CN106507440A - 一种传感器网络架构、组网和信息交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种传感器网络架构、组网和信息交互方法。本发明中，传感器网络架构包括：N个边缘节点、M个中间节点与一个网关节点，其中，N与M均为大于或者等于1的自然数；边缘节点上设置有传感器，用于采集信息；中间节点用于收集边缘节点采集到的信息；网关节点用于汇聚中间节点收集到的信息；其中，在一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，每一个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互；网关节点、中间节点和边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。本发明实施方式，使得传感器网络中所有节点在不参与信息交互时，可以长时间保持休眠状态，节省网络能耗，延长网络寿命。

Description

一种传感器网络架构、组网和信息交互方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种传感器网络架构、组网和信息交互方法。

背景技术

随着通信技术的发展，无线传感器网络技术逐渐展现出广阔的应用前景，并对社会生活产生了巨大的影响。无线传感器网络是由部署在检测区域内大量的廉价卫星传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：在现有传感器网络中，无论是否参与信息交互的过程，都会要求一些节点长时间处于工作状态，而且网络越大，所需要的不进入睡眠状态的节点数目越多，这导致网络能耗过高，这些无休眠节点必须由电源长期供电，如果采用电池供电，则网络寿命会极低，限制无线传感器组网的使用场景。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种传感器网络架构、组网和信息交互方法，使得传感器网络中所有节点在不参与信息交互时，可以长时间保持休眠状态，使得所有网络节点都可以用较小容量的电池进行供电，节省网络能耗，延长网络寿命。同时，网络的节点数目也可以做到数千节点的规模，大大增加了应用的范围。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种传感器网络架构，包括：N个边缘节点、M个中间节点与一个网关节点，其中，N与M均为大于或者等于1的自然数；边缘节点上设置有传感器，用于采集信息；中间节点，用于收集边缘节点采集到的信息；网关节点，用于汇聚中间节点收集到的信息；其中，在一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，每一个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互；网关节点、中间节点和边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

本发明的实施方式还提供了一种传感器网络架构的组网方法，包括：启动网关节点之后，网关节点进入组网模式，网关节点在每一个通信周期内至少发送一次组网信息，其中，组网信息中携带网关节点发送网关广播包的时间点、发送网关广播包的数据接收方，以及向数据接收方发送数据的循环模式；启动中间节点之后，中间节点搜索网关节点发送的组网信息，并向网关节点发送附着请求；网关节点响应每一个中间节点的附着请求，并在后续的组网信息中控制已附着成功的中间节点；网关节点控制已附着成功的每一个中间节点依次进入组网模式，并允许边缘节点附着到中间节点，直到所有中间节点和边缘节点均进入网络。

本发明的实施方式还提供了一种信息交互方法，应用于网关节点；网关节点用于汇聚中间节点收集到的信息；信息交互方法包括：在一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互；网关节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

本发明的实施方式还提供了一种信息交互方法，应用于中间节点；中间节点，用于收集边缘节点采集到的信息；信息交互方法包括：在一个通信周期内，每一个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互；中间节点和边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

本发明的实施方式还提供了一种信息交互方法，应用于边缘节点；边缘节点上设置有传感器，用于采集信息；信息交互方法包括：边缘节点监听节点广播包，并在节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与中间节点在当前时隙进行信息交互；其中，节点广播包由中间节点在每一个通信周期的第二预设时隙发送，节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与中间节点进行信息交互的边缘节点编号。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在传感器网络的一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，每个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互，这样，可以提高信息传输的效率。网关节点、中间节点以及边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段处于休眠状态，使得上述网络节点都可以用较小容量的电池进行供电，这样，可以节省网络能耗，延长网络寿命。同时，网络的节点数目也可以做到数千节点的规模，大大增加了应用的范围。

另外，网关节点还在每一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，其中，网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点；中间节点监听和解析网关广播包，根据网关广播包携带的同步信息进行同步，并得到中间节点后续唤醒的时间点。中间节点通过监听网关节点发送的网关广播包，可以判断该中间节点在收到广播包的时间点是否需要同步唤醒，并且，还可以获取该中间节点后续唤醒的时间点。这样，中间节点通过监听并解析网关广播包，只需在特定的时间点唤醒，而在其余时间点可以处于休眠状态。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低中间节点的功率，并延长中间节点的寿命。

另外，中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，监听和解析网关广播包，并根据网关广播包携带的同步信息重新进行同步。中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，可以通过监听与解析网关广播包，重新与网络同步。这样，可以避免因某个中间节点时序混乱或者时序丢失，影响整个网络的同步工作状态。

另外，中间节点还在每一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，其中，节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与中间节点进行信息交互的边缘节点编号；边缘节点监听节点广播包，并在节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与中间节点在当前时隙进行信息交互。边缘节点通过监听与解析中间节点所发送的节点广播包，可以依据自身编号是否与节点广播包中携带的编号一致，判断是否可以在当前时隙与该中间节点进行信息交互，并且，只在上述编号一致时，才进行信息交互。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低边缘节点的功率，并延长边缘节点的寿命。

另外，至少有一个中间节点或者至少有一个边缘节点在每一个通信周期内有至少两个时隙进行信息交互。通过这种方式，可以为信息交互量较大的节点分配较多的时隙进行信息交互，从而保证信息交互的及时性。

另外，在一个通信周期内，进行信息交互所占用的总时长小于一个通信周期。通过这种方式，可以预留一些时隙，以备后续节点入网时使用，或者分配给信息交互量较大的节点使用，从而提高网络架构的扩容能力。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的传感器网络架构的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式的传感器网络架构的通信时序示意图；

图3是根据本发明第三实施方式的传感器网络架构组网方法的流程图；

图4是根据本发明第三实施方式的传感器网络架构组网方法中的中间节点附着到网关节点的时序示意图；

图5是根据本发明第三实施方式的传感器网络架构组网方法中的中间节点P0附着边缘节点的示意图；

图6是根据本发明第三实施方式中的边缘节点附着到#n中间节点的时序示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种传感器网络架构。如图1所示，本实施方式的传感器网络架构包括：N个边缘节点102、M个中间节点101与一个网关节点100，其中，N与M均为大于或者等于1的自然数。在一个通信周期内，网关节点100与至少一个中间节点101进行信息交互，每个中间节点101与至少一个边缘节点102进行信息交互。图1示意了每个中间节点可以与99个边缘节点进行信息交互。

边缘节点上可以设置传感器，其中，传感器可用于采集信息。例如，边缘节点上可以设置温度传感器、湿度传感器等，边缘节点可以通过上述传感器采集环境中的温度或者湿度信息。

中间节点可以收集边缘节点采集到的信息。具体地说，在边缘节点通过传感器采集到环境中的信息后，中间节点可以收集边缘节点采集到的信息。

网关节点可用于汇聚中间节点收集到的信息。具体地说，在中间节点收集到环境中的信息后，网关节点可用于汇聚中间节点收集到的信息。

在本实施方式中，网关节点、中间节点与边缘节点在进行信息交互的时隙之外均处于休眠状态。具体地说，网关节点、中间节点与边缘节点在一个通信周期内，只在某一个或者某几个时隙内进行信息交互，而在进行信息交互的时隙之外的其他时间段均处于休眠状态，并且，网关节点、中间节点与边缘节点在处于休眠状态时，只有极小的能量消耗(例如，纳瓦或者微瓦的级别)。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在传感器网络的一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，每个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互，这样，可以提高信息传输的效率。网关节点、中间节点以及边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段处于休眠状态，使得上述网络节点都可以用较小容量的电池进行供电，这样，可以节省网络能耗，延长网络寿命。同时，网络的节点数目也可以做到数千节点的规模，大大增加了应用的范围。

本发明的第二实施方式涉及一种传感器网络架构。本实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步细化，给出了网关节点与中间节点，中间节点与边缘节点进行信息交互的具体方式。

本实施方式中，网关节点在每一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，其中，网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点。中间节点通过监听与解析网关广播包，可以获取网关广播包中携带的信息，并且根据网关广播包携带的同步信息进行同步，同时可以得到自身后续唤醒的时间点。具体地说，网关节点发送的网关广播包中可以携带中间节点的编号，并且，网关节点中携带的同步信息以及中间节点后续唤醒的时间点，均与其中携带的中间节点的编号一一对应，当中间节点监听并解析到网关节点发送的网关广播包中携带的同步信息与自身的编号对应时，则该中间节点同步唤醒，将收集到的数据发送给网关节点，同时，该中间节点还可以获取其后续唤醒的时间点，并在后续唤醒时间点到来时再唤醒。

例如，如图2所示，网关节点在第一个周期的第一个时隙T1发送网关广播包GB，中间节点P0监听并解析该广播包，根据网关广播包中携带的信息，中间节点P0与网关节点进行同步信息交互，并且，图中的G/P0表示网关节点与中间节点P0可以是双向通信；其他中间节点或者边缘节点可以选择性监听网关广播，用于同步等。网关节点在第二个周期的第一个时隙发送网关广播包GB，中间节点P1监听并解析该广播包，根据网关广播包中携带的信息，中间节点P1与网关节点进行同步信息交互，并且，图中的G/P1表示网关节点与中间节点P1可以是双向通信；其他中间节点或者边缘节点可以选择性监听网关广播，用于同步等。依次类推，网关节点每一个周期的第一时隙与M个中间节点中的一个进行信息交互，可以依据中间节点的编号顺序进行遍历，也可以随机进行遍历。由此可见，网关节点经过一定时间必然与每一个中间节点至少进行一次信息交互，可以根据实际情况设定遍历算法，在此不一一例举。现有的遍历算法均可适用于本申请。

在本发明实施方式中，中间节点还在每一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，其中，节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与该中间节点进行信息交互的边缘节点编号。边缘节点通过监听节点广播包，并在节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与中间节点在当前时隙进行信息交互。

例如，如图2所示，在第一个周期的第二个时隙T2内，中间节点P0发送节点广播包PB0，在接下来的时间里与边缘节点N0进行信息交互；而在第一个周期的第三个时隙T2内，中间节点P1发送节点广播包PB1，在接下来的时间里与边缘节点N100进行信息交互；依此类推，在第一个周期内，每一个中间节点与其边缘节点中的一个进行信息交互。以上每次中间节点广播的过程中，本时间点内不参与信息交互的其他边缘节点可以选择性收听广播，进行同步等。

在第二个周期的第二个时隙T2内，中间节点P0发送节点广播包PB0，在接下来的时间里与边缘节点N1进行信息交互；而在第一个周期的第三个时隙T2内，中间节点P1发送节点广播包PB1，在接下来的时间里与边缘节点N101进行信息交互；依此类推，在第二个周期内，每一个中间节点也与其边缘节点中的一个进行信息交互；

依此类推，经过N个周期，每一个中间节点均完成一次与其边缘节点的信息交互。这里列举的是中间节点顺序与边缘节点进行信息交互的例子，在实际应用中，也可以设计一些算法来遍历每一个边缘节点，保证经过一段时间，每一个边缘节点都与中间节点进行一次信息交互，现有的遍历算法均可适用于本申请。

以上时序中可以看出，无论是网关，中间节点，或者边缘节点，大部分情况下每个周期只需要一个或者两个时序的时间工作，其他时间都可以处于睡眠状态，大大节省了功耗。

需要说明的是，虽然以上说明中，网络的结构是限制在3层，但是同样的机制可以用于大于3层网络的管理。

在本实施方式中，网关节点与中间节点可以在每一个通信周期内的固定时隙进行信息交互，并且，中间节点与边缘节点可以在每一个通信周期内进行信息交互的时隙数相同。但是，在实际应用中，可以设计成：至少有一个中间节点或者至少有一个边缘节点在每一个周期内至少两个时隙进行信息交互。也就是说，在每一个周期，每一个中间节点或者边缘节点的通信机会可以不是均等的，可以根据需要设定某些中间节点或者边缘节点多一些时隙进行通信。通过这种方式，可以为信息交互量较大的节点分配较多的时隙进行信息交互，从而保证信息交互的及时性。

此外，每一个周期内的时隙数并不恰好等于中间节点或者边缘节点的数目，可以预留一些时隙，以备后续节点入网时使用，或者分配给信息交互量较大的节点使用，从而提高网络架构的扩容能力。也就是说，在一个通信周期内，进行信息交互所占用的总时长小于一个通信周期。

比如说，假设一个通信周期T为500毫秒，网关节点与一个中间节点进行信息交互占用T1＝5毫秒，每一个中间节点与一个边缘节点进行信息交互占用T2＝5毫秒，假设有30个中间节点，每个中间节点连接有100个边缘节点，那么一个周期中进行信息交互的时长为T1+30*T2＝155毫秒，那么，一个周期内剩下的500-155＝345毫秒为预留时隙。如果不分配用途的话，这些预留时隙就可以作为休眠时间。

在一个周期内，网关节点的活跃时间是5毫秒，中间节点的活跃时间也是5毫秒，而边缘节点在500毫秒*100＝50秒的时间间隔才有一次信息交互的机会。那么在15分钟(也就是900秒)内，有900秒/5毫秒＝1800个机会进行网关节点与中间节点的信息交互，这意味着中间节点与网关节点之间的信息交互需要进行一定程度的聚合(至少进行2:1聚合)，以便来自3000个边缘节点的信息传输至网关节点。

此外，值得一提的是，在本实施方式中，中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，可以通过监听和解析网关广播包或者其他中间节点的广播包，获取网关广播包中携带的同步信息，并根据网关广播包中携带的同步信息重新进行同步。也就是说，由于网关节点发送的网关广播包具有一定的滞后时间，因而，在中间节点时序混乱或者时序丢失之后，该中间节点可以通过监听和解析网关广播包而重新与网络同步。

与现有技术相比，在本实施方式中，中间节点通过监听网关节点发送的网关广播包，可以判断该中间节点在收到广播包的时间点是否需要同步唤醒，并且，还可以获取该中间节点后续唤醒的时间点。这样，中间节点通过监听并解析网关广播包，只需在特定的时间点唤醒，而在其余时间点可以处于休眠状态。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低中间节点的功率，并延长中间节点的寿命。边缘节点通过监听与解析中间节点所发送的节点广播包，可以依据自身编号是否与节点广播包中携带的编号一致，判断是否可以在当前时隙与该中间节点进行信息交互，并且，只在上述编号一致时，才进行信息交互。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低边缘节点的功率，并延长边缘节点的寿命。

本发明的第三实施方式涉及一种传感器网络架构的组网方法。具体流程如图3所示，其包括：

步骤301：启动网关节点之后，网关节点进入组网模式，在每一个通信周期内至少发送一次组网信息。其中，网关节点发送的组网信息中携带该网关节点发送网关广播包的时间点、发送网关广播包的数据接收方，以及向数据接收方发送数据的循环模式。

此外，网关节点进入组网模式后，在每一个通信周期内至少发送一次组网信息，网关节点在该通信周期中发送组网信息的时隙可以接收中间节点的连接请求，并且，在该通信周期的其他时隙也可以接受中间节点随机的连接请求，如图4所示。

步骤302：启动中间节点之后，中间节点搜索网关节点发送的组网信息，并向网关节点发送附着请求。

步骤303：网关节点响应每一个中间节点的附着请求，并在后续的组网信息中控制已附着成功的中间节点。具体地说，网关节点在响应中间节点的附着请求后，可以使用位图等方式标识已附着成功的中间节点。

步骤304：网关节点控制已附着成功的每一个中间节点依次进入组网模式，并允许边缘节点附着到中间节点，直到所有中间节点和边缘节点均进入网络。

具体地说，有两种方式允许边缘节点进入网络：

第一种方式是：网关节点在一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，在除第一预设时隙外的其他时隙控制中间节点附着边缘节点；其中中间节点为附着在网关节点的任意一个中间节点。如图5所示为中间节点P0进入组网模式，其边缘节点与P0的附着过程，中间节点P0首先进入组网模式，并且P0允许其边缘节点附着，在P0的所有边缘节点与其附着成功之后，网关节点再控制中间节点P1进入组网模式，以此类推，直到所有的中间节点与边缘节点均进入网络。

第二种方式是：网关节点在一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，在除第一预设时隙的其他时隙控制第一个中间节点附着边缘节点；在第一个中间节点与边缘节点完成附着之后，第一个中间节点在一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，在除第一预设时隙和第二预设时隙外的其他时隙控制第二个中间节点附着边缘节点；依此类推，直到所有中间节点均完成边缘节点的附着。如图6所示边缘节点附着到#n号中间节点的示意图。

相对于现有技术而言，在本实施方式中，在传感器网络的一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，每个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互，这样，可以提高信息传输的效率。网关节点、中间节点以及边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段处于休眠状态，使得上述网络节点都可以用较小容量的电池进行供电，这样，可以节省网络能耗，延长网络寿命。同时，网络的节点数目也可以做到数千节点的规模，大大增加了应用的范围。

不难发现，本实施方式为与第一或第二实施方式相对应的组网方法实施例，本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本发明的第四实施方式涉及一种信息交互方法，该信息交互方法可应用于网关节点。该网关节点用于汇聚中间节点收集到的信息。在一个通信周期内，网关节点与至少一个中间节点进行信息交互，网关节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。此外，在每一个通信周期的第一预设时隙，网关节点发送网关广播包，其中，网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点。

本实施方式中，网关节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。这样，可以节省网关节点的能耗，延长网关节点的使用寿命。

不难发现，本实施方式为与第一或第二实施方式相对应的信息交互方法实施例，本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本发明的第五实施方式涉及一种信息交互方法，该信息交互方法可应用于中间节点。该中间节点可用于收集边缘节点采集到的信息。在一个通信周期内，每一个中间节点至少与一个边缘节点进行信息交互。中间节点和边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。此外，在每一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，其中，节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与中间节点进行信息交互的边缘节点编号。

此外，中间节点还可以监听和解析网关节点发送的网关广播包，并根据网关广播包携带的同步信息进行同步，同时得到中间节点后续唤醒时间点。其中，网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点。

在本实施方式中，中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，监听和解析网关广播包，并根据网关广播包携带的同步信息重新进行同步。

本实施方式中，中间节点通过监听网关节点发送的网关广播包，可以判断该中间节点在收到广播包的时间点是否需要同步唤醒，并且，还可以获取该中间节点后续唤醒的时间点。这样，中间节点通过监听并解析网关广播包，只需在特定的时间点唤醒，而在其余时间点可以处于休眠状态。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低中间节点的功率，并延长中间节点的寿命。

不难发现，本实施方式为与第一或第二实施方式相对应的信息交互方法实施例，本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本发明的第六实施方式涉及一种信息交互方法，该信息交互方法可应用于边缘节点。边缘节点上可以设置传感器，用于采集信息。边缘节点监听节点广播包，并在节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与该中间节点在当前时隙进行信息交互。其中，节点广播包携带由中间节点在每一个通信周期的第二预设时隙发送，节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与中间节点进行信息交互的边缘节点编号。

本实施方式中，边缘节点通过监听与解析中间节点所发送的节点广播包，可以依据自身编号是否与节点广播包中携带的编号一致，判断是否可以在当前时隙与该中间节点进行信息交互，并且，只在上述编号一致时，才进行信息交互。这样，可以在不影响数据传输的同时，降低边缘节点的功率，并延长边缘节点的寿命。

不难发现，本实施方式为与第一或第二实施方式相对应的信息交互方法实施例，本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种传感器网络架构，其特征在于，包括：N个边缘节点、M个中间节点与一个网关节点，其中，N与M均为大于或者等于1的自然数；

所述边缘节点上设置有传感器，用于采集信息；

所述中间节点，用于收集所述边缘节点采集到的信息；

所述网关节点，用于汇聚所述中间节点收集到的信息；

其中，在一个通信周期内，所述网关节点与至少一个所述中间节点进行信息交互，每一个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互；

所述网关节点、所述中间节点和所述边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

2.根据权利要求1所述的传感器网络架构，其特征在于，所述网关节点还在每一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，其中，所述网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点；

所述中间节点监听和解析所述网关广播包，根据所述网关广播包携带的同步信息进行同步，并得到所述中间节点后续唤醒的时间点。

3.根据权利要求2所述的传感器网络架构，其特征在于，所述中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，监听和解析所述网关广播包，并根据所述网关广播包携带的同步信息重新进行同步。

4.根据权利要求1所述的传感器网络架构，其特征在于，所述中间节点还在每一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，其中，所述节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与所述中间节点进行信息交互的边缘节点编号；

所述边缘节点监听所述节点广播包，并在所述节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与所述中间节点在当前时隙进行信息交互。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器网络架构，其特征在于，所述网关节点与中间节点在每一个通信周期内的固定时隙进行信息交互；

所述中间节点与所述边缘节点在每一个通信周期内进行信息交互的时隙数相同。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器网络架构，其特征在于，至少有一个中间节点或者至少有一个边缘节点在每一个通信周期内有至少两个时隙进行信息交互。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的传感器网络架构，其特征在于，在一个通信周期内，进行信息交互所占用的总时长小于一个通信周期。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的传感器网络架构的组网方法，其特征在于，包括：

启动网关节点之后，所述网关节点进入组网模式，所述网关节点在每一个通信周期内至少发送一次组网信息，其中，所述组网信息中携带所述网关节点发送网关广播包的时间点、发送网关广播包的数据接收方，以及向数据接收方发送数据的循环模式；

启动中间节点之后，所述中间节点搜索所述网关节点发送的组网信息，并向所述网关节点发送附着请求；

所述网关节点响应每一个中间节点的附着请求，并在后续的组网信息中控制已附着成功的中间节点；

所述网关节点控制已附着成功的每一个中间节点依次进入组网模式，并允许边缘节点附着到中间节点，直到所有中间节点和边缘节点均进入网络。

9.根据权利要求8所述的组网方法，其特征在于，所述允许边缘节点附着到中间节点，具体包括：

所述网关节点在一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，在除所述第一预设时隙外的其他时隙控制中间节点附着边缘节点；其中所述中间节点为附着在所述网关节点的任意一个中间节点。

10.根据权利要求8所述的组网方法，其特征在于，所述允许边缘节点附着到中间节点，具体包括：

所述网关节点在一个通信周期的第一预设时隙发送网关广播包，在除所述第一预设时隙的其他时隙控制第一个中间节点附着边缘节点；

在所述第一个中间节点与边缘节点完成附着之后，所述第一个中间节点在一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，在除所述第一预设时隙和所述第二预设时隙外的其他时隙控制第二个中间节点附着边缘节点；

依此类推，直到所有中间节点均完成边缘节点的附着。

11.一种信息交互方法，其特征在于，应用于网关节点；

所述网关节点用于汇聚中间节点收集到的信息；

所述信息交互方法包括：

在一个通信周期内，所述网关节点与至少一个所述中间节点进行信息交互；

所述网关节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

12.根据权利要求11所述的信息交互方法，其特征在于，所述信息交互方法还包括：

在每一个通信周期的第一预设时隙，所述网关节点发送网关广播包，其中，所述网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点。

13.一种信息交互方法，其特征在于，应用于中间节点；

所述中间节点，用于收集边缘节点采集到的信息；

所述信息交互方法包括：

在一个通信周期内，每一个中间节点与至少一个边缘节点进行信息交互；

所述中间节点和所述边缘节点在进行信息交互的时隙之外的时间段均处于休眠状态。

14.根据权利要求13所述的信息交互方法，其特征在于，所述信息交互方法还包括：

所述中间节点监听和解析网关广播包，根据所述网关广播包携带的同步信息进行同步，并得到所述中间节点后续唤醒的时间点；

其中，所述网关广播包由网关节点在每一个通信周期的第一预设时隙发送，所述网关广播包携带有同步信息或者预告后续向中间节点发送数据的时间点。

15.根据权利要求14所述的信息交互方法，其特征在于，所述信息交互方法还包括：

所述中间节点在时序混乱或者时序丢失之后，监听和解析所述网关广播包，并根据所述网关广播包携带的同步信息重新进行同步。

16.根据权利要求13所述的信息交互方法，其特征在于，所述信息交互方法还包括：

在每一个通信周期的第二预设时隙发送节点广播包，其中，所述节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与所述中间节点进行信息交互的边缘节点编号。

17.一种信息交互方法，其特征在于，应用于边缘节点；

所述边缘节点上设置有传感器，用于采集信息；

所述信息交互方法包括：

所述边缘节点监听节点广播包，并在所述节点广播包携带的边缘节点编号与自身的编号一致时，与所述中间节点在当前时隙进行信息交互；

其中，所述节点广播包由中间节点在每一个通信周期的第二预设时隙发送，所述节点广播包携带有中间节点的编号以及当前允许与所述中间节点进行信息交互的边缘节点编号。