无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及其实现方法

文档序号:9528263阅读:481来源:国知局
无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本产品涉及无线传感器网络领域,特别涉及一种无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及其实现方法。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络,英文Wireless Sensor Network,简称WSN,是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。典型的无线传感器网络一般包括:传感器节点(Sensor node)、汇聚节点(Sink node)和服务器。大量的传感器节点用于探测及采集数据,通过汇聚节点经其它网络,如远程通信网络,发送给服务器。无线传感器网络远程通信的过程中,需要设计一个汇聚节点,作为在无线传感器节点与服务器实现数据协议转换的网关设备,通过远程通信网络将无线传感器节点与服务器相连接。现有技术中,汇聚网关设备大多是为某个特定的无线传感器网络而设计的,一个汇聚网关设备只能包括一个汇聚节点,也就是说,一个汇聚网关设备只能实现一个无线传感器网络的远程通信的连接功能。如果同一区域存在多个无线传感器网络,通常会设计有多个汇聚网关设备共同工作,分别将不同的无线传感器网络通过远程通信网络连接到不同的服务器。无线传感器网络越多,需要连接到远程通信网络的汇聚网关设备也就越多,不但成本高昂、能耗较高,而且给用户的使用和系统维护都带来很多不便。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于,提供一种无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及汇聚路由系统的实现方法,有效解决现有技术中存在的成本高、能耗高、用户使用麻烦、系统维护不便等技术问题。
[0004]为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明涉及一种无线传感器网络汇聚路由方法,包括如下步骤:
部署至少一传感器网络,每一传感器网络包括至少一无线传感器节点;
设置一聚合路由装置,包括至少一汇聚节点,每一汇聚节点对应一无线传感器网络节点,每一汇聚节点无线连接至与其相应的无线传感器网络节点;以及
设置至少一服务器,每一服务器对应一无线传感器网络节点,所有服务器皆通过一远程通信网络连接至所述聚合路由装置。
[0005]进一步地,设置一聚合路由装置,包括设置其IP服务功能的步骤,具体包括如下步骤:
为每个汇聚节点分配一个IP地址;
检索每一服务器的互联网地址;以及
在对应同一无线传感器网络的汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接。
[0006]本发明还涉及一种无线传感器网络汇聚路由系统,包括:
至少一无线传感器网络,每一无线传感器网络包括至少一无线传感器网络节点;
一聚合路由装置,包括至少一汇聚节点,每一汇聚节点对应一无线传感器网络节点,每一汇聚节点无线连接至与其相应的无线传感器网络节点;以及
至少一服务器,每一服务器对应一无线传感器网络节点,所有服务器皆通过一远程通信网络连接至所述聚合路由装置。
[0007]进一步地,所述聚合路由装置还包括一 IP服务功能模块,所述IP服务功能模块包括:
一 IP分配模块,用于为每个汇聚节点分配一个IP地址;
一服务器地址检索模块,用于检索每一服务器的互联网地址;以及一 TCP/IP连接建立模块,用于在对应同一无线传感器网络的汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接。
[0008]所述聚合路由装置包括:
至少一节点模块,每一节点模块对应一无线传感器网络节点,每一节点模块连接至一相应的无线传感器网络节点,用于获取该无线传感器网络节点的节点数据,所述节点数据的格式符合该无线传感器网络的无线通信协议,所述节点数据是指所述无线传感器网络节点的传感器直接获取的数据;
至少一封包模块,每一封包模块对应一无线传感器网络节点,每一封包模块连接至一相应的节点模块,用于将所述节点数据封装成符合TCP/IP协议的节点数据包;以及
一路由模块,连接至至少一封包模块,用于通过一远程通信网络转发装后的节点数据包至一服务器,所述服务器与所述封包模块对应同一无线传感器网络节点;
其中,对应同一无线传感器网络的一节点模块、一封包模块及所述路由模块构成一汇聚节点。
[0009]进一步地,所述路由模块通过所述远程通信网络从一服务器接收符合TCP/IP协议的数据包并转发所述数据包至一封包模块,所述封包模块与所述服务器对应同一无线传感器网络,符合TCP/IP协议的数据包包括一服务器发送给一无线传感器网络节点的控制指令;所述封包模块将符合TCP/IP协议的数据包解封装为控制指令并转发至一节点模块,所述节点模块与所述封包模块对应同一无线传感器网络,解封装后的控制指令的数据格式符合对应该封包模块的无线传感器网络的无线通信协议。
[0010]本发明还涉及一种无线传感器网络汇聚路由系统的实现方法,包括如下步骤:
获取至少一无线传感器网络节点的节点数据,所述节点数据的格式符合该无线传感器网络节点的无线通信协议,所述节点数据是指所述无线传感器网络节点的传感器直接获取的数据;
将所述节点数据封装成符合TCP/IP协议的节点数据包;以及
通过一远程通信网络转发封装后的节点数据包至一服务器,所述服务器与所述封包模块对应同一无线传感器网络节点。
[0011]进一步地,所述的无线传感器网络汇聚路由系统的实现方法,还包括如下步骤:
所述路由模块通过所述远程通信网络从一服务器接收符合TCP/IP协议的数据包,所述数据包包括该服务器发送给无线传感器网络节点的控制指令; 所述路由模块转发所述数据包至一封包模块,所述封包模块与所述服务器对应同一无线传感器网络节点;以及
所述封包模块将所述数据包解封装为控制指令并转发至一节点模块,所述节点模块与所述封包模块对应同一无线传感器网络节点,解封装后的控制指令的数据格式符合所述无线传感器网络节点的无线通信协议。
[0012]本发明提供一种无线传感器网络汇聚路由方法、汇聚路由系统及汇聚路由系统的实现方法,设计一种同时包括多个汇聚节点的汇聚路由设备,每一汇聚节点用以连接一无线传感器网络及其服务器,同时将多个无线传感器网络与对应的服务器建立连接,有效减少了汇聚路由设备的数量,有效降低设备成本和运行成本,降低能耗,使得用户操作和系统维护更加简便。
【附图说明】
[0013]图1所示为本发明中一种无线传感器网络汇聚路由方法的流程框图;
图2所示为本发明中设置聚合路由装置的步骤的流程框图;
图3所示为本发明中一种无线传感器网络汇聚路由系统的结构示意图;
图4所示为本发明中无线传感器网络节点的结构示意图;
图5所示为本发明中聚合路由装置的IP服务功能模块框图;
图6所示为本发明中聚合路由装置的结构示意图;
图7所示为本发明中无线传感器网络汇聚路由系统的一种实现方法的流程框图;
图8所示为本发明中无线传感器网络汇聚路由系统的另一种实现方法的流程框图;
图9所示为本发明中一种无线传感器网络汇聚路由系统的优选实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例及附图详细说明本发明的【具体实施方式】,使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解,尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明,但这些实施方案只是阐述,而不是限制本发明的范围。
[0015]如图1所示,本发明涉及一种无线传感器网络汇聚路由方法,包括如下步骤:
51)部署至少一传感器网络,每一传感器网络包括至少一无线传感器节点;
52)设置一聚合路由装置,包括至少一汇聚节点,每一汇聚节点对应一无线传感器网络节点,每一汇聚节点无线连接至与其相应的无线传感器网络节点;以及
53)设置至少一服务器,每一服务器对应一无线传感器网络节点,所有服务器皆通过一远程通信网络连接至所述聚合路由装置。
[0016]如图2所示,设置聚合路由装置的步骤,包括设置其IP服务功能的步骤,具体包括如下步骤:
521)为每个汇聚节点分配一个IP地址,作为IP网络中区分每个汇聚节点的身份标识;
522)检索每一服务器的互联网地址;以及
523)在对应同一无线传感器网络节点的汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接。
[0017]设置聚合路由装置的过程,也就是在相应的汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接的过程,用一个独立的聚合路由装置实现多个聚合路由节点的功能,必须要使得每一个汇聚节点都能找到相对应的服务器。其具体设计过程就是,先找到每个汇聚节点对应的IP地址,再找到每个服务器对应的互联网地址,只需要在汇聚节点的IP地址与服务器的互联网地址之间建立地址对应关系,即可汇聚节点与服务器之间建立TCP/IP连接。
[0018]检索每一服务器的互联网地址,是指在一地址数据库中检索对应一服务器的互联网地址,所述地址数据库包括至少一服务器名称、编号及对应每一服务器的地址,服务器名称存储于无线传感器网络节点中
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