专利名称：一种无线传感器网络中的存储通信方法
技术领域：
本发明涉及一种无线传感器网络中的存储通信机制。该方法为传感数据及时、准确、高效地传输提供保障，属于传感器网络技术和无线通信技术的交叉领域。
背景技术：
无线传感器网络技术是伴随着通信技术、微系统技术、计算技术等技术的发展而产生的，它能协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内监测对象的信息，在交通、军事、医疗等领域有广阔的应用前景。但无线传感器网络有自身的不足，相对于传统无线网络而言，主要表现在节点的能量有限、处理能力、存储容量、和通信带宽等几个方面。由于传感器节点是由电池供电，能量有限的问题尤为突出。在无线传感器网络中，无线通信是能量的主要消耗者ο
发明人在研究中发现，无线传感器网络中的节点之间的通信是消耗能量的主要方式，如何设计高效的通信机制，保证非冗余数据传输是很重要的，同时节点采集的数据可能是数量很大的，需要一定的存储方式将数据存储。发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种无线传感器网络中的存储通信机制，该方法以密集部署的无线传感器网络节点为依托，以提高传感器网络中的通信效率为目标，构建从源节点到目的节点的传感数据传输路径，保证了传感数据和普通传感数据及时、可靠地到达目的节点。
技术方案本发明建立了一种无线传感器网络中的存储通信机制，其基本的系统组成包括普通节点可以感知其周围空间的温度、湿度、光照度、气体浓度等环境信息的无线传感器网络节点。普通节点拥有一块数据存储区，用于存储自己感知的数据。普通节点同时具备数据包转发能力，可以将其自身产生的传感数据或接收到的其它节点的传感数据发送到其通信能力可达的任何节点，普通节点有自己唯一的ID (身份标识号码)；中继节点具备数据转发能力的节点。本发明中定义网络中任何普通节点都可以成为中继节点。中继节点的数据存储区，用于存储接收到的数据，一旦该数据被中继节点处理完毕，则其占用的存储区将被释放；基站传感数据最终传输到的节点；一种无线传感器网络的成链方法所包含的步骤为步骤1)在网络环境内，随机、均勻撒播多个具有相同初始能量、相同通信能力与传感能力的普通传感器节点，各个普通传感器节点知道自己唯一的坐标。撒布的传感器节点总数已知，基站知道所有节点的坐标；步骤2)基站以覆盖传感器网络的通信半径广播各个节点的坐标和自己的坐标； 步骤3)普通的传感器节点接收基站的广播数据，并选择到基站方向离自己最近的节点作为下一跳的中继节点；
步骤4)普通节点开始采集周围的数据，并存储到自己的存储区中； 步骤5)普通节点发送REQ帧(请求帧)到其中继节点，帧中含有自己的ID，用于建立通信连接；
步骤6)中继节点接收到REQ帧后，将REQ帧中的ID提取出来，写入ACK帧(应答帧)中， 然后发送ACK帧到此ID;
步骤7)普通节点接到ACK帧之后，将ID提取出来与自己的ID进行对比，确认无误后； 步骤8)普通节点从自己的存储区中提取数据，写入自己的数据帧，并开始将数据帧编号，从0开始一直到255 (—个字节是8个比特，0到255是二进制的无符号位的00000000 到二进制的无符号位的11111111)；
步骤9)中继节点接收到数据帧后，将ID提取出来，看是否是自己想要的节点的数据帧，确认无误后，将对此数据帧的ACK帧发送给这个普通节点，并在ACK帧中写入此数据帧的编号；
步骤10)普通节点接收到此ACK帧后，提取出数据帧的编号，并与自己上一个发送的数据帧的编号进行对比，确认无误后，就从自己的存储区中提取下一组数据，写入数据帧中， 发送出去，不断的重复步骤5)到步骤10)的过程。有益效果作为一种无线传感器网络中的存储通信机制，本发明具有以下一些有益成果
1.无线传感器网络中的数据量可能比较大，节点的存储空间可能不够用，本发明设计的存储模块解决了这一问题；
2.无线传感器网络中的通信的连接不够稳定，容易出现丢失数据帧的情况，本发明中的ACK帧的作用就是防止出现数据帧的丢失；
3.无线传感器网络中的初始通信往往是不可靠的，本发明中的REQ帧和ACK帧可以保证了通信的可靠性；
4.无线传感器网络中感知数据如果没有及时发送出去，就会造成信息的流失，本发明将感知数据存储到存储区中并且进行有序的数据提取，保证了数据的完整性。
图1是本发明所面向的无线传感器网络结构。图2是本发明的REQ帧。图3是本发明的ACK帧。图4是本发明的数据帧。
具体实施例方式本发明针对无线传感器网络中的通信过程，提出了高效、可靠的通信方式，并且结合了存储手段，保证了数据的完整性。其具体实施方式
为
1)在网络环境内，随机、均勻撒播多个具有相同初始能量、相同通信能力与传感能力的普通传感器节点，各个普通传感器节点知道自己唯一的坐标，并且可以调节自己的发送功率。撒布的传感器节点总数已知，基站知道所有节点的坐标；覆盖传感器网络的通信半径广播各个节点的坐标和自己的坐标；3)普通的传感器节点接收基站的广播数据，并选择到基站方向离自己最近的节点作为下一跳的中继节点；4)普通节点开始采集周围的数据，并存储到自己的存储区中，存储区中的数据不会相互覆盖；5)普通节点以可以到达自己的中继节点的最小功率发送REQ帧到其中继节点，此REQ 帧中含有自己的ID，用于建立通信连接；6)中继节点接收到REQ帧后，将REQ帧中的ID提取出来，判断是否是自己所要的节点的ID，如果是的话，将此ID写入ACK帧中，然后以最小的功率发送ACK帧到此ID，如果不是， 则丢弃；7)普通节点接到ACK帧之后，将ID提取出来与自己的ID进行对比，如果是自己的ID， 则进行下一步骤，如果不是则丢弃此ACK帧；8)普通节点从自己的存储区中提取数据，写入自己的数据帧，并开始将数据帧编号，第一个数据帧的编号为0，以后就从1开始一直到255，将自己的ID和编号写入数据帧中，以最小的功率发送给中继节点；9)中继节点接收到数据帧后，将ID提取出来，看是否是自己想要的节点的数据帧，确认无误后，将对此数据帧的ACK帧发送给这个普通节点，并在ACK帧中写入此数据帧的编号；10)普通节点接收到此ACK帧后，提取出数据帧的编号，并与自己上一个发送的数据帧的编号进行对比，确认无误后，就从自己的存储区中提取下一组数据，写入数据帧中，将编号加1然后对255取模，写入到数据帧中，再把自己的ID写入数据帧中，然后以最小的功率发送出去，不断的重复步骤5)到步骤10)的过程。
权利要求
1. 一种无线传感器网络中的存储通信方法，其特征在于该方法的步骤为1)在网络环境内，随机、均勻撒播多个具有相同初始能量、相同通信能力与传感能力的普通传感器节点，各个普通传感器节点知道自己唯一的坐标，并且可以调节自己的发送功率，撒布的传感器节点总数已知，基站知道所有节点的坐标；2)基站以覆盖传感器网络的通信半径广播各个节点的坐标和自己的坐标；3)普通的传感器节点接收基站的广播数据，并选择到基站方向离自己最近的节点作为下一跳的中继节点；4)普通节点开始采集周围的数据，并存储到自己的存储区中，存储区中的数据不会相互覆盖；5)普通节点以可以到达自己的中继节点的最小功率发送请求帧REQ到其中继节点，此请求帧REQ中含有自己的身份标识号码ID，用于建立通信连接；6)中继节点接收到请求帧REQ后，将请求帧REQ中的身份标识号码ID提取出来，判断是否是自己所要的节点的身份标识号码ID，如果是的话，将此身份标识号码ID写入应答帧 ACK中，然后以最小的功率发送应答帧ACK到此身份标识号码ID，如果不是，则丢弃；7)普通节点接到应答帧ACK之后，将身份标识号码ID提取出来与自己的身份标识号码ID进行对比，如果是自己的身份标识号码ID，则进行下一步骤，如果不是则丢弃此应答帧 ACK ；8)普通节点从自己的存储区中提取数据，写入自己的数据帧，并开始将数据帧编号，第一个数据帧的编号为0，以后就从1开始一直到255，将自己的身份标识号码ID和编号写入数据帧中，以最小的功率发送给中继节点；9)中继节点接收到数据帧后，将身份标识号码ID提取出来，看是否是自己想要的节点的数据帧，确认无误后，将对此数据帧的应答帧ACK发送给这个普通节点，并在应答帧ACK 中写入此数据帧的编号；10)普通节点接收到此应答帧ACK后，提取出数据帧的编号，并与自己上一个发送的数据帧的编号进行对比，确认无误后，就从自己的存储区中提取下一组数据，写入数据帧中， 将编号加1然后对255取模，写入到数据帧中，再把自己的身份标识号码ID写入数据帧中，然后以最小的功率发送出去，不断的重复步骤5)到步骤10)的过程。
全文摘要
本发明是一种无线传感器网络中的存储通信方法，将通信机制与存储方式结合起来，提出一种高效、可靠的通信机制，针对无线传感器网络通信中的一些问题，提出的解决的方法。该方法以密集部署的无线传感器网络节点为依托，以提高传感器网络中的通信效率为目标，构建从源节点到目的节点的传感数据传输路径，保证了传感数据和普通传感数据及时、可靠地到达目的节点。通信的可靠性和高效性是无线传感器网络中至关重要的技术要求，再结合存储方式，就可以满足这两点的要求，保证数据的完整性。
文档编号H04L1/00GK102510580SQ201110447558
公开日2012年6月20日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者孙力娟, 张军强, 徐佳, 杨英军, 沙超, 王汝传, 肖甫, 蒋凌云, 顾翔, 黄海平 申请人:南京邮电大学