此，其可以保证与中心节点同步。进一步地，中继节点2a和2b会在后续的本节点的活动周期内发送与中心节点时钟同步的信标使得其子节点与其中心节点保持同步。以此类推，无论本发明实施例的无线传感网的规模如何，均可以保证所有的中继节点与终端节点和中心节点保持同步。在发送信标结束后，中继节点2a和2b将在上一个本节点的活动周期接收到的子节点的传感数据和本节点采集的传感数据打包为一个大的超帧或数据包通过无线通信连接向中心节点I上传。与终端节点3a、3b与中继节点2a通信类似，中继节点2a和2b可以按照预定的地址顺序来进行发送也可以基于竞争机制来进行发送。
[0055]由此可见，本发明实施例的无线传感网基于时分的方式一部分一部分地进行通信。由于在网络规模稍大时，每个节点被唤醒的时间远小于休眠的时间，因此相对于现有技术可以答复降低能耗，使得中心节点和中继节点可以基于电池供电运行。
[0056]由此，中继节点根据信标内的时间戳选取未被占用的时间周期作为本节点的活动周期并获取父节点的活动周期，仅在本节点和父节点的活动周期唤醒进行数据传输和通信，同时，中心节点也仅在自己的活动周期被唤醒进行数据传输和通信，两者在其它时间均处于休眠状态，由此，可以大幅降低中继节点和中心节点的能耗，使得无线传感网的所有设备可以由电池供电驱动，适于应用于野外环境和能耗要求高的环境。
[0057]此外，本发明实施例的无线传感网还可以从中心节点进行数据下发。下发的下行数据可以是配置指令等。
[0058]具体地，如图6所示，作为子节点的中继节点或终端节点在父节点的活动周期唤醒后发送询问消息询问父节点是否存在下行数据，作为父节点的中继节点或终端节点在存在要发送给对应的子节点的数据时进行下行数据下发。具体地，可以在下行数据的数据包中配置路由信息，也即下行数据的目标节点和中心节点之间的所有中继节点的信息，由此，根据路由信息，通过一个大的周期可以实现将下行数据下发到特定的目标节点。
[0059]由于在父节点的活动期间内通过询问-应答方式来传输，不必显著增加各无线传感网节点的活动时间仍然可以将下行数据下发到特定的目标节点，实现对于网络的配置和控制。
[0060]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种Mesh自组织无线传感网，包括: 中心节点，用于在初始化时，接收所有邻居节点的信标分析获取所有接收到的信标中的时间戳，选取未被占用的时隙作为本节点的活动周期并获取网络中本节点的父节点的活动周期；并在初始化完成后在本节点的活动周期开启收发电路广播本节点的信标并接收子节点上传的传感数据； 多个中继节点，用于在初始化时，接收所有邻居节点的信标分析获取所有接收到的信标中的时间戳，选取未被占用的时隙作为本节点的活动周期并获取网络中本节点的父节点的活动周期；并在初始化完成后在本节点的活动周期开启收发电路广播本节点的信标并接收子节点上传的传感数据，在父节点的活动周期开启收发电路上传自身采集的传感数据和从子节点接收到的传感数据； 多个终端节点，用于在初始化时接收信标获取作为父节点的中继节点的活动周期，并初始化完成后在父节点的活动周期内发送传感数据。 其中，所述中继节点在本节点和父节点的活动周期外处于休眠状态，所述中心节点在本节点的活动周期外处于休眠状态，所述终端节点在父节点的活动周期唤醒，在传感数据发送结束后进入休眠状态。2.根据权利要求1所述的Mesh自组织无线传感网，其特征在于，所述中继节点和所述中心节点用于在本节点的信标中添加表征本节点活动周期的时间戳和已知的邻居节点的时间戳。3.根据权利要求1所述的Mesh自组织无线传感网，其特征在于，所述中继节点和所述终端节点在父节点的活动周期接收父节点的信标并基于所述父节点的信标进行同步。4.根据权利要求1所述的Mesh自组织无线传感网，其特征在于，所述中心节点在本节点的活动周期接收子节点上传的传感数据。5.根据权利要求1所述的Mesh自组织无线传感网，其特征在于，所述中继节点和终端节点还用于在父节点的活动周期发送询问消息询问父节点是否存在下行数据，在存在下行数据时接收所述下行数据。6.根据权利要求1所述的Mesh自组织无线传感网，其特征在于，所述中继节点和所述终端节点由电池供电。7.—种Mesh自组织无线传感网的通信方法，所述无线传感网包括中心节点、中继节点和终端节点，中心节点与至少一个作为其子节点的中继节点连接，中继节点与作为其父节点的中心节点或中继节点连接，同时与作为其子节点的终端节点和/或中继节点连接，所述方法包括: 在初始化时，中继节点接收信标分析获取所有接收到的信标中的时间戳，选取未被占用的时隙作为本节点的活动周期并获取网络中本节点的父节点的活动周期； 在初始化完成后，中继节点在本节点的活动周期开启收发电路广播本节点的信标并接收子节点上传的传感数据，在父节点的活动周期开启收发电路上传自身采集的传感数据和从子节点接收到的传感数据。8.根据权利要求7所述的Mesh自组织无线传感网的通信方法，其特征在于，所述方法还包括: 终端节点在父节点的活动周期向作为其父节点的中继节点发送传感数据，并在发送结束后进入休眠状态。9.根据权利要求7所述的Mesh自组织无线传感网的通信方法，其特征在于，所述方法还包括: 中继节点在父节点的活动周期接收父节点的信标并基于所述父节点的信标进行同步。10.根据权利要求7所述的Mesh自组织无线传感网的通信方法，其特征在于，所述方法还包括: 作为子节点的中继节点和终端节点在父节点的活动周期发送询问消息询问父节点是否存在下行数据，在存在下行数据时接收所述下行数据。
【专利摘要】本发明公开了一种Mesh自组织无线传感网同步休眠及低功耗通讯方法，在本发明的Mesh自组织无线传感网中，中继节点根据信标内的时间戳选取未被占用的时间周期作为本节点的活动周期并获取父节点的活动周期，仅在本节点和父节点的活动周期唤醒进行数据传输和通信，同时，中心节点也仅在自己的活动周期被唤醒进行数据传输和通信，两者在其它时间均处于休眠状态，由此，可以大幅降低中继节点和中心节点的能耗，使得无线传感网的所有设备可以由电池供电驱动，适于应用于野外环境和能耗要求高的环境。
【IPC分类】H04W52/02, H04W84/18
【公开号】CN104936273
【申请号】CN201510408679
【发明人】李云志, 廖原, 吕海波, 王煜, 丁建华
【申请人】北京博大光通国际半导体技术有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月13日