专利名称：全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统。
背景技术：
传感器网络技术发展到现在，从传感器网络的发展历史看，第一代传感器网络点对点传输，具有简单信息获取能力。第二代传感器网络获取多种信息的综合能力，采用串/并接口与传感控制器相联。第三代传感器网络20世纪90年代后期，智能传感器采用现场总线连接传感控制器构成局域网络。比较出名的是美国Echelon公司的LonWorks分布式测控网络。第四代传感器网络从21世纪初开始，以IEEE802. 15. 4即ZigBee无线传感器网络为标志，开始蓬勃发展起来。 无线传感器网络就是将各种传感器(温度、湿度、压力、振动、光照、气体等)通过
无线的方式构成任意的网络拓扑，形成区域无线覆盖。传感器网络能够实时监测、感知和采
集网络分布区域内的各种环境或监测对象信息，传送给需要这些信息的用户。 而自组织无线传感器网络(Self Organizing Wireless Sensor Networks)作为
新兴技术，是目前国际上研究的热点，其在军事、环境、健康、家庭、商业、空间探索和灾难拯
救等领域展现出广阔的应用前景。但是现有的无线传感器网络通常功耗较大，因此通常选
用交流供电，这样大大地限制了无线传感器网络的应用范围。
实用新型内容为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统。 为达到上述目的，本实用新型全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，包括 —个以上的无线传感器网络节点，用于完成数据采集； Sink节点，用于多跳中继传输和数据汇聚接收；其中，所述的Sink节点和无线传感器网络节点组成无线自组织网络； 网关节点，与Sink无线通信连接，用于完成无线和有线信号转换； 监控中心，与网关节点有线通信连接，完成区域数据的综合处理，以Sink节点和
它周围的无线传感器网络节点组成的节点族完成定位计算。 优选的，所述的无线传感器网络节点由传感探测单元、微控制单元、无线传输单元和供电单元组成；其中， 传感探测单元，由传感器进行监测区域内待测对象的信息采集；[0013] 微控制单元，实现对采集数据的分析、处理和存储；[0014] 无线传输单元，负责低功耗短距离节点间通信；[0015] 供电单元，用于向上述单元提供能源。 优选的，所述供电单元包括由电池、动态功率管理单元和动态电压调度单元组成。[0017] 采用上述结构，本实用新型全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统个有如下特点 1、节点体积小、功耗低、可靠性高、保密性好、价格便宜 2、无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑，可以自由组网，形成一个信息可以自由传
递或接力传递的具有自由拓扑结构的无缝网络[0020] 3、节点数量众多，分布密集[0021] 4、具有定位功能 由于有上述的特点，本实用新型全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统可以在任意区域形成一个传感器网络，实现对静止或移动设备、人员、车辆或其他物体的状态、属性等相关信息的自动采集、识别、跟踪、控制。
图1为本实用新型结构框图。
图2为无线传感器网络节点的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步地说明。 如图l和图2所示，本实用新型的全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统 为达到上述目的，本实用新型全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，包括 —个以上的无线传感器网络节点l，用于完成数据采集； Sink节点2，用于多跳中继传输和数据汇聚接收；其中，所述的Sink节点和无线传感器网络节点组成无线自组织网络； 网关节点，与Sink无线通信连接，用于完成无线和有线信号转换； 监控中心，与网关节点有线通信连接，完成区域数据的综合处理，以Sink节点和
它周围的无线传感器网络节点组成的节点族完成定位计算。 其中，上述的无线自组织网络简称自组网，又称移动多跳网(ad hocnetwork)，国外称为MANET(mobile ad hoc network)。这类网络没有固定的路由器，所有节点都能够以任意方式移动和动态连接，这类网络的每个节点都充当路由器的角色，它们为自己和网络中的其他节点发现和维护路由，能够做到无论何时何地，在通信范围内的任意节点都能自由组网。也就是说，自组网的覆盖范围是自组网内所有节点有效通信范围的总和。因此，具有自组网支持的通信设备在野战条件下有着非常重要的地位和作用。自组网通过对网络的自动重组，大大提高了网络的连通性和抗毁性。 其中，如图2所示，上述的无线传感器网络节点1由传感探测单元、微控制单元、无线传输单元和供电单元组成；其中， 传感探测单元，由传感器进行监测区域内待测对象的信息采集；[0035] 微控制单元，实现对采集数据的分析、处理和存储；[0036] 无线传输单元，负责低功耗短距离节点间通信；[0037] 供电单元，用于向上述单元提供能源。 为了实现微功耗、全电池供电，所述供电单元包括由电池、动态功率管理单元和动态电压调度单元组成。同时，在节点设计上采用微型化，节点采用以两节普通5号AA电池供电，则可维持更长的工作时间。在以网络形式工作状态下，通过合理的设置节点发射机的接收、发射以及待机状态，可有效地延长节点的使用寿命。其中，上述的动态功率管理，将节点分为5种工作状态，由操作系统负责切换；动态电压调度DVS，根据负载状态调整供电电压；再配合解决网络时间同步问题，以及采用扩频通信、传感器节点接入认证/鉴权、数据水印和数据加密等技术提高网络的安全性，避免网络的某些节点和某些网段互发大量的无用数
权利要求一种全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，其特征在于，包括一个以上的无线传感器网络节点，用于完成数据采集；Sink节点，用于多跳中继传输和数据汇聚接收；其中，所述的Sink节点和无线传感器网络节点组成无线自组织网络；网关节点，与Sink无线通信连接，用于完成无线和有线信号转换；监控中心，与网关节点有线通信连接，完成区域数据的综合处理，以Sink节点和它周围的无线传感器网络节点组成的节点族完成定位计算。
2. 如权利要求1所述的全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，其特征在于，所述的无线传感器网络节点由传感探测单元、微控制单元、无线传输单元和供电单元组成；其中，传感探测单元，由传感器进行监测区域内待测对象的信息采集；微控制单元，实现对采集数据的分析、处理和存储；无线传输单元，负责低功耗短距离节点间通信；供电单元，用于向上述单元提供能源。
3. 如权利要求1所述的全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，其特征在于，所述供电单元包括由电池、动态功率管理单元和动态电压调度单元组成。
专利摘要本实用新型公开了一种全电池供电微能耗自组织多路由无线传感器网络系统，为解决现有传感器网络功耗大等问题而发明。包括一个以上的无线传感器网络节点，用于完成数据采集；Sink节点，用于多跳中继传输和数据汇聚接收；其中，所述的Sink节点和无线传感器网络节点组成无线自组织网络；网关节点，与Sink无线通信连接，用于完成无线和有线信号转换；监控中心，与网关节点有线通信连接，完成区域数据的综合处理，以Sink节点和它周围的无线传感器网络节点组成的节点族完成定位计算。采用上述结构，可以在任意区域形成一个传感器网络，实现对静止或移动设备、人员、车辆或其他物体的状态、属性等相关信息的自动采集、识别、跟踪、控制。
文档编号H04W52/02GK201479382SQ20092015979
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者卢江, 李甘伟, 林尚俊 申请人:北京四维星科技有限责任公司