专利名称：：无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法
技术领域：
：本发明涉及无线传感器网络数据传输问题，特别是一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法。
背景技术：
：目前，无线传感器网络由于其低功耗、部署便捷等优势越来越广泛地应用在数据采集应用中。在许多数据采集应用，如环境监测、建筑物结构监测中，对于数据可靠性，包括实时性和完整性有很高的要求。由于无线通信的不可靠性，数据传输错误、链路中断等问题严重影响着无线传感器网络中数据采集传输的可靠性。然而，目前尚未出现针对无线传感器网络中数据采集传输可靠性保障的相关专利。为保证数据传输可靠性，需首先保证可靠网络组织，目前常用的路由可靠性保障技术如文献]X.H.Hu，Y.Liu,M.J.Lee,andT.N.Saadawi.Routeupdateandrepairinwirelesssensornetworks.InIEEEConferenceonConsumerCommunicationsandNetworking(CCNC2004)，January2004.和文献[2]Y.H,Liu,H.Y.Zhu，K.H.Xu，andW.Teng.AnImprovedRouteRepairApproachofWirelessSensorNetworks.InProceedingsofthe1stInternationalMulti-SymposiumsonComputerandComputationalSciences(IMSCCS2006),June2006.在同步间歇工作的传感器网络中存在无法修复时间同步的不足。因此文献[3]C.Hartung，R.Han,C.Seielstad,S.Holbrook.FireWxNet:AMulti-TieredPortableWirelessSystemforMonitoringWeatherConditionsinWildlandFireEnvironments.In4thInternationalConferenceonMobileSystems,Applications,andServices(MobiSys2006),June2006.和文献[4]I.Man'n,J.Arias,E.ArcerediUo,A.Zuloaga,I.Losada,J.Mabe.LL-MAC:AlowlatencyMACprotocolforwirelessself-organisednetworks.InMicroprocessorsandMicrosystems,Elsevier,pp.197-209,June2008.采用了周期信标广播的方法实现可靠网络组织。然而该方法存在功耗较高的问题。在可靠数据传输方面，文献[5]F.StannandJ.Heidemann.RMST:reliabledatatransportinsensornetworks.InIEEEInternetWorkshoponSensorNetworkProtocolsandApplications(SNPA2003)，May2003.和文献问C.Y.Wan,A.T.Campbell,andL.Krishnamurthy.PSFQ:areliabletransportprotocolforwirelesssensornetworks.InInternationalWorkshoponWirelessSensorNetworksandApplications(WSNA2002),September2002.描述了基于逐跳重传的数据传输可靠性保障方法，然而，这些方法没有考虑链路中断时数据完整性保证问题。文献[7]B.Deb,S.BhatnagarandB.Nath.RelnForM:ReliableInformationForwardingUsingMultiplePathsinSensorNetworks.In28thAnnualIEEEInternationalConferenceonLocalComputerNetworks(LCN2003)，October2003.采用了多重传输，文献[8]0.B.Akan,I.F.Akyildiz.Event-to-SinkReliableTransportinWirelessSensorNetworks.InIEEE/ACMTRANSACTIONSONNETWORKING,Vol.13，No.5,October2005.采用了报告速率调整以提高数据成功传输概率，这些方法并无法保证数据完整传输。文献[9]R.Patra，S.Nedevschi.DTNLite:AReliableDataTransferArchitectureforSensorNetworks.Technicalreport,CSBerkeley,2003.则提出了保管传输的方法来保证在链路中断时的数据完整性，但是，该种方法没有同时考虑实时性和完整性的数据可靠性要求。若要保证数据完整性则要求存储大量数据，而单纯采用EEPROM或Flash无法同时满足快速写入和大容量存储的需求。
发明内容一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，设置无线传感器网络中的传感器节点处于间歇工作状态，分为唤醒状态和休眠状态，唤醒状态即为活动状态，即传感器节点周期性地进行唤醒Af木眠，以减小传感器节点的能量消耗。传感器网络中采用基于周期性信标的广播技术和动态工作周期调整方法进行无线传感器网络的组织和维护，其中周期性信标是一种包含路由发现信息和时间同步信息的凝:据包。设置无线传感器网络中的传感器节点的两种工作模式正常工作模式和网络修复模式，并通过动态工作周期调整保证节点在两种模式下都能进行间歇工作，从而同时保证节点低功耗特性和快速网络修复能力；当传感器节点已工作于网络中时，其处于正常工作模式，传感器节点处于正常工作模式时的工作周期为7Vc,活动时间为7k4,在活动时间r層内传感器节点进行网络组织，数据釆集、发送和转发；当传感器节点无法找到网络，即可能出现于新节点加入或通信错误持续时，传感器节点进入网络修复模式，传感器节点处于网络修复模式时的工作周期为rwc，活动时间为7^,在活动时间7，w内传感器节点进行数据采集，同时进行信道监听以捕获信标。传感器网络中各传感器节点采用基于动态工作周期调整的高可靠网络组织方法包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，传感器节点处于网络修复模式或正常工作模式；(2)判断传感器节点是否连续数个周期未收到信标，若是，执行步骤(4),若否，执行步骤(3);(3)传感器节点维持正常工作模式，设置传感器节点的活动时间为r^，直至活动时间结束，即7^为0;执行步骤(6);(4)传感器节点维持或进入网络修复模式，设置传感器节点的活动时间为J^，7，w满足以下公式7^=7;c;(5)判断传感器节点在活动时间7^内是否捕获到周期性信标，若是，则返回正常工作模式活动，并将剩余活动时间设为0;执行步骤(6);若否，传感器节点在网络修复^f莫式下活动直至活动时间结束，即为0;执行步骤(6);(6)判断传感器节点所处的模式，若传感器节点处于正常工作模式，则设置传感器节点的休眠时间为7Vc-7kw,其中7Vo『为在活动时间内用去的时间；若传感器节点处于处于网络修复模式，则设置休眠时间为Twc^m^;7^C由公式L=2'—'^'，2'—<乙计算得到，其中7^y表示经过连续/个7^无法找到网络后的:Tm^是一个用于防止过慢网络恢复速度(7)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入唤醒状态。的阈值;在数据传输可靠性保障方面，传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间釆用逐跳的数据传输可靠性保证机制，即每个传感器节点只负责保证到上一跳的数据可靠传输，传感器节点暂时緩存发送或转发的数据，当数据传输出现错误时，传感器节点重传该数据，保证在出现数据传输错误甚至链路中断时的数据完整性，并将数据传输错误对于数据实时性的影响降至最低。所述的传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间采用基于2阶段重传的高可靠数据传输方法将数据重传分为周期内和周期间重传2个阶段，包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，判断安全失败緩存中是否有数据；若有，传感器节点从安全失败緩存中读取数据，与本周期内的数据融合后执行步骤(2);若无，执行步骤(2);(2)传感器节点开始尝试发送数据；(3)判断传感器节点数据是否发送成功，若是，执行步骤(4);若否，执行步骤a;a传感器节点立即重新尝试发送数据，在周期内数据发送次数的阈值内，若数据发送成功则转到步骤(4),若数据发送失败重复步骤a数次，直至达到周期内数据发送次数的阔值，执行步骤b;b传感器节点通过二级緩存方法将数据存储在安全失败緩存中，执行步骤(4);(4)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入下一个活动周期，即唤醒状态。其中安全失败緩存由一个按字节操作的小容量存储器Rl和一个按块操作大容量存储器R2构成。其中，存储器Rl作为快速緩存以减少数据写入的时间开销。同时，存储器R1还用于存放管理緩存信息的数据结构，以避免将数据结构存放在内存中导致的掉电后信息丟失问题。存储器R2作为存储器R1的二级緩存，在存储器R1空闲空间不足时将存储器R1中的数据移入存储器R2，从而大大提高緩存容量，采用EEPROM存储器作9为存储器R1，采用大容量FLASH存储器作为存储器R2。Rl和R2都是非易失性存储器，其写入次数均是受限的。存储器R1分为两部分管理区和数据区，管理区分为数十个块，每块中都可存放一个管理数据结构，每个管理数据结构包括以下字段块起始标志(5)、块写入次数(C》、Rl读指针(/w)、Rl写指针(/w)、R2读指针(/w)、R2写指针(/p2)、奇偶校验位(/0，数据区用来緩存数据，存储器R2则完全用于緩存数据。所述的二级緩存方法，利用循环存储的方法避免对非易失性存储器进行重复写入操作导致存储器快速损坏的问题，包括以下步骤(1)存储器设备上电，在存储器R1管理区中定位当前管理数据结构所在位置；(2)若无法定位，则将所有管理区数据块置空，并将当前管理数据结构所在位置定位为第0块；(3)传感器节点开始对安全失败緩存进行读操作和写操作。所述的在存储器Rl管理区中定位当前管理数据结构所在位置的方法包括以下步骤(1)设置搜索指针/为0;(2)搜索第i块；(3)如第/块上块起始标志OS)为空值，则令/=/+1，并转到步骤(2);(4)当第/块上块起始标志(5)不为空值时，则确定该块为当前管理数据结构的存放块。所述的传感器节点对安全失败緩存进行写操作的方法包括以下步骤(1)传感器节点将需緩存数据按字节写入存储器Rl中地址为Rl写指针(/户7)之处，数据量记为丄尸；(2)如存储器R1中的数据量大于等于阈值Zr,将存储器R1中起始地址为Rl读指针(/w)，长度为丄r的数据读入处理器；(3)将来自存储器Rl的数据按块写入到存储器R2中地址为R2写指针(/w)之处；(4)更新管理数据结构中的R1读指针(/H),令/f尸/w+丄r;并更新管理数据结构中的R2写指针(//，2)，令(5)更新管理数据结构中的Rl写指针(/w)，令//>尸/^+丄尸；(6)更新管理数据结构中的块写入次数(O),令C尸C一1;(7)若当前管理数据结构存放块中写入次数(C尸)大于阈值，则将管理数据结构移动到下一个存放块。所述的传感器节点对安全失败緩存进行读操作的方法包括以下步骤(1)传感器节点从存储器Rl中地址为Rl读指针(/w)处读取所需数据，直至读取数据量满足所需数据量，或R1读指针(/w)等于Rl写指针(/w),所需数据量记为丄/r,实际读取数据量记为Z/r';(2)若/^<^,则检查R2读指针(/f2)是否等于R2写指针(/尸2);(3)若R2读指针(/w)不等于R2写指针(/w)，则从存储器R2中地址为R2读指针Cfe)处读取长度为的数据；(4)更新管理数据结构中的R2读指针(/w)，令/f产/^+丄广丄;r';(5)更新管理数据结构中的Rl读指针(/w)，令/w=/F/+ZF;(6)更新管理数据结构中的块写入次数(C》，令C尸C尸+1;(7)如当前管理数据结构存放块中写入次数(Cp)大于阈值，则将管理数据结构移动到下一个存放块。本发明的一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性方法，主要包括网络组织可靠性和数据传输可靠性保障两部分。在网络组织可靠性保障方面，将传感器节点的工作模式划分为正常工作和网络修复两种模式，并通过动态工作周期调整保证节点在两种模式下都能进行间歇工作，从而同时保证节点低功耗特性和快速网络修复能力。同时，在数据传输可靠性保障方面，采用了基于2阶段重传的高可靠数据传输方法，保证在出现数据传输错误甚至链路中断时的数据完整性，并将数据传输错误对于数据实时性的影响降至最低。图l是本发明无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法的工作示意图2是本发明所述无线传感器网络中高可靠网络组织方法流程图3是本发明所述无线传感器网络中高可靠数据传输方法流程图4是本发明所述二级緩存管理数据结构字段示意图5是本发明所述存储器R1中管理数据结构定位方法流程图6是本发明所述二级緩存写入流程图7是本发明所述二级缓存读取流程图。具体实施例方式下面结合附图对本发明的一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性方法的实施例进行详细说明。一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，设置无线传感器网络中的传感器节点处于间歇工作状态，分为唤醒状态和休眠状态，唤醒状态即为活动状态，以减小传感器节点的能量消耗。传感器网络中采用基于周期性信标的广播技术和动态工作周期调整方法进行无线传感器网络的组织和维护，其中周期性信标是一种包含路由发现信息和时间同步信息的数据包。设置无线传感器网络中的传感器节点的两种工作模式正常工作模式和网络修复模式，并通过动态工作周期调整保证节点在两种模式下都能进行间歇工作，从而同时保证节点低功耗特性和快速网络修复能力。当传感器节点已工作于网络中时，其处于正常工作;漢式，传感器节点处于正常工作模式时的工作周期为40活动时间为7^,在活动时间内传感器节点进行网络组织，数据采集、发送和转发；当传感器节点无法找到网络，即可能出现于新节点加入或通信错误持续时，传感器节点进入网络修复模式，传感器节点处于网络修复模式时的工作周期为7k;，活动时间为7^，在活动时间rw内传感器节点进行数据采集，同时进行信道监听以捕获信标。如图1所示，传感器节点的工作流程如下(1)假设传感器节点目前处于修复模式，并进入活动时间进行网络监听以捕获信标。(2)如在活动时间内成功捕获信标，节点进入正常工作模式，并转到步骤(3)。如在活动时间内无法捕获到信标，则转到步骤(9)。(3)节点进行数据传输。当出现数据传输错误时，节点利用2阶段重传的高可靠数据传输方法防止数据丟失。节点将首先在本活动时间内连续尝试重新发送数据2次。(4)如仍然无法成功发送数据，则将数据保存到安全失败緩存。节点将首先将数据保存到存储器Rl中，如此时中数据量大于阈值&(50%)即阈值丄r为Rl容量的50%，则将R1中的数据全部读出，并写入存储器R2中。然后节点进行管理数据结构更新，如R1管理数据结构存放块中写入次数(O)大于900000,则将管理数据结构移动到下一个存放块。(5)节点进入休眠状态。(6)在下一个周期唤醒时，如节点处于正常工作模式，则监听信标进行路由和时间同步信息更新，并转到步骤(7)，否则转到步骤(9)。(7)节点准备进行数据传输。节点首先判断安全失败緩存中是否有数据。如有，则进行数据读取，并与本周期采集得到的数据融合。节点将首先从存储器R1中读取数据，如R1中的数据量不足以满足本周期数据发送所需数据量，则节点继续从存储器R2中读取it据，直至读取数据量达到发送所需数据量，或存储器R1、R2中没有緩存数据。然后节点进行管理数据结构更新，如存放块中写入次数(O)大于900000，则将管理数据结构移动到下一个存放块。执行步骤(3)-(5)。(8)如节点处于正常工作模式，并且连续6个工作周期无法捕获到信标，则节点进入网络修复模式，并修改其工作周期，转入步骤(9)。(9)节点进入活动时间内进行信标监听，并执行步骤(4)-(5)以保证数据完整性与低功耗。(10)如在活动时间内未监听到信标，则保持网络修复模式，并增大其工作周期以节省能量，工作周期最大阔值T^x—般设为正常模式下工作周期(rwc)的10倍，转到步骤(5)。如在活动时间内成功捕获信标，则调整其启动时间和工作周期，则返回正常工作模式。转到步骤(5)。其中传感器网络中各传感器节点采用基于动态工作周期调整的高可靠网络组织方法如图2所示，包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，传感器节点处于网络修复模式或正常工作模式；(2)判断传感器节点是否连续6个周期未收到信标，若是，执行步骤(4),若否，执行步骤(3);(3)传感器节点维持正常工作模式，设置传感器节点的活动时间为7^,直至活动时间结束，即7^为0;执行步骤(6);(4)传感器节点维持或进入网络修复模式，设置传感器节点的活动时间为7^，7^满足以下公式r/M=r,;13(5)判断传感器节点在活动时间7L内是否捕获到周期性信标，若是，则返回正常工作模式活动，并将剩余活动时间设为0;执行步骤(6);若否，传感器节点在网络修复模式下活动直至活动时间结束，即为0;执行步骤(6);(6)判断传感器节点所处的模式，若传感器节点处于正常工作模式，则设置传感器节点的休眠时间为Vc"7kw，其中7W^为在活动时间内用去的时间；若传感器节点处于处于网络修复模式，则设置休眠时间为Twc"7Vo『；7k:由公式7^、421—X"，'72'乂"<7^计算得到，其中7kw表示经过连续/个7^无法找到网络后的rwC，r,是一个用于防止过慢网络恢复速度的阈值，较大的rmax可以降低在出现长时间网络组织失败时节点的功耗，但同时也会降低网络组织修复的速度，所以这里7^x设为正常模式下工作周期(7W)的10倍；(7)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入唤醒状态。其中传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间采用基于2阶段重传的高可靠数据传输方法如图3所示，该方法将数据重传分为周期内和周期间重传2个阶段，包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，判断安全失败緩存中是否有数据；若有，传感器节点从安全失败緩存中读取数据，与本周期内的数据融合后执行步骤(2);若无，执行步骤(2);(2)传感器节点开始尝试发送数据；(3)判断传感器节点数据是否发送成功，若是，执行步骤(4);若否，执行步骤a;a传感器节点立即重新尝试发送数据，在周期内数据发送次数的阔值内，若数据发送成功则转到步骤(4),若数据发送失败，则重复步骤a直至达到周期内数据发送次数的阁值。周期内数据发送次数的阁值取决于功耗和数据实时性的权衡。较大的阈值在网络通信成功率较低时可有效提高数据实时性，但同时带来较大的网络流量，甚至超过节点在一个周期内能够发送数据量的上限；较小的阈值可降低网络流量，但同时导致较差的数据实时性。这里该阈值取经验值2。执行步骤b;b传感器节点通过二级緩存方法将数据存储在安全失败緩存中，执行步骤(4);(4)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入下一个活动周期，即唤醒状态。其中安全失败緩存由一个按字节操作的小容量存储器Rl和一个按块操作大容量存储器R2构成。采用EEPROM存储器作为存储器Rl，采用大容量FLASH存储器作为存储器R2。Rl和R2都是非易失性存储器，其写入次数均是受限的。存储器R1分为两部分管理区和数据区。管理区总大小为512字节，块数量W为32，每块大小为16字节。每块中可存放一个管理数据结构，如图4所示。其中，块起始标志(5)为2字节，块写入次数(C》为3字节，Rl读指针(/^)和Rl写指针(/^)长度为2字节，R2读指针(/^)和R2写指针(/^)长度为3字节，奇偶校验位(A)为I字节。数据区用来緩存数据。存储器R2则完全用于緩存数据。其中在存储器Rl中进行循环存储时定位当前管理数据结构所在位置的方法如图5所示，包括以下步骤(1)设置搜索指针f为0;(2)搜索第/块；(3)如第/块上块起始标志OS)为空值，则令/=/+1,并转到步骤(2);(4)当第/块上块起始标志(5)不为空值时，则确定该块为当前管理数据结构的存放块。其中传感器节点对安全失败緩存进行写操作的方法如图6所示，包括以下步骤(1)传感器节点将需緩存数据按字节写入存储器Rl中地址为Rl写指针(&7)之处，数据量记为I^;(2)如存储器Rl中的数据量大于等于阈值Zr(50%),将存储器Rl中起始地址为Rl读指针(/w)，长度为丄r的数据读入处理器；(3)将来自存储器Rl的数据按块写入到存储器R2中地址为R2写指针(/^)之处；(4)更新管理数据结构中的R1读指针(/^),令/,尸/^+^;并更新管理数据结构中的R2写指针(/)，令/^=/p2+￡r;(5)更新管理数据结构中的ri写指针(/^)，令/p尸/w+丄尸；(6)更新管理数据结构中的块写入次数(O)，令C尸Cp+l;(7)若当前管理数据结构存放块中写入次数(C尸)大于900000，则将管理数据结构移动到下一个存放块。其中传感器节点对安全失败緩存进行读操作的方法如图7所示，包括以下步骤(1)传感器节点从存储器Rl中地址为Rl读指针(/,7)处读取所需数据，直至读取数据量满足所需数据量，或R1读指针(/^)等于Rl写指针(/尸》。所需数据量记为丄F，实际读取数据量记为Z尸'；(2)若1^<丄》则检查R2读指针(力。)是否等于R2写指针(/尸》；(3)若R2读指针(/H)不等于R2写指针(/w),则从存储器R2中地址为R2读指针(/^)处读取长度为i^&'的数据；(4)更新管理数据结构中的R2读指针(/w),令/F2=丄广丄尸；(5)更新管理数据结构中的Rl读指针(/w),令A尸/w+丄f';(6)更新管理数据结构中的块写入次数(Cp),令C尸C尸+1;(7)如当前管理数据结构存放块中写入次数(O)大于900000,则将管理数据结构移动到下一个存放块。1权利要求1.一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，设置无线传感器网络中的传感器节点处于间歇工作状态，分为唤醒状态和休眠状态；设置无线传感器网络中的传感器节点的两种工作模式正常工作模式和网络修复模式；传感器节点处于正常工作模式时的工作周期为TNC，活动时间为TNA，在活动时间TNA内传感器节点进行网络组织，数据采集、发送和转发；传感器节点处于网络修复模式时的工作周期为TRC，活动时间为TRA，在活动时间TRA内传感器节点进行数据采集，同时进行信道监听以捕获信标；包括1)传感器网络中各传感器节点采用基于动态工作周期调整的高可靠网络组织方法；和传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间采用基于2阶段重传的高可靠数据传输方法。2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的周期性信标是一种包含路由发现信息和时间同步信息的数据包。3.根据权利要求1所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的传感器网络中各传感器节点采用基于动态工作周期调整的高可靠网络组织方法包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，传感器节点处于网络修复模式或正常工作模式；(2)判断传感器节点是否连续数个周期未收到信标，若是，执行步骤(4)，若否，执行步骤(3);(3)传感器节点维持正常工作模式，设置传感器节点的活动时间为直至活动时间结束，即7^为0;执行步骤(6);(4)传感器节点维持或进入网络修复模式，设置传感器节点的活动时间为7^,T^满足以下公式r/i4=:rM.;(5)判断传感器节点在活动时间内是否捕获到周期性信标，若是,则返回正常工作模式活动，并将剩余活动时间设为0;执行步骤(6);若否，传感器节点在网络修复模式下活动直至活动时间结束，即为0;执行步骤(6);(6)判断传感器节点所处的模式，若传感器节点处于正常工作模式，则设置传感器节点的休眠时间为7Vc"7k^,其中7W^为在活动时间内用去的时间；若传感器节点处于处于网络修复模式，则设置休眠时间为Tkr-Tk^;由公式7_、=<f2'—X'，z/2'—X"<L计算得到，其中7V^表示经过连续,'个7k;无法找到网络后的rwc，rm^是一个用于防止过慢网络恢复速度的阈值；(7)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入唤醒状态。4.根据权利要求1所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间采用基于2阶段重传的高可靠数据传输方法将数据重传分为周期内和周期间重传2个阶段，包括以下步骤(1)传感器网络中的传感器节点休眠时间结束后进入唤醒状态，判断安全失败緩存中是否有数据；若有，传感器节点从安全失败緩存中读取数据，与本周期内的数据融合后执行步骤(2);若无，执行步骤(2);(2)传感器节点开始尝试发送数据；(3)判断传感器节点数据是否发送成功，若是，执行步骤(4);若否，执行步骤a;a传感器节点立即重新尝试发送数据，在周期内数据发送次数的阈值内，若数据发送成功则转到步骤(4),若数据发送失败重复步骤a数次，直至达到周期内数据发送次数的阈值，执行步骤b;b传感器节点通过二级緩存方法将数据存储在安全失败緩存中，执行步骤(4);(4)传感器节点进入休眠状态，直至休眠时间结束进入下一个活动周期，即唤醒状态。5.根据权利要求4所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的用于实现二级緩存方法的安全失败緩存由一个按字节操作的小容量存储器Rl和一个按块操作大容量存储器R2构成，Rl和R2都是非易失性存储器；其中存储器R1分为两部分管理区，分为数十个块，每块中都可存放一个管理数据结构，每个管理数据结构包括以下字段块起始标志CS)、块写入次数(C》、Rl读指针(/w)、Rl写指针(/w)、R2读指针(/w)、R2写指针(&)、奇偶校验位(及)，和数据区，用来緩存数据；存储器R2全用于緩存数据。6.根据权利要求4或5所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的二级緩存方法，包括以下步骤(1)存储器设备上电，在存储器R1管理区中定位当前管理数据结构所在位置；(2)若无法定位，则将所有管理区数据块置空，并将当前管理数据结构所在位置定位为第0块；(3)传感器节点开始对安全失败緩存进行读操作和写操作。7.根据权利要求6所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的在存储器R1管理区中定位当前管理数据结构所在位置的方法包括以下步骤(1)设置搜索指针/为0;(2)搜索第/块；(3)如第/块上块起始标志(》为空值，则令/=/+1，并转到步骤(2);(4)当第f块上块起始标志(5)不为空值时，则确定该块为当前管理数据结构的存放块。8.根据权利要求6所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的传感器节点对安全失败緩存进行写操作的方法包括以下步骤(1)传感器节点将需緩存数据按字节写入存储器Rl中地址为Rl写指针(/^)之处，数据量记为丄p;(2)如存储器Rl中的数据量大于等于阈值&，将存储器Rl中起始地址为Rl读指针(/w)，长度为丄r的数据读入处理器；(3)将来自存储器Rl的数据按块写入到存储器R2中地址为R2写指针(/w)之处；(4)更新管理数据结构中的Rl读指针(/w),令^产/w+丄r;并更新管理数据结构中的R2写指针(/尸2)，令/w=/+Zr;(5)更新管理数据结构中的Rl写指针(/^),令/尸尸/^+丄尸；(6)更新管理数据结构中的块写入次数(C》，令C尸C1;(7)若当前管理数据结构存放块中写入次数(O)大于阈值，则将管理数据结构移动到下一个存放块。9.根据权利要求6所述的无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，其特征在于所述的传感器节点对安全失败緩存进行读操作的方法包括以下步骤(1)传感器节点从存储器Rl中地址为Rl读指针(/^)处读取所需数据，直至读取数据量满足所需数据量,或R1读指针(/^)等于Rl写指针(/尸》，所需数据量记为Z^，实际读取数据量记为丄F;(2)若丄//</^,则检查R2读指针(/^)是否等于R2写指针(/w);(3)若R2读指针Cfe)不等于R2写指针(/w)，则从存储器R2中地址为R2读指针(/^)处读取长度为丄H^'的数据；(4)更新管理数据结构中的R2读指针(42),令/F2=;(5)更新管理数据结构中的Rl读指针(/f/)，令/;r尸/w+丄F;(6)更新管理数据结构中的块写入次数(CV)，令C尸C尸+1;(7)如当前管理数据结构存放块中写入次数(C尸)大于阈值，则将管理数据结构移动到下一个存放块。全文摘要本发明公开了一种无线传感器网络中数据采集传输的可靠性保障方法，包括传感器网络中各传感器节点采用基于动态工作周期调整的高可靠网络组织方法和传感器网络中各传感器节点之间及与汇聚节点之间采用基于2阶段重传的高可靠数据传输方法。在网络组织可靠性保障方面，将传感器节点的工作模式划分为正常工作和网络修复两种模式，并通过动态工作周期调整保证节点在两种模式下都能进行间歇工作，从而同时保证节点低功耗特性和快速网络修复能力。在数据传输可靠性保障方面，采用了基于2阶段重传的高可靠数据传输方法，保证在出现数据传输错误甚至链路中断时的数据完整性，并将数据传输错误对于数据实时性的影响降至最低。文档编号H04W84/18GK101459978SQ20081016263公开日2009年6月17日申请日期2008年12月5日优先权日2008年12月5日发明者明夏,董亚波,鲁东明申请人:浙江大学