專利名稱：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)消息傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛部署和應(yīng)用于戰(zhàn)場偵察、森林火災(zāi)檢測或煤礦氣體檢測等重要的應(yīng)用場景，用戶通常配置如PDA (Personal Digital Assistant，個人數(shù)字助理)等通信設(shè)備作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點來進(jìn)行通信。當(dāng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某一節(jié)點檢測到緊急事件發(fā)生時，必須盡快向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他的所有節(jié)點廣播該緊急事件的報警信息，以便用戶快速對該緊急事件做出反應(yīng)，保證人們的生命及財產(chǎn)的安全。因此，必須在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計一個高效的信息傳輸方案，才能保證緊急事件可以從任一節(jié)點低時延的廣播到整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他的所有節(jié)點。

發(fā)明內(nèi)容
為了將緊急事件可以從任一節(jié)點低時延的廣播到整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他的所有節(jié)點，本發(fā)明實施例提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)。所述技術(shù)方案如下一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述方法包括?dāng)檢測節(jié)點監(jiān)測到緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點；當(dāng)所述中心節(jié)點接收到所述緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點。一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)南到y(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)至少包括檢測節(jié)點和中心節(jié)點，所述檢測節(jié)點，用于當(dāng)監(jiān)測到緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向所述中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點；所述中心節(jié)點，用于當(dāng)接收到所述緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點。本發(fā)明實施例通過當(dāng)檢測節(jié)點檢測到緊急事件時，將檢測到的緊急事件通過建立的由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的BFS路徑發(fā)送給中心節(jié)點，當(dāng)中心節(jié)點接收到緊急事件時， 將緊急事件沿建立的由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CCDS路徑廣播給其他節(jié)點的技術(shù)方案的實現(xiàn)，可以有效的減小WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸時延，可以避免WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸沖突。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例1提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒鞒虉D；圖2是本發(fā)明實施例2提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒鞒虉D；圖3是本發(fā)明實施例2提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)BFS路徑示意圖；圖4是本發(fā)明實施例2提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)CCDS路徑示意圖；圖5為本發(fā)明使用2ms的時隙時，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案的傳輸時延的仿真結(jié)果對比示意圖；圖6為本發(fā)明使用IOms的時隙時，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案的傳輸時延的仿真結(jié)果對比示意圖；圖7為本發(fā)明使用20ms的時隙時，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案的傳輸時延的仿真結(jié)果對比示意圖；圖6為本發(fā)明使用IOms的時隙時，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案的傳輸時延的仿真結(jié)果對比示意圖；圖8是本發(fā)明實施例3提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)南到y(tǒng)示意圖；圖9是本發(fā)明實施例3提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)南到y(tǒng)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實施例1參見圖1，一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒?，本方法具體包括如下操作步驟101 當(dāng)檢測節(jié)點監(jiān)測到緊急事件時，將緊急事件沿建立的由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給中心節(jié)點；步驟102 當(dāng)中心節(jié)點接收到緊急事件時，將緊急事件沿建立的由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給其他節(jié)點。本發(fā)明實施例通過當(dāng)檢測節(jié)點檢測到緊急事件時，將檢測到的緊急事件通過建立的由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的BFS路徑發(fā)送給中心節(jié)點，當(dāng)中心節(jié)點接收到緊急事件時， 將緊急事件沿建立的由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CCDS路徑廣播給其他節(jié)點的技術(shù)方案的實現(xiàn)，可以有效的減小WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸時延，可以避免WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸沖突。實施例2
本發(fā)明實施例中，WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某一個節(jié)點在初始化時即獲取了整個WSN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌唧w地，節(jié)點可以通過諸如深度包探測技術(shù)等來獲取整個WSN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；本發(fā)明實時將該獲取了 WSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓?jié)點稱為該WSN網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，中心節(jié)點通過諸如廣播的方式將自身的地址等信息告知WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他節(jié)點，該中心節(jié)點還可以通過諸如在電路中寫入標(biāo)識等方式來標(biāo)識自身。本發(fā)明實施例中，將WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點從其相鄰節(jié)點接收到數(shù)據(jù)包或者傳輸數(shù)據(jù)包到其相鄰節(jié)點的最小時間，記為τ，這里，將這個τ稱之為一個時隙；本發(fā)明實施例中，WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的檢測節(jié)點將一個數(shù)據(jù)包傳到整個WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點知道所用的時間稱為一個任務(wù)周期，記為Τ，其中，T = L* τ，L為每個任務(wù)周期內(nèi)總的時隙數(shù)，依據(jù)WSN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模預(yù)先設(shè)定；本發(fā)明實施例中，WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各節(jié)點為了能夠降低能量消耗，在不工作時睡眠， 以達(dá)到節(jié)點在不更換電池的情況下工作更長時間的目的，而WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點都按照預(yù)設(shè)的時隙分配方法分配有自身的喚醒時隙，睡眠節(jié)點只有在自身的喚醒時隙到來時，才能從睡眠狀態(tài)醒來接收從其他節(jié)點接收數(shù)據(jù)包，另外，需要說明的一點是，節(jié)點在接收到數(shù)據(jù)包后，可以在任務(wù)周期內(nèi)的任何時隙內(nèi)向其他節(jié)點發(fā)送該數(shù)據(jù)包。本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案具體包括建立由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的 BFS (Breadth First Search，廣度優(yōu)選)路徑和由中心節(jié)點通向WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他節(jié)點的 CCDS(Colour Connect Dominant Set，有色連通支配集)路徑；當(dāng)檢測節(jié)點檢測到緊急事件時，將緊急事件沿所述BFS路徑發(fā)送給中心節(jié)點，中心節(jié)點在接收到緊急事件時，將緊急事件沿所述CCDS路徑廣播給WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他節(jié)點；從而可以將緊急事件低時延無廣播沖突的由檢測節(jié)點傳到整個WSN網(wǎng)絡(luò)。下面結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明上述檢測節(jié)點將檢測到的緊急事件低時延無廣播沖突地傳到整個WSN網(wǎng)絡(luò)的方法，參見圖2，一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒?，具體包括如下步驟步驟201 建立由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的BFS路徑；本發(fā)明實施例中，在WSN網(wǎng)絡(luò)初始化時就可以建立由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的 BFS路徑，也可以在檢測到緊急事件的時候再建立由檢測節(jié)點通行中心節(jié)點的BFS路徑，具體地，建立由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的BFS路徑的方法包括將WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點按照其到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)進(jìn)行分層；根據(jù)分層結(jié)果及WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點間的連接關(guān)系建立以中心節(jié)點為根的廣度優(yōu)先樹；本發(fā)明實施例中，將WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)為1的節(jié)點作為所建立的廣度優(yōu)先樹的第一層節(jié)點，將WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)為2的節(jié)點作為所建立的廣度優(yōu)先樹的第二層節(jié)點，依次類推；在所建立的廣度優(yōu)先樹上，確定由檢測節(jié)點到達(dá)中心節(jié)點的BFS路徑，以便檢測節(jié)點沿該BFS路徑到達(dá)中心節(jié)點時的跳數(shù)最少。步驟202 為BFS路徑上的各節(jié)點分配喚醒時隙；本發(fā)明實施例中，BFS路徑上的各節(jié)點在未到達(dá)其對應(yīng)的喚醒時隙時休眠，其中， 節(jié)點在休眠狀態(tài)下不會接收任何發(fā)向自身的緊急事件；BFS路徑上的節(jié)點在到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時，才會接收發(fā)向自身的數(shù)據(jù)包。這樣，通過節(jié)點休眠的方式可以使得節(jié)點在不更換電池的情況下工作更長時間的目的，節(jié)約能源開支。具體地，為BFS路徑上的各節(jié)點分配喚醒時隙包括分別確定BFS路徑上各節(jié)點到中心節(jié)點的最少跳數(shù)；分別將預(yù)先確定任務(wù)周期內(nèi)的總時隙數(shù)減去BFS路徑上各節(jié)點到中心節(jié)點的最少跳數(shù)后乘以預(yù)先確定的時隙得到BFS路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便BFS路徑上的各節(jié)點在未到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。步驟203 當(dāng)檢測節(jié)點檢測到緊急事件時，沿著建立的由檢測檢點通向中心節(jié)點的BFS路徑將緊急事件發(fā)送給中心節(jié)點，其中，緊急事件包括如火災(zāi)或煤氣泄漏等；本發(fā)明實施例中，BFS路徑上的節(jié)點在自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收BFS上的上一跳節(jié)點發(fā)送的緊急事件，并將緊急事件發(fā)送給BFS路徑上的下一跳節(jié)點；本發(fā)明實施例中，BFS路徑上節(jié)點在接收到緊急事件后，均可以在任務(wù)周期內(nèi)的任一時隙向BFS路徑上的下一跳節(jié)點發(fā)送緊急事件。現(xiàn)舉例說明上述步驟的具體實現(xiàn)過程，如下如圖3所示的WSN網(wǎng)絡(luò)，檢測節(jié)點a所建立的通向中心節(jié)點C的BFS路徑為 a — b — c，其中，檢測節(jié)點a經(jīng)過節(jié)點b僅需兩跳就可以達(dá)到中心節(jié)點c，節(jié)點b經(jīng)過一跳就可以達(dá)到中心節(jié)點C。本發(fā)明實施例中，中心節(jié)點c達(dá)到中心節(jié)點c的跳數(shù)為0，則在預(yù)先設(shè)定的任務(wù)周期內(nèi)的總時隙數(shù)L為10的情況下，檢測節(jié)點a所分配到的喚醒時隙為(10-2) τ = 8 τ，節(jié)點b所分配到的喚醒時隙為(10-1) τ = 9 τ，中心節(jié)點c所分配到的喚醒時隙為(10-0) τ = 10(0) τ，這里，之所以中心節(jié)點的喚醒時隙為0是因為本發(fā)明實施例中的各節(jié)點的喚醒時隙的取值范圍是在0到(10-1) τ之間循環(huán)取值的。那么，在建立了由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的BFS路徑及BFS路徑上的各節(jié)均分配了各自的喚醒時隙后，下面具體描述一下緊急事件在BFS路徑上的傳輸過程，如下檢測節(jié)點a在檢測得到緊急事件后，將檢測到的緊急事件沿著所建立的BFS路徑發(fā)送給中心節(jié)點，首先，檢測節(jié)點a可以在任務(wù)周期內(nèi)的任一時隙將檢測到的緊急事件發(fā)送給BFS路徑上的下一跳節(jié)點，也就是節(jié)點b ；此時，如果節(jié)點b處于工作狀態(tài)，則節(jié)點b接收檢測節(jié)點a所發(fā)送的緊急事件，如果節(jié)點b處于休眠狀態(tài)，則節(jié)點b等待自身喚醒時隙的到來，并在喚醒時隙接收檢測節(jié)點a所發(fā)送的緊急事件；之后，節(jié)點b可以在任務(wù)周期內(nèi)的任一時隙將接收到的緊急事件發(fā)送給該BFS路徑上的下一跳節(jié)點c ；同樣的，節(jié)點c此時如果處于工作狀態(tài)，則節(jié)點c接收BFS路徑上的上一跳節(jié)點，也就是節(jié)點b所發(fā)送的緊急事件，如果節(jié)點c處于休眠狀態(tài)，則節(jié)點c等待自身喚醒時隙的到來，并在喚醒時隙接收節(jié)點 c所發(fā)送的緊急事件。步驟204 建立由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CXDS路徑；本發(fā)明實施例中，在WSN網(wǎng)絡(luò)初始化時就可以建立中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CXDS 路徑，也可以在中心節(jié)點接收到緊急事件后建立由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CCDS路徑，建立由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的CCDS路徑的方法包括如下步驟步驟1、分別將WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他節(jié)點按照其到中心節(jié)點的跳數(shù)分為N層，N為大于等于1的自然數(shù)；
具體地，分別確定WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他節(jié)點到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)，將到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)相同的節(jié)點分為一層；本發(fā)明實施例中，將其他節(jié)點中到達(dá)中心節(jié)點的最少跳數(shù)為1的各節(jié)點作為第一層節(jié)點，將其他節(jié)點中達(dá)到中心節(jié)點的最少跳數(shù)為2的各節(jié)點作為第二層節(jié)點，依次類推。步驟2、依次確定各層節(jié)點內(nèi)的獨立節(jié)點；本步驟的實現(xiàn)方法具體為建立一個MIS (Maximal Independent Set，最大獨立集)集合；將中心節(jié)點作為獨立節(jié)點放入MIS集合；在第i層節(jié)點內(nèi)查找與MIS中節(jié)點不相鄰的節(jié)點，每找到一個與MIS中不相鄰的節(jié)點，就將該查找到的節(jié)點作為獨立節(jié)點加入MIS集合中；之后，繼續(xù)在第i層節(jié)點內(nèi)查找與更新后MIS中獨立節(jié)點不相鄰的節(jié)點，并將再次查找到的節(jié)點作為獨立節(jié)點加入MIS集合；然后，繼續(xù)執(zhí)行在第i層節(jié)點內(nèi)查找與更新后MIS中獨立節(jié)點不相鄰的節(jié)點，并將再次查找到的節(jié)點作為獨立節(jié)點加入MIS集合的操作，如此循環(huán)執(zhí)行，直到在第i層節(jié)點內(nèi)查找不到與MIS中獨立節(jié)點不相鄰的節(jié)點為止。其中，i為從1開始取值的自熱數(shù)，小于等于N。步驟3、根據(jù)所確定的獨立節(jié)點確定WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連通節(jié)點；具體地，將第K層上的獨立節(jié)點構(gòu)成一個獨立節(jié)點集I_i，在第K層獨立節(jié)點集的上一層或者兩層節(jié)點內(nèi)的非獨立節(jié)點中找出能覆蓋第K層獨立節(jié)點集I」的最小覆蓋集， 該最小覆蓋集內(nèi)的節(jié)點即為連通節(jié)點。步驟4、采用IMC(Interactive Markov chains，交互式馬爾可夫鏈)算法對所確定的獨立節(jié)點及連通節(jié)點集進(jìn)行處理得到CDS集合；本步驟的一優(yōu)選實現(xiàn)方式為將連通節(jié)點集記為W_i，1，在MIS集合中找出一個集合U_i，1，使得該U_i，1集合中節(jié)點均只有一個節(jié)點的相鄰節(jié)點在1」，1中；在1」，1中找出一個子集，使得所找出的子集為能夠覆蓋I_i_U_i，l的最小集合， 記為W_i，2 ；在I_i-U_i，1中找出一個集合U_i，2，使得該集合U_i，2中節(jié)點均只有一個節(jié)點的相鄰節(jié)點在W i，2中；在1」，2中找出一個子集，使得該子集為能夠覆蓋I_i_U_i，I_i_U_i，2的最小集合，記為W_i，3 ；從而得到CDS 集合 U_i，j 和 W_i，j，1 < = j < = 3 ；由以上構(gòu)建連通支配集的過程可以知道，連通支配集W_i，j和U_i，j中節(jié)點位于不同的分層，故，當(dāng)W_i，j中的節(jié)點廣播緊急事件時，U_i，j中的節(jié)點不會受到?jīng)_突。步驟5、為⑶S集中的節(jié)點分配信道，構(gòu)成CXDS路徑；本步驟的一優(yōu)先實現(xiàn)方式為將CDS中所有的節(jié)點按照其在CDS中到中心節(jié)點C的最小跳數(shù)分成三個集合獨立節(jié)點集(I)、連通節(jié)點集(C)和支配節(jié)點集(B)，其中，獨立節(jié)點集在CDS中到中心節(jié)點C 的跳數(shù)為偶數(shù)，記為10，12，14，…；連通節(jié)點集在⑶S中到中心節(jié)點C的跳數(shù)為奇數(shù)，記為 Cl，C3，C5，…；支配節(jié)點集在⑶S中道中心節(jié)點C的跳數(shù)為偶數(shù)，記為B0，B2, B4,…
將上述步驟4得到的⑶S中的各節(jié)點分別分配信道得到連通支配集路徑，本發(fā)明實施例中，將連CDS中的各節(jié)點用不超過12個信道著色成CCDS路徑，具體為給⑶S集內(nèi)的每個節(jié)點nk定義發(fā)送信道chs (channel send)和接收信道 chr (channel receive)，獨立節(jié)點集I (Ii)及支配節(jié)點集(B)中的每個節(jié)點nk按照其在Ui，j中的顏色獲取器發(fā)送信道chs，連通集中的每個節(jié)點nt按照其父節(jié)點(Ii-I)在 Wi，j(0彡j彡3)中的顏色獲取接收信道chr，獨立集I (Ii)中的每個節(jié)點nk按照其在 Ui, j中的顏色獲取器接收信道chr，連通集中的每個節(jié)點nt按照其父節(jié)點(Ii-I)在Wi， j(0 ^ j ^ 3)中的顏色獲取接收信道chr，這樣，各節(jié)點便可以分開發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使得各節(jié)點不會產(chǎn)生廣播沖突。步驟205 為CXDS路徑上的各節(jié)點分配喚醒時隙；本發(fā)明實施例中，CCDS路徑上的各節(jié)點在未到達(dá)其對應(yīng)的喚醒時隙時休眠，其中， 節(jié)點在休眠狀態(tài)下不會接收任何發(fā)向自身的緊急事件；CCDS路徑上的節(jié)點在到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時，才會接收發(fā)向自身的數(shù)據(jù)包。這樣，通過節(jié)點休眠的方式可以使得節(jié)點在不更換電池的情況下工作更長時間的目的，節(jié)約能源開支。具體地，為CXDS路徑上的各節(jié)點分配喚醒時隙包括分別確定CXDS路徑上各節(jié)點到中心節(jié)點的最少跳數(shù)；分別將CCDS路徑上各節(jié)點到中心節(jié)點的最少跳數(shù)乘以預(yù)先確定的時隙得到CCDS 路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便CCDS路徑上各節(jié)點在自身未到達(dá)其對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。步驟206 當(dāng)中心節(jié)點接收到緊急事件時，沿著建立的通向其他節(jié)點的CCDS路徑廣播接收到的緊急事件；本發(fā)明實施例中，當(dāng)CCDS路徑上的節(jié)點在自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收CCDS 路徑上的上一跳節(jié)點廣播的緊急事件，并將緊急事件廣播給CCDS路徑上的下一跳節(jié)點。本發(fā)明實施例中，BFS路徑上節(jié)點在接收到緊急事件后，均可以在任務(wù)周期內(nèi)的任一時隙向BFS路徑上的下一跳節(jié)點發(fā)送緊急事件。本發(fā)明實施例中，CCDS路徑上節(jié)點在接收到緊急事件后，均可以在任務(wù)周期內(nèi)的任一時隙向CCDS路徑上的下一跳節(jié)點廣播緊急事件。圖4為本發(fā)明實施例所提供的一種中心節(jié)點接收到緊急事件時向沿CCDS路徑向其他節(jié)點廣播緊急事件的實例圖。另外，本發(fā)明實施例中，BFS路徑上的節(jié)點的喚醒時隙的分配和CCDS路徑上的節(jié)點的喚醒時隙的分配詳見表1。表1 :WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點的時隙分配表
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述方法包括?dāng)檢測節(jié)點監(jiān)測到緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點；當(dāng)所述中心節(jié)點接收到所述緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點之前，所述方法還包括將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點按照其到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)進(jìn)行分層；根據(jù)分層結(jié)果及所述無線傳感器網(wǎng)路內(nèi)各節(jié)點間的連接關(guān)系建立以所述中心節(jié)點為根的廣度優(yōu)先樹；在所述廣度優(yōu)先樹上，確定由所述檢測節(jié)點通向所述中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑，以便所述檢測節(jié)點沿所述廣度優(yōu)先路徑到達(dá)所述中心節(jié)點的跳數(shù)最少。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點之前，所述方法還包括分別確定所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)；分別將預(yù)先確定的任務(wù)周期內(nèi)的總時隙數(shù)減去所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)后乘以預(yù)先確定的時隙得到所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便所述廣度優(yōu)先路徑上的各節(jié)點在未到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)所述廣度優(yōu)先路徑上的節(jié)點在自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收所述廣度優(yōu)先路徑上的上一跳節(jié)點發(fā)送的所述緊急事件，并將所述緊急事件發(fā)送給所述廣度優(yōu)先路徑上的下一跳節(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點之前，所述方法還包括分別將所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他節(jié)點按照其到所述中心節(jié)點的跳數(shù)分層；依次確定各層節(jié)點內(nèi)的獨立節(jié)點；根據(jù)所確定的獨立節(jié)點確定所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連通節(jié)點；采用交互式馬爾可夫鏈算法對所確定的獨立節(jié)點及所確定的連通節(jié)點進(jìn)行處理得到連通支配集；為所述連通支配集內(nèi)的節(jié)點分配信道，構(gòu)成有色連通支配集路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點之前，所述方法包括分別確定所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)；分別將所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)乘以預(yù)先確定的時隙得到所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點在其未到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)所述有色連通支配集路徑上的節(jié)點在自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收所述有色連通支配集路徑上的上一跳節(jié)點廣播的所述緊急事件，并將所述緊急事件廣播給所述有色連通支配集路徑上的下一跳節(jié)點ο
8.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)南到y(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)至少包括檢測節(jié)點和中心節(jié)點，所述檢測節(jié)點，用于當(dāng)監(jiān)測到緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述檢測節(jié)點通向所述中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給所述中心節(jié)點；所述中心節(jié)點，用于當(dāng)接收到所述緊急事件時，將所述緊急事件沿建立的由所述中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給所述其他節(jié)點。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括廣度優(yōu)選路徑建立模塊， 所述廣度優(yōu)先路徑建立模塊包括分層單元，用于將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點按照其到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)進(jìn)行分層；廣度優(yōu)先樹建立單元，用于根據(jù)所述無線傳感器網(wǎng)路內(nèi)各節(jié)點間的連接關(guān)系及分層結(jié)果建立以所述中心節(jié)點為根的廣度優(yōu)先樹；廣度優(yōu)先路徑確立單元，用于在所述廣度優(yōu)先樹上，確定由所述檢測節(jié)點通向所述中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑，以便所述檢測節(jié)點沿所述廣度優(yōu)先路徑到達(dá)所述中心節(jié)點的跳數(shù)最少。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第一喚醒時隙分配模塊，所述第一喚醒時隙分配模塊包括確定單元，用于分別確定所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)； 時隙分配單元，用于分別將預(yù)先確定任務(wù)周期內(nèi)的總時隙數(shù)減去所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)后乘以預(yù)先確定的時隙得到所述廣度優(yōu)先路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便所述廣度優(yōu)先路徑上的各節(jié)點在未到達(dá)自身對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括廣度優(yōu)先路徑上的節(jié)點，用于在自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收所述廣度優(yōu)先路徑上的上一跳節(jié)點發(fā)送的所述緊急事件，并將所述緊急事件發(fā)送給所述廣度優(yōu)先路徑上的下一跳節(jié)點。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有色連通支配集路徑建立模塊，所述有色連通支配集路徑建立模塊包括分層單元，用于將所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點按照其到所述中心節(jié)點的跳數(shù)分層； 獨立節(jié)點確定單元，用于依次確定各層節(jié)點內(nèi)的獨立節(jié)點；連通節(jié)點確定單元，用于根據(jù)所確定的獨立節(jié)點確定所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連通節(jié) 連通支配集構(gòu)建單元，用于采用交互式馬爾可夫鏈算法對所確定的獨立節(jié)點及所確定的連通節(jié)點進(jìn)行處理得到連通支配集；信道分配單元，用于為所述連通支配集內(nèi)的節(jié)點分配信道，構(gòu)成有色連通支配集路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第二喚醒時隙分配模塊，所述第二喚醒時隙分配模塊包括確定單元，用于分別確定所述有色連通支配集內(nèi)各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)； 時隙分配單元，用于分別將所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點到所述中心節(jié)點的最少跳數(shù)乘以預(yù)先確定的時隙得到所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點對應(yīng)的喚醒時隙，以便所述有色連通支配集路徑上各節(jié)點在自身未到達(dá)其對應(yīng)的喚醒時隙時睡眠。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有色連通支配集路徑上的節(jié)點，用于當(dāng)自身對應(yīng)的喚醒時隙到來時，接收所述有色連通支配集路徑上的上一跳節(jié)點廣播的所述緊急事件，并將所述緊急事件廣播給所述有色連通支配集路徑上的下一跳節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緊急事件傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)，涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，方法包括當(dāng)檢測節(jié)點監(jiān)測到緊急事件時，將緊急事件沿建立的由檢測節(jié)點通向中心節(jié)點的廣度優(yōu)先路徑發(fā)送給中心節(jié)點；當(dāng)中心節(jié)點接收到緊急事件時，將緊急事件沿建立的由中心節(jié)點通向其他節(jié)點的有色聯(lián)通支配集路徑廣播給其他節(jié)點。本發(fā)明技術(shù)方案可以有效的減小WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸時延，可以避免WSN網(wǎng)絡(luò)中報警信息的傳輸沖突。
文檔編號H04W4/06GK102497620SQ201110393269
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者張黔, 楊凡, 江濤, 郭鵬 申請人:華為技術(shù)有限公司