CN113038409A - 一种数据传输方法、网络节点、传感器和无线传感网络 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，该无线传感网络还包括至少两个成员节点，该方法包括：发送初始化路由信息至成员节点，基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据。本发明实施例还同时公开了一种网络节点、传感器和无线传感网络，提高了无线传感网络的网络拓扑结构的稳定性，有利于无线传感网络中数据的传输。

Description

一种数据传输方法、网络节点、传感器和无线传感网络
技术领域
本发明涉及无线传感网络的数据传输技术，尤其涉及一种数据传输方法、网络节点、传感器和无线传感网络。
背景技术
无线传感网络由大量微型传感器组成，这些微型传感器通过随机部署的方式被安置在各种需要监测的环境中如战场，森林，农田等。这些微型传感器能够以自组织的方式形成网络，并且通过一跳或多跳的方式将自己所搜集到的数据发送给基站。通常情况下，这些微型传感器是使用电池作为能源的，一旦电池能量耗尽，则该微型传感器也将失效。在无线传感网络中一旦有节点死亡，网络的覆盖性以及连通性就会大大降低，其服务质量就会受到很大影响。但由于这些传感器数量庞大，并且部署的环境恶劣，为它们更换电池是不现实的，因此，无线传感网络的节能问题以及各个节点的能量平衡问题成为当前研究的热点与难点。
目前，常常采用PEGASIS协议，该协议是一种基于链状结构的路由协议，其采用贪婪算法将所有节点连成若干条链，每个节点只需与汇聚节点方向最近的邻居节点通信，邻居节点在收到数据后将其与自身所产生的数据进行融合，再以同样的方式转发给下一个邻居节点，直到数据转发至簇头节点，簇头节点再将数据包转发至汇聚节点。
然而，PEGASIS协议构成的数据传输路径会产生长链，并且，PEGASIS协议采用簇头节点轮换机制，导致节点很容易失效；由此可以看出，现有的无线传感网络的网络拓扑结构存在稳定性较差的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种数据传输方法、网络节点、传感器和无线传感网络，以解决现有技术中无线传感网络的网络拓扑结构存在的稳定性较差的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，所述方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，所述无线传感网络还包括至少两个成员节点，包括：
发送初始化路由信息至所述成员节点；
其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；所述初始化路由信息用于所述成员节点进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；所述汇聚节点的位置信息和所述成员节点的位置信息均用于所述成员节点确定所述成员节点的通信距离；所述成员节点的通信距离用于所述成员节点确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
在上述方法中，所述方法还包括：
围绕所述无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
在上述方法中，所述方法还包括：
以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
在上述方法中，在基于所述无线传感网络的拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据之后，所述方法还包括：
以所述无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
用移动后的位置信息更新所述汇聚节点的位置信息，并返回执行所述发送初始化路由信息至所述成员节点。
第二方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，所述方法应用于无线传感网络的成员节点中，所述无线传感网络还包括汇聚节点，其中，所述成员节点的数目为至少两个，包括：
接收到来自所述汇聚节点的初始化路由信息；其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；
根据所述初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；
根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，确定所述成员节点的通信距离；
根据所述成员节点的通信距离，确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点。
在上述方法中，所述根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，确定所述成员节点的通信距离，包括：
根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，计算所述成员节点与所述汇聚节点的距离；
根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离。
在上述方法中，所述根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离，包括：
当所述距离大于所述预设阈值时，对所述距离进行增大，将增大后的距离确定为所述成员节点的通信距离；
当所述距离小于等于所述预设阈值时，将所述距离确定为所述成员节点的通信距离。
在上述方法中，所述根据所述成员节点的通信距离，确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构，包括：
向所述成员节点的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，所述第一询问消息用于询问所述其他节点是否作为所述成员节点的邻居节点；
接收身份标识，将所述身份标识所指示的节点确定为所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构。
在上述方法中，所述还包括：
在接收到第二询问消息之后，获取所述成员节点的剩余能量；其中，所述第二询问消息用于询问所述成员节点是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点；
根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在上述方法中，所述根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点，包括：
当所述成员节点的剩余能量大于等于所述预设的剩余能量的门限值时，确定所述成员节点为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点，将所述成员节点的身份标识发送至所述第二询问消息的发送节点；
当所述成员节点的剩余能量小于所述预设的剩余能量的门限值时，确定不作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在上述方法中，当所述汇聚节点以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据时，所述预设的剩余能量的门限值为：
所述成员节点在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
在上述方法中，所述基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点，包括：
基于所述无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至所述汇聚节点。
第三方面，本发明实施例提供了一种第一网络节点，所述第一网络节点设置于所述无线传感网络中，所述无线传感网络还包括至少两个成员节点，包括：
发送模块，用于发送初始化路由信息至所述成员节点；
其中，所述初始化路由信息中携带有所述第一网络节点的位置信息；所述初始化路由信息用于所述成员节点进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；所述第一网络节点的位置信息和所述成员节点的位置信息均用于所述成员节点确定所述成员节点的通信距离；所述成员节点的通信距离用于所述成员节点确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
第一接收模块，用于基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
在上述节点中，所述第一网络节点还用于：
围绕所述无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
在上述节点中，所述第一网络节点还用于：
以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
在上述节点中，所述第一网络节点还用于：
在基于所述无线传感网络的拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据之后，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
用移动后的位置信息更新所述汇聚节点的位置信息，并返回执行所述发送初始化路由信息至所述成员节点。
第四方面，本发明实施例提供了一种第二网络节点，所述第二网络节点设置于无线传感网络中，所述无线传感网络还包括汇聚节点，其中，所述第二网络节点的数目为至少两个，包括：
第二接收模块，用于接收到来自所述汇聚节点的初始化路由信息；其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；
获取模块，用于根据所述初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取所述第二网络节点的位置信息；
第一确定模块，用于根据所述第二网络节点的位置信息和所述第二网络节点的位置信息，确定所述第二网络节点的通信距离；
第二确定模块，用于根据所述第二网络节点的通信距离，确定所述网络节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
传输模块，用于基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点。
在上述节点中，所述第一确定模块，具体用于：
根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，计算所述成员节点与所述汇聚节点的距离；
根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离。
在上述节点中，所述第一确定模块根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离中，包括：
当所述距离大于所述预设阈值时，对所述距离进行增大，将增大后的距离确定为所述成员节点的通信距离；
当所述距离小于等于所述预设阈值时，将所述距离确定为所述成员节点的通信距离。
在上述节点中，所述第二确定模块根据所述成员节点的通信距离，确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构中，包括：
向所述成员节点的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，所述第一询问消息用于询问所述其他节点是否作为所述成员节点的邻居节点；
接收身份标识，将所述身份标识所指示的节点确定为所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构。
在上述节点中，所述第二网络节点还用于：
在接收到第二询问消息之后，获取所述成员节点的剩余能量；其中，所述第二询问消息用于询问所述成员节点是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点；
根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在上述节点中，所述第二网络节点根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点中，包括：
当所述成员节点的剩余能量大于等于所述预设的剩余能量的门限值时，确定所述成员节点为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点，将所述成员节点的身份标识发送至所述第二询问消息的发送节点；
当所述成员节点的剩余能量小于所述预设的剩余能量的门限值时，确定不作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在上述节点中，当所述汇聚节点以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据时，所述预设的剩余能量的门限值为：
所述成员节点在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
在上述节点中，所述传输模块，具体用于：
基于所述无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至所述汇聚节点。
第五方面，本发明实施例还提供了一种第一传感器，包括：处理器以及存储有所述处理器可执行指令的存储介质，所述存储介质通过通信总线依赖所述处理器执行操作，当所述指令被所述处理器执行时，执行上述一个或多个实施例中汇聚节点执行的所述数据传输方法。
第六方面，本发明实施例还提供了一种第二传感器，包括：处理器以及存储有所述处理器可执行指令的存储介质，所述存储介质通过通信总线依赖所述处理器执行操作，当所述指令被所述处理器执行时，执行上述一个或多个实施例中成员节点执行的所述数据传输方法。
第七方面，本发明实施例还提供了一种无线传感网络，包括上述一个或多个实施例所述的第一传感器和上述一个或多个实施例所述的第二传感器。
第八方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，存储有可执行指令，当所述可执行指令被一个或多个处理器执行的时候，所述处理器执行上述一个或多个实施例中汇聚节点执行的所述数据传输方法或者上述一个或多个实施例中成员节点执行的所述数据传输方法。
本发明实施例所提供的一种数据传输方法、网络节点、传感器和无线传感网络，该方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，无线传感网络还包括至少两个成员节点，该方法包括：发送初始化路由信息至成员节点，其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息，初始化路由信息用于成员节点进行路由信息的初始化以获取成员节点的位置信息，汇聚节点的位置信息和成员节点的位置信息均用于成员节点确定成员节点的通信距离，成员节点的通信距离用于成员节点确定成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构，基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据；也就是说，在本申请实施例中，无线传感网络的汇聚节点向无线传感网络的成员节点发送初始化路由信息，使得成员节点能够获取到汇聚节点的位置信息和自身的位置信息，从而确定出成员节点的通信距离，成员节点基于确定出的通信距离确定成员节点的邻居节点，从而可以建立出无线传感网络的拓扑结构，最后，基于该网络拓扑结构来传输数据，如此，提高了网络拓扑结构的稳定性，基于稳定性较高的网络拓扑结构提高了数据传输的效率。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的结构示意图；
图2为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的流程交互示意图；
图3A为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的实例的结构示意图；
图3B为本发明实施例中的一种可选的汇聚节点的移动轨迹的示意图；
图4为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的实例的流程示意图；
图5A为本发明实施例中的一种可选的网络拓扑结构的示意图；
图5B为本发明实施例中的另一种可选的网络拓扑结构的示意图；
图6为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的流程示意图；
图7为本发明实施例中的另一种可选的数据传输方法的流程示意图；
图8为本发明实施例中的一种可选的第一网络节点的结构示意图；
图9为本发明实施例中的一种可选的第二网络节点的结构示意图；
图10为本发明实施例中的一种可选的第一传感器的结构示意图；
图11为本发明实施例中的一种可选的第二传感器的结构示意图；
图12为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络中，图1为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的结构示意图，如图1所示，该无线传感网络中包括汇聚节点11和成员节点12；其中，
汇聚节点11的数目通常为一个，成员节点12的数目通常为至少两个，例如图1中所述，成员节点12可以包括成员节点1，成员节点2，…，成员节点N等等；这里，在无线传感网络中，汇聚节点11对应的传感器节点是连接传感器网络与互联网等外部网络的节点，而成员节点12对应的传感器节点为无线传感网络中用于采集数据，并将接收到的数据与采集到的数据进行融合，将融合后的数据传输至汇聚节点的节点；这样，使得汇聚节点11可以接收到无线传感网络中所有成员节点12的数据，起到数据汇聚的作用。
然而，由于现有的PEGASIS协议构成的数据传输路径会产生长链，且节点很容易失效，导致无线传感网络的网络拓扑结构稳定性较差。
为了提高无线传感网络的网络拓扑结构的稳定性，本发明实施例提供一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络中，图2为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的流程交互示意图，如图2所示，该数据传输方法可以包括：
S201：汇聚节点11发送初始化路由信息至成员节点12；
在本发明实施例中，每个节点与传感器一一对应；具体来说，无线传感网络中确定好汇聚节点11之后，汇聚节点11向无线传感网络中的其他节点，也就是向成员节点12发送初始化路由信息，其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点11的位置信息，这样，汇聚节点11能够向成员节点12报告自己的位置信息。
为了提高无线传感网络的稳定性，在一种可选的实施例中，该数据传输方法还可以包括：
汇聚节点11围绕无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
也就是说，汇聚节点11围绕着无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动，其中，预设的速度可以为匀速的，也可以为非匀速的，这里，本发明实施例对此不作具体限定；在实际应用中，通常汇聚节点11围绕着无线传感网络的中心位置，按照预设的速度匀速移动；例如，当无线传感网络的区域可以为规则形状，也可以为不规则形状，这里，本发明实施例对此不作具体限定。
那么，针对无线传感网络的区域为不规则形状的，可以预先指定出无线传感网络的中心位置，针对规则形状，例如圆形，可以将圆心指定为无线传感网络的中心位置，那么，在确定出无线传感网络的中心位置之后，通过预先进行设置，使得汇聚节点11围绕着中心位置按照预设的速度匀速运动，这里，汇聚节点11可以按照预设的角速度进行匀速运动，也可以按照预设的线速度进行匀速运动，这里，本发明实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，初始化路由信息中携带的汇聚节点11的位置信息为汇聚节点11的瞬时位置信息。
为了提高无线传感网络的稳定性，可以对无线传感网络进行周期性地网络拓扑结构的重新组建和数据传输，在一种可选的实施例中，该数据传输方法还可以包括：
以发送初始化路由信息至成员节点12的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，汇聚节点11以无线传感网络的中心位置为圆心，为绕圆心按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点12传输的数据。
具体来说，汇聚节点11将发送初始化信息的时刻确定为初始时刻，然后汇聚节点11以无线传感网络的中心位置为圆心，围绕圆心按照预设的角速度匀速运动，并在预设的数据传输周期内，成员节点12完成建立无线传感网络的网络拓扑结构，并基于建立好的无线传感网络的网络拓扑结构成员节点12将采集到的数据传输至汇聚节点11，这样，周期性地进行无线传感网络的重建和数据传输，防止无线传感网络中节点由于能量不足导致的不稳定性。
S202：成员节点12根据初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取成员节点12的位置信息；
具体来说，成员节点12在接收到初始化路由信息之后，成员节点12进行初始化，通过初始化可以获取到自身的位置信息，这样，成员节点12不仅获取到汇聚节点的位置信息，还获取到自身的位置信息。
S203：成员节点12根据成员节点12的位置信息和汇聚节点11的位置信息，确定成员节点12的通信距离；
通过S202，成员节点12获取到成员节点12的位置信息和汇聚节点11的位置信息之后，成员节点12可以根据成员节点的位置信息和汇聚节点的位置信息来确定成员节点的通信距离。
其中，上述成员节点12的通信距离是指成员节点12能够发送出消息的最终距离，成员节点12基于确定出的成员节点12的通信距离可以向其他成员节点发送消息。
为了确定出成员节点12的通信距离，在一种可选的实施例中，S203可以包括：
成员节点12根据成员节点12的位置信息和汇聚节点11的位置信息，计算成员节点12与汇聚节点11的距离；
成员节点12根据距离与预设阈值之间的关系，确定成员节点12的通信距离。
在实际应用中，成员节点12在知晓成员节点12的位置信息和汇聚节点11的位置信息之后，利用两点之间的距离公式，可以计算出成员节点12与汇聚节点11之间的距离，然后再利用距离与预设阈值之间的关系来确定成员节点12的通信距离。
进一步地，为了确定出成员节点12的通信距离，在一种可选的实施例中，根据距离与预设阈值之间的关系，确定成员节点的通信距离，包括：
当距离大于预设阈值时，成员节点12对距离进行增大，将增大后的距离确定为成员节点12的通信距离；
当距离小于等于预设阈值时，成员节点12将距离确定为成员节点12的通信距离。
由于，在无线传感网络中，越靠近无线传感网络的中心区域的成员节点12需要转发越多的数据包，而越靠近无线传感网络边缘区域的成员节点12需要转发的数据包相对越少，因此，距离汇聚节点11较远的成员节点12可以在通信距离上适当增大，以此来减少每一条链中的节点数，降低网络中数据包的平均转发次数，减少网络延迟。
基于此，在每个成员节点12中均预先设置有预设阈值，这里，通过比较距离与预设阈值的大小，只有当距离大于预设阈值时，说明该成员节点12为距离汇聚节点11较远的节点，此时，成员节点12增大通信距离，当距离小于等于预设阈值时，说明该成员节点12为距离汇聚节点11较近的节点，此时，成员节点12直接将距离确定为成员节点12的通信距离。
在实际应用中，当无线传感网络的区域呈圆形时，该圆形的半径为R时，成员节点Si的通信距离Ri可以用下面的公式表示：
Figure BDA0002334301820000131
Figure BDA0002334301820000132
其中，D(Si,SIN)表示成员节点与汇聚节点11的距离，do为最佳通信距离，为一常数。
S204：成员节点12根据成员节点12的通信距离，确定成员节点12的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构；
在S203中，确定出成员节点12的通信距离之后，基于成员节点的通信距离，可以确定出成员节点的邻居节点，从而可能够建立出无线传感网络的网络拓扑结构。
为了确定出成员节点12的邻居节点，在一种可选的实施例中，S204可以包括：
成员节点12向成员节点12的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，第一询问消息用于询问其他节点是否作为成员节点12的邻居节点；
成员节点12接收身份标识，将身份标识所指示的节点确定为成员节点12的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构。
具体来说，成员节点12在确定出自身的通信距离之后，在通信距离范围内的其他节点发送第一询问消息，其他节点在接收到第一询问消息后，确定是否作为该成员节点12的邻居节点。
当其他节点确定作为该成员节点12的邻居节点时，其他节点将身份标识返回给该成员节点12，这样，成员节点12在接收到身份标识之后，将身份标识指示的节点确定为邻居节点，从而可以根据身份标识与身份标识指示的节点建立邻居关系，进而建立出无线传感网络的网络拓扑结构。
另外，在无线传感网络中，成员节点12也会接收到其他成员节点的询问，询问是否作为其他成员节点的邻居节点，在一种可选的实施例中，该数据传输方法还可以包括：
成员节点12在接收到第二询问消息之后，获取成员节点12的剩余能量；其中，第二询问消息用于询问成员节点12是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点；
成员节点12根据成员节点12的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
也就是说，成员节点12接收第二询问消息，为了确定出成员节点12是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点，这里，成员节点12在接收到第二询问消息之后，获取成员节点12的剩余能量。
在成员节点12中预先设置有剩余能量的门限值，例如40％，成员节点12比较成员节点12的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，根据比较结果来确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
进一步的，为了根据比较结果确定成员节点12是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点，在一种可选的实施例中，根据成员节点12的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点，可以包括：
当成员节点12的剩余能量大于等于预设的剩余能量的门限值时，成员节点12确定成员节点12为第二询问消息的发送节点的邻居节点，将成员节点12的身份标识发送至第二询问消息的发送节点；
当成员节点12的剩余能量小于预设的剩余能量的门限值时，成员节点12确定不作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
这里，通过比较成员节点12的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，当得到成员节点12的剩余能量大于等于预设的剩余能量的门限值时，说明此时成员节点12还有较多的剩余能量，若作为邻居节点还能够维持较长时间的数据采集和数据包转发，此时，成员节点12确定作为第二询问消息的发送节点的邻居节点，并将自身的身份标识发送至第二询问消息的发送节点，使得第二询问消息的发送节点与该成员节点12建立邻居关系。
当得到成员节点12的剩余能量小于预设的剩余能量的门限值时，说明此时成员节点12的剩余能量所剩不多，若作为邻居节点维持不了多久的数据采集和数据转发剩余能量即将耗尽，此时，成员节点12确定不作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
这样，通过成员节点12确定出的邻居节点，可以为无线传感网络确定出稳定的网络拓扑结构，从而可以提高数据传输效率。
为了为无线传感网络建立出更加稳定的网络拓扑结构，在一种可选的实施例中，当以发送初始化路由信息至成员节点12的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，汇聚节点11以无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点12传输的数据时，预设的剩余能量的门限值为：
成员节点12在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
也就是说，当汇聚节点11以发送初始路由信息至成员节点12为起始时刻，周期性地以无线传感网络的中心位置为圆心按照预设的角速度匀速运动时，在一个预设的数据传输周期内，完成建立无线传感网络的网络拓扑结构，且在该数据传输周期的结束时刻汇聚节点完成接收所有成员节点12传输的数据时，在确定成员节点12的邻居节点时，预设的剩余能量的门限值可以通过上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量来确定。
在实际应用中，节点Si的预设的剩余能量的门限值Ethreshold计算如下：
Figure BDA0002334301820000151
其中，Ci为Si在上一个数据传输周期中邻居节点的集合，N为Si在上一个数据传输周期中邻居节点的数目，Ecurrent为节点Si当前的剩余能量。
S205：成员节点12基于无线传感网络的网络拓扑结构将数据传输至汇聚节点11。
通过S201至S204为无线传感网络建立出稳定的网络拓扑结构之后，基于该网络拓扑结构，所有成员节点12可以采集数据，并接收邻居节点采集到的数据，成员节点12通过邻居节点将数据传输至汇聚节点11，这样，便完成了无线传感网络的数据传输。
进一步地，成员节点12为了将采集到的数据和接收到的数据传输至汇聚节点11，在一种可选的实施例中，S205可以包括：
成员节点12基于无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至汇聚节点11。
具体来说，针对每一个成员节点12来说，都具有采集数据的功能，并采集到的数据传输至其邻居节点，邻居节点将接收到的数据与采集到的数据进行融合处理，例如压缩打包，得到融合后的数据，并将融合后的数据最终传输至汇聚节点11。
为了实时地提高无线传感网络的网络拓扑结构的稳定性，需要不断的更新无线传感网络的网络拓扑结构，在一种可选的实施例中，在S205之后，该数据传输方法该可以包括：
汇聚节点11以无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
汇聚节点11用移动后的位置信息更新汇聚节点11的位置信息，并返回执行发送初始化路由信息至成员节点12。
具体来说，在完成数据传输之后，汇聚节点11可以以无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内按照预设的角速度匀速移动，从而得到移动后的位置信息，也就是说，这里，周期性的进行网络拓扑结构的建立和数据传输，并且，在每个预设的数据传输周期内，汇聚节点11围绕着无线传感网络的中心位置匀速转动，数据传输周期与数据传输周期之间设置有间隔时间段，通过预设的数据传输周期和预设的数据传输周期间隔时间段可以计算出汇聚节点11的移动后的位置信息，例如，在第一个数据传输周期中，汇聚节点11的位置信息为A1，预设的数据传输周期为30s，预设的角速度为π/5，那么，在本次周期的结束时刻，汇聚节点11的位置信息还是A1，经过预设的数据传输周期间隔时间段汇聚节点11移动至A2，那么，在下一个预设的数据传输周期到到来时，可以用A2更新汇聚节点11的位置信息，并返回执行发送初始化路由信息至成员节点12，从而完成本数据传输周期内的网络拓扑结构的建立和数据传输。
下面举实例来对上述一个或多个实施例所述的数据传输方法进行说明。
图3A为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的实例的结构示意图，如图3A所示，该无线传感网络区域为一个圆形区域，其半径为R，在该区域中随机部署了大量的传感器节点，在图3A中以空心圆圈表示，汇聚节点以五角星表示，汇聚节点距离圆心为R/4，汇聚节点绕着圆心以每轮π/5的角速度匀速移动，图3B为本发明实施例中的一种可选的汇聚节点的移动轨迹的示意图，如图3B为汇聚节点移动轨迹，本实例提供的路由方法以周期为单位，每一个周期持续30s，其中路由建立阶段(相当于建立无线传感网络的网络拓扑结构的过程)10s，稳定数据传输阶段(相当于基于网络拓扑结构进行数据传输的过程)20s。
图4为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的实例的流程示意图，如图4所示，该数据传输方法可以包括：
S401：汇聚节点发送初始化路由信息；
这里，需要说明的是，在本实例中，无线传感网络如上述图3A和图3B所示，且汇聚节点按照上述提及的方式进行周期性的移动。
汇聚节点最初位于图3A中的五角星的位置，此时，汇聚节点向所有的成员节点发送初始化路由信息，使得成员节点根据初始化路由信息进行初始化，从而获取到成员节点的位置信息，由于初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息，所以，成员节点可以获取到汇聚节点的位置信息。
S402：成员节点确定通信距离；
在PEGASIS协议中，每个成员节点会将数据包转发给汇聚节点方向最近的邻居节点，虽然节点间的通信距离很短，节省了很多能量，但每个数据包到达汇聚节点所需的跳数过多，会造成大量因数据转发的能量浪费，同时也会造成较高的网络延迟，因此，增大PEGASIS协议中节点间通信距离对网络性能会有很大提升。
数据从发送节点到接收节点所经过的距离d与无线通信的能量衰减有着密切的关系，根据距离d与阈值do的大小关系，无线通信所消耗的能量分别使用自由空间信道模型和双径传播信道模型。每一个传感器节点发送l长度的数据包，经过距离d，所消耗的能量ETX可用如下公式计算：
Figure BDA0002334301820000181
其中，Eelec为射频能耗系数，εfs为自由空间模型下的功率放大电路能耗系数，εmp为双径传播模型下的功率放大电路能耗系数，阈值
Figure BDA0002334301820000182
接收一个长度为l的数据包节点所消耗的能量可用如下公式计算：
ERX(l)＝l·Eelec (5)
假设，最远的一个成员节点距离汇聚节点的距离为m，将1bit的数据传送到汇聚节点需要经过k跳，为节省能量，每一跳的距离都小于或等于do，其总能量消耗Et可用如下公式计算：
Figure BDA0002334301820000183
为了使Et最小，对上述公式(6)关于k求导得：
Figure BDA0002334301820000184
Figure BDA0002334301820000185
当成员节点的通信距离为d时，网络传输1bit的数据所需要消耗的总能量最少。但经过计算，d大于do，所以do为最佳通信距离，即若成员节点之间以do为通信距离，网络传输1bit的数据所消耗的总能量最少。
在确定了最佳通信距离的基础上开始每一个周期的路由建立以及稳定数据传输阶段，其中，路由建立阶段又包含通信距离调整阶段和邻居节点确认阶段。
针对通信距离调整阶段，由于在该无线传感网络中，越靠近中心的区域需要转发越多的数据包，而越靠近边缘的区域转发的负担就相对越少，因此距离汇聚节点较远的成员节点的通信半径可以在最佳通信半径上适当增大，为了确定出合适的通信距离，可以采用上述公式(1)和公式(2)来确定。
S403：成员节点确定邻居节点；
S403为邻居节点的确认阶段，其中，每个成员节点按照一定的时序向自己通信范围内的区域发送邻居节点确认广播，若有节点在其通信范围内，则该节点会返回自身的相关信息，如身份标识(ID，identification)、剩余能量、位置等。
其中，每个节点设置有一个剩余能量的门限值，当节点的剩余能量低于剩余能量的门限值时，该节点将不再接收邻居节点广播信息，该节点不会成为任何节点的邻居节点，不负责转发任何节点的数据包；节点的剩余能量的门限值可以通过上述公式(3)来计算得到。
S404：数据传输；
每个成员节点将自身所收集到的数据与接收到的数据进行融合，再将融合过的数据转发给邻居节点中距离移动汇聚节点最近的节点Snext，计算公式如下：
Figure BDA0002334301820000191
其中，Ci为当前节点Si的邻居节点集合。
其中，需要说明的是，若成员节点有多个可接收数据的邻居节点，则选取最接近通信距离的邻居节点作为下一跳节点。
S405：判断是否达到最大的生命周期；若为是，结束，若为否，执行S401。
也就是说，汇聚节点判断是否执行的数据传输的周期次数是否达到最大的生命周期，若到达，则结束，若未到达，继续周期性的进行网络拓扑结构的建立和数据传输，即执行S401。
图5A为本发明实施例中的一种可选的网络拓扑结构的示意图，图5B为本发明实施例中另一种可选的网络拓扑结构的示意图，如图5A和图5B所示，为在同样的条件下使用PEGASIS协议所生成的网络拓扑作对比，图5A为采用PEGASIS生成的网络拓扑结构示意图，图5B为采用本实例的算法所生成的网络拓扑结构示意图。
可见，在本实例中，引入移动着的汇聚节点，进一步平衡节点间的能量消耗，并缓解PEGASIS中的长链问题，每个节点设置剩余能量的门限值，限制节点转发数据包，防止节点过早死亡，延长网络生命周期；本发明实施例通过动态调整节点的通信距离来解决PEGASIS中存在的长链问题，并对每个节点设置相应的剩余能量的门限值限制其转发数据包以进一步平衡网络间能量消耗，通过MATLAB仿真实验可以得出结论，该方法相比传统的路由协议，在网络生命周期以及网络延迟的性能上有很大提升。
本发明实施例所提供的一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，无线传感网络还包括至少两个成员节点，该方法包括：发送初始化路由信息至成员节点，其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息，初始化路由信息用于成员节点进行路由信息的初始化以获取成员节点的位置信息，汇聚节点的位置信息和成员节点的位置信息均用于成员节点确定成员节点的通信距离，成员节点的通信距离用于成员节点确定成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构，基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据；也就是说，在本申请实施例中，无线传感网络的汇聚节点向无线传感网络的成员节点发送初始化路由信息，使得成员节点能够获取到汇聚节点的位置信息和自身的位置信息，从而确定出成员节点的通信距离，成员节点基于确定出的通信距离确定成员节点的邻居节点，从而可以建立出无线传感网络的拓扑结构，最后，基于该网络拓扑结构来传输数据，如此，提高了网络拓扑结构的稳定性，基于稳定性较高的网络拓扑结构提高了数据传输的效率。
下面以无线传感网络中所部属的各个设备侧对上述数据传输方法进行说明。
首先，以汇聚节点侧对数据传输方法进行描述。
本发明实施例提供一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，该无线传感网络还包括至少两个成员节点，图6为本发明实施例中的一种可选的数据传输方法的流程示意图，如图6所示，该数据传输方法可以包括：
S601：发送初始化路由信息至成员节点；
其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息；初始化路由信息用于成员节点进行路由信息的初始化以获取成员节点的位置信息；汇聚节点的位置信息和成员节点的位置信息均用于成员节点确定成员节点的通信距离；成员节点的通信距离用于成员节点确定成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构；
S602：基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据。
在一种可选的实施例中，该方法还可以包括：
围绕无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
在一种可选的实施例中，该方法还可以包括：
以发送初始化路由信息至成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据。
在一种可选的实施例中，在S602之后，该方法还可以包括：
以无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
用移动后的位置信息更新汇聚节点的位置信息，并返回执行发送初始化路由信息至成员节点。
其次，以成员节点侧对数据传输方法进行描述。
本发明实施例提供一种数据传输方法，该方法应用于无线传感网络的成员节点中，无线传感网络还包括汇聚节点，其中，成员节点的数目为至少两个，图7为本发明实施例中的另一种可选的数据传输方法的流程示意图，如图7所示，该数据传输方法可以包括：
S701：接收到来自汇聚节点的初始化路由信息；
其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息；
S702：根据初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取成员节点的位置信息；
S703：根据成员节点的位置信息和汇聚节点的位置信息，确定成员节点的通信距离；
S704：根据成员节点的通信距离，确定成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构；
S705：基于无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至汇聚节点。
在一种可选的实施例中，S703可以包括：
根据成员节点的位置信息和汇聚节点的位置信息，计算成员节点与汇聚节点的距离；
根据距离与预设阈值之间的关系，确定成员节点的通信距离。
在一种可选的实施例中，根据距离与预设阈值之间的关系，确定成员节点的通信距离，包括：
当距离大于预设阈值时，对距离进行增大，将增大后的距离确定为成员节点的通信距离；
当距离小于等于预设阈值时，将距离确定为成员节点的通信距离。
在一种可选的实施例中，S704可以包括：
向成员节点的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，第一询问消息用于询问其他节点是否作为成员节点的邻居节点；
接收身份标识，将身份标识所指示的节点确定为成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构。
在一种可选的实施例中，该方法还可以包括：
在接收到第二询问消息之后，获取成员节点的剩余能量；其中，第二询问消息用于询问成员节点是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点；
根据成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在一种可选的实施例中，根据成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点，包括：
当成员节点的剩余能量大于等于预设的剩余能量的门限值时，确定成员节点为第二询问消息的发送节点的邻居节点，将成员节点的身份标识发送至第二询问消息的发送节点；
当成员节点的剩余能量小于预设的剩余能量的门限值时，确定不作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在一种可选的实施例中，当汇聚节点以发送初始化路由信息至成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据时，预设的剩余能量的门限值为：
成员节点在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
在一种可选的实施例中，S705可以包括：
基于无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至汇聚节点。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种第一网络节点，与上述一个或多个实施例中所述的汇聚节点一致。
其中，第一网络节点设置于无线传感网络中，无线传感网络还包括至少两个成员节点，图8为本发明实施例中的一种可选的第一网络节点的结构示意图，该第一网络节点可以包括：发送模块81和第一接收模块82；其中，
发送模块81，用于发送初始化路由信息至成员节点；
其中，初始化路由信息中携带有第一网络节点的位置信息；初始化路由信息用于成员节点进行路由信息的初始化以获取成员节点的位置信息；第一网络节点的位置信息和成员节点的位置信息均用于成员节点确定成员节点的通信距离；成员节点的通信距离用于成员节点确定成员节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构；
第一接收模块82，用于基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据.
在一种可选的实施例中，该第一网络节点还用于：
围绕无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
在一种可选的实施例中，该第一网络节点还用于：
以发送初始化路由信息至成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自成员节点传输的数据。
在一种可选的实施例中，该第一网络节点还用于：
在基于无线传感网络的拓扑结构接收来自成员节点传输的数据之后，以无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
用移动后的位置信息更新第一网络节点的位置信息，并返回执行发送初始化路由信息至成员节点。
本发明实施例还提供一种第二网络节点，与上述一个或多个实施例中所述的成员节点一致。
其中，第二网络节点设置于无线传感网络中，无线传感网络还包括汇聚节点，其中，第二网络节点的数目为至少两个，图9为本发明实施例中的一种可选的第二网络节点的结构示意图，如图9所示，该第二网络节点可以包括：第二接收模块91，获取模块92，第一确定模块93，第二确定模块94和传输模块95；其中，
第二接收模块91，用于接收到来自汇聚节点的初始化路由信息；其中，初始化路由信息中携带有汇聚节点的位置信息；
获取模块92，用于根据初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取第二网络节点的位置信息；
第一确定模块93，用于根据第二网络节点的位置信息和第二网络节点的位置信息，确定第二网络节点的通信距离；
第二确定模块94，用于根据第二网络节点的通信距离，确定第二网络节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构；
传输模块95，用于基于无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至汇聚节点。
在一种可选的实施例中，第一确定模块93，具体用于：
根据成员节点的位置信息和第二网络节点的位置信息，计算第二网络节点与汇聚节点的距离；
根据距离与预设阈值之间的关系，确定第二网络节点的通信距离。
在一种可选的实施例中，第一确定模块93根据距离与预设阈值之间的关系，确定第二网络节点的通信距离中，包括：
当距离大于预设阈值时，对距离进行增大，将增大后的距离确定为第二网络节点的通信距离；
当距离小于等于预设阈值时，将距离确定为第二网络节点的通信距离。
在一种可选的实施例中，第二确定模块94，具体用于：
向第二网络节点的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，第一询问消息用于询问其他节点是否作为第二网络节点的邻居节点；
接收身份标识，将身份标识所指示的节点确定为第二网络节点的邻居节点以建立无线传感网络的网络拓扑结构。
在一种可选的实施例中，第二网络节点还用于：
在接收到第二询问消息之后，获取第二网络节点的剩余能量；其中，第二询问消息用于询问第二网络节点是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点；
根据第二网络节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在一种可选的实施例中，第二网络节点根据第二网络节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为第二询问消息的发送节点的邻居节点中，包括：
当第二网络节点的剩余能量大于等于预设的剩余能量的门限值时，确定第二网络节点为第二询问消息的发送节点的邻居节点，将第二网络节点的身份标识发送至第二询问消息的发送节点；
当第二网络节点的剩余能量小于预设的剩余能量的门限值时，确定不作为第二询问消息的发送节点的邻居节点。
在一种可选的实施例中，当汇聚节点以发送初始化路由信息至第二网络节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于无线传感网络的网络拓扑结构接收来自第二网络节点传输的数据时，预设的剩余能量的门限值为：
第二网络节点在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
在一种可选的实施例中，传输模块95，具体用于：
基于无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至汇聚节点。
图10为本发明实施例中的一种可选的第一传感器的结构示意图，如图10所示，本发明实施例提供了一种第一传感器1000，包括：
处理器101以及存储有所述处理器101可执行指令的存储介质102，所述存储介质102通过通信总线103依赖所述处理器101执行操作，当所述指令被所述处理器101执行时，执行上述一个或多个实施例中汇聚节点执行的所述的数据传输方法。
需要说明的是，实际应用时，第一传感器1000中的各个组件通过通信总线103耦合在一起。可理解，通信总线103用于实现这些组件之间的连接通信。通信总线103除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图10中将各种总线都标为通信总线103。
图11为本发明实施例提供的一种可选的第二传感器的结构示意图，如图11所示，本发明实施例提供了一种第二传感器1100，包括：
处理器111以及存储有所述处理器111可执行指令的存储介质112，所述存储介质112通过通信总线113依赖所述处理器111执行操作，当所述指令被所述处理器111执行时，执行上述一个或多个实施例中成员节点执行的所述的数据传输方法。
需要说明的是，实际应用时，第二传感器1100中的各个组件通过通信总线113耦合在一起。可理解，通信总线113用于实现这些组件之间的连接通信。通信总线113除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图11中将各种总线都标为通信总线113。
本发明实施例还提供一种无线传感网络，图12为本发明实施例中的一种可选的无线传感网络的结构示意图，如图12所示，该无线传感网络1200包括上述一个或多个实施例所述的第一传感器和上述一个或多个实施例所述的第二传感器。
本发明实施例提供了一种计算机存储介质，存储有可执行指令，当所述可执行指令被一个或多个处理器执行的时候，所述处理器执行上述一个或多个实施例中汇聚节点执行的所述的数据传输方法或者执行上述一个或多个实施例中成员节点执行的所述数据传输方法。
其中，计算机可读存储介质可以是磁性随机存取存储器(ferromagnetic randomaccess memory，FRAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)等存储器。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (18)

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于无线传感网络的汇聚节点中，其中，所述无线传感网络还包括至少两个成员节点，包括：
发送初始化路由信息至所述成员节点；
其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；所述初始化路由信息用于所述成员节点进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；所述汇聚节点的位置信息和所述成员节点的位置信息均用于所述成员节点确定所述成员节点的通信距离；所述成员节点的通信距离用于所述成员节点确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
围绕所述无线传感网络的中心位置，按照预设的速度移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于所述无线传感网络的拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据之后，所述方法还包括：
以所述无线传感网络的中心位置为圆心，在预设的数据传输周期的间隔时间段内，按照预设的角速度匀速移动，得到移动后的位置信息；
用移动后的位置信息更新所述汇聚节点的位置信息，并返回执行所述发送初始化路由信息至所述成员节点。
5.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于无线传感网络的成员节点中，所述无线传感网络还包括汇聚节点，其中，所述成员节点的数目为至少两个，包括：
接收到来自所述汇聚节点的初始化路由信息；其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；
根据所述初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；
根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，确定所述成员节点的通信距离；
根据所述成员节点的通信距离，确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，确定所述成员节点的通信距离，包括：
根据所述成员节点的位置信息和所述汇聚节点的位置信息，计算所述成员节点与所述汇聚节点的距离；
根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述距离与预设阈值之间的关系，确定所述成员节点的通信距离，包括：
当所述距离大于所述预设阈值时，对所述距离进行增大，将增大后的距离确定为所述成员节点的通信距离；
当所述距离小于等于所述预设阈值时，将所述距离确定为所述成员节点的通信距离。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述成员节点的通信距离，确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构，包括：
向所述成员节点的通信距离的范围内的其他节点发送第一询问消息；其中，所述第一询问消息用于询问所述其他节点是否作为所述成员节点的邻居节点；
接收身份标识，将所述身份标识所指示的节点确定为所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收到第二询问消息之后，获取所述成员节点的剩余能量；其中，所述第二询问消息用于询问所述成员节点是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点；
根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述成员节点的剩余能量与预设的剩余能量的门限值之间的关系，确定是否作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点，包括：
当所述成员节点的剩余能量大于等于所述预设的剩余能量的门限值时，确定所述成员节点为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点，将所述成员节点的身份标识发送至所述第二询问消息的发送节点；
当所述成员节点的剩余能量小于所述预设的剩余能量的门限值时，确定不作为所述第二询问消息的发送节点的邻居节点。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述汇聚节点以发送初始化路由信息至所述成员节点的时刻为起始时刻，在预设的数据传输周期内，以所述无线传感网络的中心位置为圆心，按照预设的角速度匀速移动，并在预设的数据传输周期的结束时刻完成执行基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据时，所述预设的剩余能量的门限值为：
所述成员节点在上一个数据传输周期中的邻居节点的剩余能量的平均值。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点，包括：
基于所述无线传感网络的拓扑结构接收数据，将采集到的数据与接收到的数据进行融合，将融合后的数据传输至所述汇聚节点。
13.一种第一网络节点，其特征在于，所述第一网络节点设置于所述无线传感网络中，所述无线传感网络还包括至少两个成员节点，包括：
发送模块，用于发送初始化路由信息至所述成员节点；
其中，所述初始化路由信息中携带有所述第一网络节点的位置信息；所述初始化路由信息用于所述成员节点进行路由信息的初始化以获取所述成员节点的位置信息；所述第一网络节点的位置信息和所述成员节点的位置信息均用于所述成员节点确定所述成员节点的通信距离；所述成员节点的通信距离用于所述成员节点确定所述成员节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
第一接收模块，用于基于所述无线传感网络的网络拓扑结构接收来自所述成员节点传输的数据。
14.一种第二网络节点，其特征在于，所述第二网络节点设置于无线传感网络中，所述无线传感网络还包括汇聚节点，其中，所述第二网络节点的数目为至少两个，包括：
第二接收模块，用于接收到来自所述汇聚节点的初始化路由信息；其中，所述初始化路由信息中携带有所述汇聚节点的位置信息；
获取模块，用于根据所述初始化路由信息进行路由信息的初始化以获取所述第二网络节点的位置信息；
第一确定模块，用于根据所述第二网络节点的位置信息和所述第二网络节点的位置信息，确定所述第二网络节点的通信距离；
第二确定模块，用于根据所述第二网络节点的通信距离，确定所述网络节点的邻居节点以建立所述无线传感网络的网络拓扑结构；
传输模块，用于基于所述无线传感网络的网络拓扑结构传输数据至所述汇聚节点。
15.一种第一传感器，其特征在于，包括：
处理器以及存储有所述处理器可执行指令的存储介质，所述存储介质通过通信总线依赖所述处理器执行操作，当所述指令被所述处理器执行时，执行上述的权利要求1至4任一项所述的数据传输方法。
16.一种第二传感器，其特征在于，包括：
处理器以及存储有所述处理器可执行指令的存储介质，所述存储介质通过通信总线依赖所述处理器执行操作，当所述指令被所述处理器执行时，执行上述的权利要求5至12任一项所述的数据传输方法。
17.一种无线传感网络，其特征在于，包括上述权利要求14所述的第一传感器和上述权利要求15所述的第二传感器。
18.一种计算机存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，当所述可执行指令被一个或多个处理器执行的时候，所述处理器执行所述的权利要求1至4任一项所述的数据传输方法或者所述的权利要求5至12任一项所述的数据传输方法。
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