CN102595575A - 有源无源交叉使用的全网低功耗算法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有源无源交叉使用的全网低功耗算法，所述网络节点划分为网关、路由节点和终端节点，所述网关和路由节点为有源节点，所述终端节点为无源节点，终端节点根据实际使用进行休眠和唤醒切换，特征在于：下发节点的控制信令缓存在有源节点中，不直接下发给无源节点；无源节点唤醒后主动与有源节点进行交互，下发或上报的数据在一次交互中完成。本发明通过减少交互次数，降低数据收发量，从而降低了无线传感器网络的能耗。

Description

有源无源交叉使用的全网低功耗算法
技术领域
本发明属于无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种有源无源交叉使用的全网低功耗算法。
背景技术
在现有的无线传感网网络中，组网算法有着动态性，突发性，范围大，速率变化多样等特点，造成了网络结构的不确定性，导致需要大量的数据包进行网络维护。这种做法对于低速的无线传感网络而言浪费了大量的带宽进行网络维护。
现有的无线传感网网络，所有节点承担的任务是相同的，虽然很灵活，但是所有节点都是对等节点，功能相似，对于重要数据的处理不及时，且由于交互数据多，在无线通信中，长时间监听，退避发送尝试算法中，浪费了很多能量，在多节点交互中，由于数据冲突，发生的数据丢失，数据重发，等浪费了大量的能量，导致整网的维护收发数据量很大，容易导致大量能量的消耗。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种有源无源交叉使用的全网低功耗算法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
有源无源交叉使用的全网低功耗算法，所述网络节点划分为网关、路由节点和终端节点，所述网关和路由节点为有源节点，所述终端节点为无源节点，终端节点根据实际使用进行休眠和唤醒切换，特征在于：下发节点的控制信令缓存在有源节点中，不直接下发给无源节点；无源节点唤醒后主动与有源节点进行交互，下发或上报的数据在一次交互中完成。
所述交互过程包括以下步骤：
终端节点唤醒后进行载波侦听；
如果监听到分析出来的网络包，则判断是否接收到其他节点的忽略信息；
如果没有接收到其他节点的忽略信息，则进入退避等待；
如果没有监听到分析出来的网络包或者接收到其他节点的忽略信息，则发送数据及接收信令。
进一步的，终端节点在注册过程中上报低功耗方式和低功耗时间。
进一步的，通过网关节点设置终端节点的低功耗方式和低功耗时间。
本发明提供的有源无源交叉使用的全网低功耗算法，具有以下有益效果：
1、控制信令都缓存在有源节点中，等待无源节点唤醒交互时候，在发送数据的时候，把缓存的信令和心跳数据包进行数据交互。所有无源节点的数据交互次数都是可以固定下来的，所以没有多余的网络维护包，降低单个无源节点的功耗，就等于提升了整个网络的生命周期；
2、所有的信令发起都有无源节点终端发起，在一次会话中，如果不算上会话冲突，可以减少四次数据收发过程，可以降低一半的数据收发量，降低了无线传感器网络的能耗。
附图说明
     图1为本发明的网络拓扑图；
图2为本发明的交互流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例：
如图1所示，网络节点划分为网关、路由节点和终端节点，网络拓扑结构清晰，职责明确。所述网关和路由节点为有源节点，所述终端节点为无源节点，终端节点根据实际使用进行休眠和唤醒切换，网络维护的任务都承担在有源节点里。
由于大量的节点是终端节点，用户在使用的过程中，可以通过网关设备进行整网的组网控制，在关键地区放上有源供电的路由节点，最后放上终端节点，终端节点会自动组网到路由节点。在使用过程中，各个模块功能职责清楚，组网速度快。
如图2所示，无源节点与有源节点的交互过程如下：
终端节点唤醒后进行载波侦听；
如果监听到分析出来的网络包，则判断是否接收到其他节点的忽略信息；
如果没有接收到其他节点的忽略信息，则进入退避等待；
如果没有监听到分析出来的网络包或者接收到其他节点的忽略信息，则发送RTS；
待接收到CTS后则发送数据、接受信令；
发送确认设置数据；
接收到ACK后进入休眠状态。
所有的信令发起都有无源节点终端发起，在一次会话中，如果不算上会话冲突，可以减少四次数据收发过程，可以降低一半的数据收发量，降低了无线传感器网络的能耗。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.有源无源交叉使用的全网低功耗算法，所述网络节点划分为网关、路由节点和终端节点，所述网关和路由节点为有源节点，所述终端节点为无源节点，终端节点根据实际使用进行休眠和唤醒切换，特征在于：下发节点的控制信令缓存在有源节点中，不直接下发给无源节点；无源节点唤醒后主动与有源节点进行交互，下发或上报的数据在一次交互中完成。
2.    根据权利要求1所述的全网低功耗算法，其特征在于：所述交互过程包括以下步骤：
终端节点唤醒后进行载波侦听；
如果监听到分析出来的网络包，则判断是否接收到其他节点的忽略信息；
如果没有接收到其他节点的忽略信息，则进入退避等待；
如果没有监听到分析出来的网络包或者接收到其他节点的忽略信息，则发送数据并接收信令。
3.根据权利要求1所述的全网低功耗算法，其特征在于：终端节点在注册过程中上报低功耗方式和低功耗时间。
4.根据权利要求1所述的全网低功耗算法，其特征在于：通过网关节点设置终端节点的低功耗方式和低功耗时间。
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