一种低功耗无线传感网组网方法与流程

本发明涉及一种无线传感网络的传感节点组网模式的优化处理技术领域，尤其涉及一种轻量无线传感网传感节点在寻找网络以及断网后重新加入网络的模式处理的低功耗无线传感网组网方法。

背景技术：

无线传感网络(WSN)是由部署在检测区域内大量的传感节点组成，通过无线通信方式形成的网络系统，其目的是感知、采集和处理网络覆盖区域内被感知对象的信息，并发送给用户。

轻量无线传感网络一般有coordinator(网关网关)和end device(节点)组成，现有组网方案是固件编译时将网络参数配置好，coordinator上电之后就会建立一个网络，相同PAN ID的节点可以申请加入该网络，coordinator会对节点发来的无线数据包作出判断，只有PAN ID与自己相同的节点才可以加入网络。因此现有技术的缺点是轻量无线网络传感节点不可以根据环境中的具体应用择优选择coordinator加入，而是根据固件中预设的PAN ID指定选择相匹配的coordinator。这样就存在节点不能根据当前条件选择信号强度最大的那个coordinator并与其建立连接。还有就是由于信号强度差或者周围环境物体的遮挡，节点很可能发出的网络包不能送达给coordinator从而导致断网，重新找网的过程也是相对耗电的，无法做到低功耗，因此需要对无线传感节点的找网过程做优化，择优选择信号强的coordinator加入，如果长时间没有找到合适网络需要提高找网间隔以降低功耗(原来的搜网间隔为固定值，电池电量损耗较大)。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有轻量无线网络传感节点不可以根据环境中的具体应用择优选择coordinator加入而使得功耗增加的问题而提供一种低功耗无线传感网组网方法，还低功耗无线传感网组网方法针对固定参数找网和断网后重新找网模式做出了优化，不预先指定节点的网络参数而是根据具体应用中的情况来选择信号强度最大的网关(coordinator)；同时针对节点断网后寻网机制作出优化，预先设置一个搜网间隔t,持续N次之后都找不到网络的条件下，对t作出修改，并通过一定的算法对t进行递增，主要目的是降低功耗。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种低功耗无线传感网组网方法，其特征是某一传感节点上电后则以一定的协议格式固定广播数据包至周围的网关并等待周围的网关的回应，每收到一个网关的应答信息就将该网关的MAC地址信息和PAN ID存储起来，同时将该网关的应答信息中的信号强度参数保存起来，通过一定的算法优化筛选出信号强度最好的网关，并发送握手指令至该信号强度最好的网关申请加入，加入该信号强度最好的网关成功之后，某一传感节点将自己的网络参数配置成与该信号强度最好的网关的网路参数一致，实现组网。

在本发明的一个优选实施例中，所述一定的协议格式固定广播数据是能够被网关所识别，并由网关解析之后回复所述的应答信息。

在本发明的一个优选实施例中，某一传感节点以一定的协议格式固定广播数据包的次数设定为N次，每次的间隔时间为一固定时间t。

在本发明的一个优选实施例中，当某一传感节点以一定的协议格式固定广播数据包的次数超过N次后，每次以一定的协议格式固定广播数据包的间隔时间进行递增，直至最大间隔时间；当间隔时间大达到最大间隔时间后，某一传感节点则以最大间隔时间持续一定的协议格式固定广播数据包多次，直至组网成功。

在本发明的一个优选实施中，某一传感节点以一定的协议格式固定广播数据包的次数超过N次后没有组网成功的则判断该传感节点已经断网，该传感节点启动重新找网模式，即以一定的协议格式固定广播数据包至周围的网关并等待周围的网关的回应，每收到一个网关的应答信息就将该网关的MAC地址信息和PAN ID存储起来，同时将该网关的应答信息中的信号强度参数保存起来，通过一定的算法优化筛选出信号强度最好的网关，并发送握手指令至该信号强度最好的网关申请加入，加入该信号强度最好的网关成功之后，某一传感节点将自己的网络参数配置成与该信号强度最好的网关的网路参数一致，实现组网。

本发明针对轻量级无线传感网络传感节点单一的联网方式(预先设置固件内部的网络参数，且只能连接网络参数相匹配的router或者网关)，不能通过算法优化，寻找信号强度最好的网络，节点不能根据自身的应用环境直接搜索合适网络并加入。本发明不会对固件的网络参数做任何预先配置，而是通过传感节点上电之后自动进入搜网模式，节点会根据载波和能量两个指标判断网关的状态，并且通过内部软件算法，优化出信号强度最大，最合适的网关并与其建立连接。

附图说明

图1为本发明的组网流程示意图。

图2为本发明的某一传感节点断网后启动重新找网模式流程图。

具体实施方式

参见图1，图中给出的一种低功耗无线传感网组网方法，当某一传感节点需要与网关组网时，首先以一定的协议格式固定广播数据包至周围的网关A、B、C、D并等待周围的网关A、B、C、D的回应，网关A、B、C、D收到该传感节点所发送的一定的协议格式固定广播数据包后进行解析，然后向该传感节点回复应答数据包。

该传感节点每分别收到网关A、B、C、D的一条应答数据包后进行解析并将网关A、B、C、D的MAC地址信息和PAN ID存储起来，同时将该网关A、B、C、D的应答信息中的信号强度参数保存起来，通过一定的算法优化筛选出网关A的信号强度最好。

然后该传感节点向网关A并发送握手指令申请加入网关A，加入该网关网关A成功之后，该传感节点将自己的网络参数配置成与网关A的网路参数一致，实现组网。

某一传感节点预设N次搜网次数，每次搜网间隔时间t相同，若某一传感节点以一定的协议格式固定广播数据包N次后，则将每次以一定的协议格式固定广播数据包的间隔时间进行递增，直至最大间隔时间；当间隔时间大达到最大间隔时间后，某一传感节点则以最大间隔时间持续一定的协议格式固定广播数据包多次，直至组网成功。

当然也可以在若某一传感节点以一定的协议格式固定广播数据包N次后没有组网成功的则判断该传感节点已经断网，该传感节点参照图2所示启动重新找网模式。重新找网模式与前述相同。