一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線傳感網(wǎng)終端注冊(cè)及控制方法
【專利摘要】無(wú)線傳感網(wǎng)是面向特定應(yīng)用的，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，存在著各式各樣的無(wú)線終端，這些無(wú)線終端在軟件和硬件上都存在很大的差異，目前，還沒有針對(duì)無(wú)線終端的通用模型和形式化描述方法。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線終端在加入無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)注冊(cè)自身信息的方法及無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的方法，目的是消除各種無(wú)線終端的軟硬件差異，將其視為對(duì)象，只要通信對(duì)象遵守標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)則就可以實(shí)現(xiàn)信息交換。
【專利說(shuō)明】一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線傳感網(wǎng)終端注冊(cè)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線傳感網(wǎng)終端注冊(cè)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)已經(jīng)被列為10種將改變世界的新興技術(shù)之一。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織、密集性、靈活性和多跳性等特點(diǎn)，WSN的傳感器節(jié)點(diǎn)具有微型化、智能化、自治化和多樣化等特點(diǎn)，因此，WSN已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事、“反恐”防御、星球探測(cè)、醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)難拯救、交通監(jiān)測(cè)管理、智能家居、精細(xì)農(nóng)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是面向特定應(yīng)用的，所以，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，存在著各式各樣的無(wú)線終端，這些無(wú)線終端在軟件和硬件上都存在很大的差異，目前，還沒有針對(duì)無(wú)線終端的通用模型和形式化描述方法。
[0003]在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法中，將系統(tǒng)中的所有事物都視為對(duì)象，對(duì)象是屬性及其操作的封裝體，對(duì)象可按其性質(zhì)劃分為類，消息傳遞是對(duì)象之間動(dòng)態(tài)聯(lián)系的唯一形式。概念和模型的面向?qū)ο笮问交枋觯幸韵潞锰?能夠精確的描述物理系統(tǒng)或現(xiàn)實(shí)世界；確保系統(tǒng)各部分的無(wú)縫集成；在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，可以觀察任何一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)變化和對(duì)象間的交互。因此，用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法來(lái)描述無(wú)線傳感網(wǎng)中的無(wú)線終端，可以將各種的無(wú)線終端抽象成為一種統(tǒng)一的模型，有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于消除各種無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用中無(wú)線終端的軟硬件差異，設(shè)計(jì)一種通用的面向?qū)ο笮问交枋龇椒?，將無(wú)線終端及網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)視為對(duì)象，只要通信對(duì)象遵守標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)則就可以實(shí)現(xiàn)信息交換。
[0005]本發(fā)明涉及一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線終端在加入無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)注冊(cè)自身信息的方法，該方法包括以下步驟:
Al、無(wú)線終端連接到無(wú)線傳感網(wǎng)；
B1、無(wú)線終端發(fā)送自身的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀到無(wú)線網(wǎng)關(guān)；
Cl、無(wú)線終端將計(jì)數(shù)變量i的值設(shè)置為I ;
D1、無(wú)線終端發(fā)送其第i個(gè)傳感器的屬性到無(wú)線網(wǎng)關(guān)；
E1、將計(jì)數(shù)變量i的值加I ;
F1、判斷i的值是否大于該無(wú)線終端中傳感器的數(shù)量，如果大于則執(zhí)行步驟G1，否則執(zhí)行步驟Dl ；
G1、判斷無(wú)線終端等待無(wú)線網(wǎng)關(guān)返回確認(rèn)是否超時(shí)，如果超時(shí)則執(zhí)行步驟BI，否則結(jié)束。
[0006]在步驟BI中，無(wú)線終端的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀中包括無(wú)線終端的如下屬性:ID標(biāo)識(shí)、能量水平、時(shí)鐘信息、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮恢煤蛡鞲衅鲾?shù)量。
[0007]在步驟Dl中，無(wú)線終端中傳感器的屬性包括:ID標(biāo)識(shí)、感知物理量類型、工作狀態(tài)(開或關(guān))、量程、精度和誤差。
[0008]本發(fā)明同時(shí)還提供了 一種無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟:
A2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)根據(jù)需要感知的數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)無(wú)線終端；
B2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送啟動(dòng)命令到目標(biāo)無(wú)線終端；
C2、判斷無(wú)線終端返回給無(wú)線網(wǎng)關(guān)的啟動(dòng)確認(rèn)信號(hào)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟D2 ；
D2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令到無(wú)線終端；
E2、判斷無(wú)線終端返回采集數(shù)據(jù)給無(wú)線網(wǎng)關(guān)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟
F2 ；
F2、告知無(wú)線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集失敗。
[0009]在步驟D2中，無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給無(wú)線終端的數(shù)據(jù)采集命令是通過(guò)發(fā)送傳感器的屬性:傳感器ID標(biāo)識(shí)、傳感器感知物理量類型和傳感器工作狀態(tài)為開來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)中的無(wú)線終端設(shè)計(jì)一個(gè)通用的面向?qū)ο笮问交枋龇椒?，消除了了各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟硬件差異，只要通信對(duì)象遵守標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)則就可以實(shí)現(xiàn)信息交換，可以廣泛應(yīng)用于軍事、商業(yè)、工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明中面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線終端在加入無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)注冊(cè)自身信息的流程圖。
[0012]圖2為本發(fā)明中無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]圖1描述了本發(fā)明中面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線終端在加入無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)注冊(cè)自身信息的流程圖。
[0015]步驟SlOl:無(wú)線終端連接到無(wú)線傳感網(wǎng)。無(wú)線終端準(zhǔn)備連接到無(wú)線傳感網(wǎng)的時(shí)候，會(huì)發(fā)出廣播信號(hào)，感知周圍的鄰接節(jié)點(diǎn)，然后選擇其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為連接點(diǎn)。
[0016]步驟S102:無(wú)線終端發(fā)送自身的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀到無(wú)線網(wǎng)關(guān)。其中，無(wú)線終端的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀中包括無(wú)線終端的如下屬性:ID標(biāo)識(shí)(使用64位或16位地址)、能量水平、時(shí)鐘信息(用于與網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮恢煤蛡鞲衅鲾?shù)量(不同領(lǐng)域的無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用需要采集不同的環(huán)境參數(shù)，所以各種無(wú)線終端所集成的傳感器數(shù)量也不同)。
[0017]步驟S103:無(wú)線終端將計(jì)數(shù)變量i的值設(shè)置為I。計(jì)數(shù)變量i用于存放當(dāng)前發(fā)送的是第幾個(gè)傳感器的屬性。
[0018]步驟S104:無(wú)線終端發(fā)送其第i個(gè)傳感器的屬性到無(wú)線網(wǎng)關(guān)。無(wú)線終端中傳感器的屬性包括:ID標(biāo)識(shí)(不同于無(wú)線終端的ID標(biāo)識(shí)，傳感器的ID標(biāo)識(shí)由無(wú)線終端決定)、感知物理量類型(如溫度、濕度、光照度、溶解氧等)、工作狀態(tài)(開或關(guān))、量程、精度和誤差。
[0019]步驟S105:將計(jì)數(shù)變量i的值加I。
[0020]步驟S106:判斷i的值是否大于該無(wú)線終端中傳感器的數(shù)量，如果大于則執(zhí)行步驟S107，否則執(zhí)行步驟S104。無(wú)線終端通過(guò)計(jì)數(shù)變量i判斷是否已將所有傳感器的參數(shù)發(fā)送完畢，如果發(fā)送完畢，無(wú)線終端應(yīng)將情況告知無(wú)線網(wǎng)關(guān)。
[0021]步驟S107:判斷無(wú)線終端等待無(wú)線網(wǎng)關(guān)返回確認(rèn)是否超時(shí)，如果超時(shí)則執(zhí)行步驟S102，否則結(jié)束。無(wú)線網(wǎng)關(guān)在收到無(wú)線終端中所有傳感器的信息后，應(yīng)該向無(wú)線終端返回一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，如果無(wú)線終端在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有收到該確認(rèn)信號(hào)，則無(wú)線終端應(yīng)該重新發(fā)送信息。
[0022]圖2描述了本發(fā)明中無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的流程圖。
[0023]本發(fā)明同時(shí)還提供了 一種無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟:
[0024]步驟201:無(wú)線網(wǎng)關(guān)根據(jù)需要感知的數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)無(wú)線終端。無(wú)線網(wǎng)關(guān)首先確定采集數(shù)據(jù)的無(wú)線終端，然后通過(guò)查詢路由表，獲得到達(dá)該無(wú)線終端的最優(yōu)路徑。
[0025]步驟202:無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送啟動(dòng)命令到目標(biāo)無(wú)線終端。由于無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)的能量有限，會(huì)采用讓其休眠方式來(lái)節(jié)省能量，啟動(dòng)命令可以將處于休眠狀態(tài)的無(wú)線終端喚醒并進(jìn)入工作狀態(tài)。
[0026]步驟203:判斷無(wú)線終端返回給無(wú)線網(wǎng)關(guān)的啟動(dòng)確認(rèn)信號(hào)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束(說(shuō)明無(wú)線終端啟動(dòng)失敗)，否則執(zhí)行步驟S204。
[0027]步驟204:無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令到無(wú)線終端。無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給無(wú)線終端的數(shù)據(jù)采集命令是通過(guò)發(fā)送傳感器的屬性:傳感器ID標(biāo)識(shí)、傳感器感知物理量類型和傳感器工作狀態(tài)為開來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0028]步驟205:判斷無(wú)線終端返回采集數(shù)據(jù)給無(wú)線網(wǎng)關(guān)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟206。
[0029]步驟206:告知無(wú)線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集失敗。
[0030]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明涉及一種面向?qū)ο笮问交枋龅臒o(wú)線終端在加入無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)注冊(cè)自身信息的方法，該方法包括以下步驟: Al、無(wú)線終端連接到無(wú)線傳感網(wǎng)； B1、無(wú)線終端發(fā)送自身的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀到無(wú)線網(wǎng)關(guān)； Cl、無(wú)線終端將計(jì)數(shù)變量i的值設(shè)置為I ; D1、無(wú)線終端發(fā)送其第i個(gè)傳感器的屬性到無(wú)線網(wǎng)關(guān)； E1、將計(jì)數(shù)變量i的值加I ; F1、判斷i的值是否大于該無(wú)線終端中傳感器的數(shù)量，如果大于則執(zhí)行步驟G1，否則執(zhí)行步驟Dl ； G1、判斷無(wú)線終端等待無(wú)線網(wǎng)關(guān)返回確認(rèn)是否超時(shí)，如果超時(shí)則執(zhí)行步驟BI，否則結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，在步驟BI中，無(wú)線終端的時(shí)、空信息數(shù)據(jù)幀中包括無(wú)線終端的如下屬性:ID標(biāo)識(shí)、能量水平、時(shí)鐘信息、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮恢煤蛡鞲衅鲾?shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，在步驟Dl中，無(wú)線終端中傳感器的屬性包括:ID標(biāo)識(shí)、感知物理量類型、工作狀態(tài)(開或關(guān))、量程、精度和誤差。
4.本發(fā)明同時(shí)還提供了一種無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制無(wú)線終端采集數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟: A2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)根據(jù)需要感知的數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)無(wú)線終端； B2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送啟動(dòng)命令到目標(biāo)無(wú)線終端； C2、判斷無(wú)線終端返回給無(wú)線網(wǎng)關(guān)的啟動(dòng)確認(rèn)信號(hào)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟D2 ； D2、無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令到無(wú)線終端； E2、判斷無(wú)線終端返回采集數(shù)據(jù)給無(wú)線網(wǎng)關(guān)是否超時(shí)，如果超時(shí)則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟F2 ； F2、告知無(wú)線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集失敗。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，在步驟D2中，無(wú)線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給無(wú)線終端的數(shù)據(jù)采集命令是通過(guò)發(fā)送傳感器的屬性:傳感器ID標(biāo)識(shí)、傳感器感知物理量類型和傳感器工作狀態(tài)為開來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK103517402SQ201210211105
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】趙勇, 崔忠偉 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院