專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法及相應(yīng)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network,WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)和處于網(wǎng)絡(luò)核心的融合中心(SINK節(jié)點(diǎn)，又稱匯聚節(jié)點(diǎn))組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。WSN網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控、森林防火、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)控，需要通過部署的傳感器節(jié)點(diǎn)收集監(jiān)控對象的大量信息，這些信息逐節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)絎SN網(wǎng)絡(luò)的融合中心，融合中心對這些收集的WSN數(shù)據(jù)進(jìn)行展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控對象的監(jiān)控。對于WSN數(shù)據(jù)的收集方法，現(xiàn)有技術(shù)存在兩種方式，一是對傳感器節(jié)點(diǎn)收集的大量信息不作處理，直接逐節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)；一是對傳感器節(jié)點(diǎn)收集的大量信息進(jìn)行求最大值、平均值等數(shù)據(jù)聚合處理，然后再將處理結(jié)果逐節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。前者采集的數(shù)據(jù)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)精確監(jiān)控，但數(shù)據(jù)傳輸量隨之增加，傳輸消耗的能量資源較多，整體上降低了能量資源有限的WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。后者對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，減少了數(shù)據(jù)傳輸量，延長了 WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命，但不能實(shí)現(xiàn)精確監(jiān)控。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)不具有靈活性，存在“顧此失彼”的問題，不能兼顧監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法及相應(yīng)的系統(tǒng)，以滿足監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。本申請實(shí)施例提·供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法包括:獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制；匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步優(yōu)選地，匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率生成隨機(jī)休眠概率，則:未處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)包預(yù)置同層傳輸次數(shù)字段，則:在數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)前后的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)相等時，同層傳輸次數(shù)字段按照預(yù)設(shè)步長遞減，如果該字段遞減后不為零，則執(zhí)行疊加和轉(zhuǎn)發(fā)步驟。優(yōu)選地，匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距，則:符合跳距要求的節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。
本申請實(shí)施例還提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:用于獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)信息的獲取單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)單元，用于將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包的疊加單元，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制，用于判斷節(jié)點(diǎn)跳數(shù)大小的第一判斷單元，以及用于基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包的解析單元，則:接收到數(shù)據(jù)包的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)通過判斷單元判斷出跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)后，調(diào)用疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包，并調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)單元向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)疊加后的數(shù)據(jù)包，循環(huán)調(diào)用上述單元直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)；匯聚節(jié)點(diǎn)通過解析單元解析接收到的數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述獲取單元通過廣播方式獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)發(fā)單元通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元和用于計算隨機(jī)休眠概率的計算單元 ，則:匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述計算單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率計算隨機(jī)休眠概率，則:未處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)單元轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)包預(yù)置同層傳輸次數(shù)字段，所述系統(tǒng)還包括用于遞減同層傳輸次數(shù)字段的遞減單元和用于判斷同層傳輸次數(shù)字段是否為零的判斷單元，則:在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包前后的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)相等時，節(jié)點(diǎn)通過所述遞減單元按照預(yù)設(shè)步長遞減同層傳輸次數(shù)字段；節(jié)點(diǎn)通過所述判斷單元判斷同層轉(zhuǎn)播字段遞減后是否為零，如果不為零，則觸發(fā)疊加單元和轉(zhuǎn)發(fā)單元。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元和用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距的設(shè)置單元，則:匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述設(shè)置單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距，則:符合跳距要求的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。本申請實(shí)施例通過將節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)以L為模疊加在跳數(shù)大的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到跳數(shù)小的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包中。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)不作處理直接傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相t匕，本申請實(shí)施例由于采用模L加的方式疊加，使得疊加后的數(shù)據(jù)包長度不便，不增加傳輸量，降低了傳輸消耗的能量，從而整體上延長了能量資源有限的WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚處理后傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相比，本申請實(shí)施例能夠保留了更多的節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的監(jiān)控，由此可見，本申請實(shí)施例較好地兼顧了監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。而且，本申請實(shí)施例通過設(shè)置同層傳輸次數(shù)，使得數(shù)據(jù)包既可在同層的多個節(jié)點(diǎn)間傳播，又不至于過多地消耗傳輸能量，一方面保證了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的健壯性和可靠性，另一方面延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。此外，本申請實(shí)施例還采用休眠機(jī)制和分辨率機(jī)制，進(jìn)一步減少了數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸數(shù)據(jù)的能量消耗，改善了系統(tǒng)整體性能。


為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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申請中記載的一些實(shí)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為一種WSN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請實(shí)施例的一種WSN數(shù)據(jù)收集方法流程圖； 圖3為本申請實(shí)施例的另一種WSN數(shù)據(jù)收集方法流程圖；圖4為本申請實(shí)施例的再一種WSN數(shù)據(jù)收集方法流程圖；圖5為本申請實(shí)施例的一種WSN數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見附圖1，該圖示出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的小圓圈代表部署于監(jiān)控區(qū)域的各個節(jié)點(diǎn)，處于網(wǎng)絡(luò)中心的SINK是匯聚節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)是WSN網(wǎng)絡(luò)中的特殊節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)不同，其他節(jié)點(diǎn)將采集監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)后，需要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊INK節(jié)點(diǎn)匯聚，由SINK節(jié)點(diǎn)來展現(xiàn)監(jiān)控對象的狀態(tài)。附圖2示出了在上述WSN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種WSN數(shù)據(jù)的收集方法的流程，該流程包括:步驟S201:獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息反映了各節(jié)點(diǎn)離SINK節(jié)點(diǎn)的距離，體現(xiàn)了 WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的空間分布狀況。獲取跳數(shù)信息的方式有多種，可以采用線性方式獲得(指定的路徑計算節(jié)點(diǎn)跳數(shù))，也可采用廣播方式獲得，本申請實(shí)施例優(yōu)選后者。具體過程是=SINK節(jié)點(diǎn)首先廣播beacon信息，收到本信息的為l_hop節(jié)點(diǎn)(I跳節(jié)點(diǎn))。由于無線網(wǎng)絡(luò)信號的衰減特性，SINK節(jié)點(diǎn)的廣播信息不會到達(dá)WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，無線網(wǎng)絡(luò)信號通常設(shè)置為覆蓋與一個節(jié)點(diǎn)為中心的相鄰周布節(jié)點(diǎn)。Ι-hop節(jié)點(diǎn)繼續(xù)廣播beacon信息，收到信息的非Ι-hop的其他節(jié)點(diǎn)為2-hop節(jié)點(diǎn)，依次類推，直至WSN網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)均獲得自己距離SINK節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息。步驟S202:跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)；WSN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采集到監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)后，由于無線網(wǎng)絡(luò)信號的衰減特性，不可能直接將對象數(shù)據(jù)發(fā)送給SINK節(jié)點(diǎn)，而只能通過節(jié)點(diǎn)間的“接力”實(shí)現(xiàn)信息傳輸。為了便于描述，這里將跳數(shù)小的節(jié)點(diǎn)用M表示，跳數(shù)大的節(jié)點(diǎn)用N表示，由此，采集數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間傳輸有兩種方式，一種是通過廣播方式或線性方式一直向SINK節(jié)點(diǎn)傳輸(稱為“前向式”傳輸)，即跳數(shù)為M的節(jié)點(diǎn)向跳數(shù)為N的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所述M大于N的情況；一種是通過廣播方式不僅向前傳輸，還向同等級的節(jié)點(diǎn)(跳數(shù)相等的節(jié)點(diǎn))傳輸，該方式是前向式傳輸和橫向式傳輸?shù)幕旌蟼鬏?，即跳?shù)為M的節(jié)點(diǎn)向跳數(shù)為N的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，所述M大于等于N的情況。前一種方式能夠使數(shù)據(jù)傳輸較快地達(dá)到SINK節(jié)點(diǎn)，且整個WSN傳輸數(shù)據(jù)消耗的傳輸能量總和相對較?。缓笠环N方式雖然在橫向傳輸過程中需要付出部分能量，但能夠保證整個WSN網(wǎng)絡(luò)的健壯性和可靠性，比如，前向傳輸?shù)哪硞€節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，通過橫向傳輸仍然能夠?qū)⒐?jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊INK節(jié)點(diǎn)。自啟動采集數(shù)據(jù)上傳任務(wù)后，通常由跳數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)按照預(yù)設(shè)格式將采集數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)包，然后將該數(shù)據(jù)包向跳數(shù)小的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，該數(shù)據(jù)包由此攜帶有所經(jīng)過的各節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)，只是在最初傳輸時(跳數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包)直接體現(xiàn)為原始采集數(shù)據(jù)，而在傳輸過程中(跳數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)與SINK節(jié)點(diǎn)中間的各節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包)通過疊加后的數(shù)據(jù)包間接體現(xiàn)。這里值得注意的是，這里的M、N主要用于反映節(jié)點(diǎn)之間包含跳數(shù)的關(guān)系，指一類節(jié)點(diǎn)，旨在表明數(shù)據(jù)包由大跳數(shù)節(jié)點(diǎn)向小跳數(shù)或等跳數(shù)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)過程，并不特指某一個特定節(jié)點(diǎn)。步驟S203:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到接收的數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制；跳數(shù)小的節(jié)點(diǎn)接收到跳數(shù)大的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模直接加在數(shù)據(jù)包內(nèi)的數(shù)據(jù)上，由于使用模加的方式，整個數(shù)據(jù)包在疊加過程中長度保持不變，完成疊加后再按照步驟202的方式繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。這里的L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制，比如可以為2進(jìn)制、八進(jìn)制等，二進(jìn)制則進(jìn)行模2疊加，八進(jìn)制時則進(jìn)行模8疊加。本申請實(shí)施例采取直接模加方式，而不是將節(jié)點(diǎn)自身采集的數(shù)據(jù)再形成一個數(shù)據(jù)包，由節(jié)點(diǎn)將接收的數(shù)據(jù)包和自己生成的數(shù)據(jù)包一并發(fā)送下一個節(jié)點(diǎn)，由此，大大節(jié)約了通信開銷，減少了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的能量消耗。需要說明的是:上述步驟中的前一節(jié)點(diǎn)、下一節(jié)點(diǎn)并不必然與節(jié)點(diǎn)的實(shí)際位置相關(guān)聯(lián)，“前一節(jié)點(diǎn)”是相對于接收數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)而言已轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的物理位置可能處于接收數(shù)據(jù) 包的節(jié)點(diǎn)的前后或左右，這取決于WSN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同理，“下一節(jié)點(diǎn)”是相對于發(fā)送數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)而言將接收數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)。步驟S204:匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，利用壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)包傳輸過程中，多次執(zhí)行步驟S202和S203的步驟，最后攜帶了經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到SINK節(jié)點(diǎn)，SINK節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)包后，不再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，而是解析該數(shù)據(jù)包，從中還原出各節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)。解析數(shù)據(jù)包還原數(shù)據(jù)可以采用多種方式，本實(shí)施例優(yōu)選采用壓縮感知理論的方法進(jìn)行疊加的采集數(shù)據(jù)還原。壓縮感知理論還原疊加數(shù)據(jù)需要一定的先驗(yàn)知識，將信號經(jīng)傅里葉、小波、離散余弦DCT變換等操作獲取稀疏特性，然后利用WSN節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)之間具有空間相關(guān)性(該相關(guān)性可用基于空間距離的聯(lián)合高斯模型表示)，還原數(shù)據(jù)。具體實(shí)現(xiàn)時，基于壓縮感知理論的數(shù)據(jù)恢復(fù)重構(gòu)算法有基追蹤算法(BasisPursuit, BP)、正交匹配算法(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)等。本實(shí)施例通過將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)疊加在大跳數(shù)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到小跳數(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包中，且疊加后的數(shù)據(jù)包保持長度不變。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)不作處理直接傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相比，本申請實(shí)施例疊加后的數(shù)據(jù)包長度不便，不會增加傳輸量，降低了傳輸消耗的能量，從而整體上延長了能量資源有限的WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚處理后傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相比，本實(shí)施例能夠保留了更多的節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的監(jiān)控，由此可見，本申請實(shí)施例較好地兼顧了監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。上述實(shí)施例中通常情況下WSN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均處于活躍狀態(tài)，也就是說均可接收數(shù)據(jù)包和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并把自己采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包當(dāng)中，盡管這樣已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)對監(jiān)控對象的監(jiān)控要求不同，并不需要WSN網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)均采集數(shù)據(jù)，或者均將采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。比如，僅對監(jiān)控對象進(jìn)行整體監(jiān)控，則只需要獲取部分節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)即可，這種情況下并不需要全部節(jié)點(diǎn)均處于活躍狀態(tài)，以減少數(shù)據(jù)傳輸對WSN網(wǎng)絡(luò)的能量資源消耗。為此，本申請實(shí)施例引入休眠機(jī)制，通過休眠機(jī)制適應(yīng)匯聚節(jié)點(diǎn)對采集數(shù)據(jù)分辨率的要求，這種利用休眠機(jī)制的WSN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法構(gòu)成本發(fā)明的另一個實(shí)施例。參見附圖3，該圖示出了本申請實(shí)施例的另一種WSN數(shù)據(jù)收集方法流程，該方法通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，包括如下步驟:步驟S301:獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；步驟S302:匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率生成隨機(jī)休眠概率；SINK節(jié)點(diǎn)是WSN網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，它可以根據(jù)監(jiān)控要求定期或不定期地向WSN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)接收到該采集分辨率后生成隨機(jī)休眠概率，然后各節(jié)點(diǎn)在整個WSN網(wǎng)絡(luò)工作過程中隨機(jī)地執(zhí)行該休眠概率，也就是說，在執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)的各個時刻點(diǎn)，并非全部的WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均處于活躍狀態(tài)，而是有一部分處于活躍、一部分休眠。某時刻處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量取得于采集數(shù)據(jù)的分辨率大小，通常情況下，SINK節(jié)點(diǎn)下發(fā)的數(shù)據(jù)采集分辨率高，則處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)少、活躍狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)多，數(shù)據(jù)采集分辨率低，則處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)多、活躍狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)少。值得注意的是，該步驟并不一定需要在獲得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)信息后執(zhí)行，也可以處于步驟S301之前，還可以在步驟S303之后執(zhí)行，只要在節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點(diǎn)前執(zhí)行均不妨礙本發(fā)明的發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。步驟S303:跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)；步驟S304:判斷跳數(shù)為當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)是否處于休眠狀態(tài)，如果否，則執(zhí)行步驟S305 ；跳數(shù)為N的節(jié)點(diǎn)(當(dāng)前節(jié)點(diǎn))接收到數(shù)據(jù)包后，需要判斷是否處于休眠狀態(tài)，如果該節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于休眠狀態(tài)，則不用執(zhí)行步驟S305。由于采用廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，采集數(shù)據(jù)的疊加和轉(zhuǎn)發(fā)工作可改由跳數(shù)大于或等于跳數(shù)為N的其他節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。步驟S305:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到接收的數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制；步驟S306:匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例通過引用休眠機(jī)制，既能保證滿足匯聚節(jié)點(diǎn)對監(jiān)控對象監(jiān)控精度的要求，又能從整體上適當(dāng)節(jié)約WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)帶來的能量消耗，從而延長了 WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。在滿足匯 聚節(jié)點(diǎn)對監(jiān)控對象的監(jiān)控精度要求下，除了上述通過引入休眠機(jī)制的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)約能量、延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的外，通過設(shè)置跳距參數(shù)K同樣能實(shí)現(xiàn)該目的?！疤唷北砻髁?WSN網(wǎng)絡(luò)中僅僅有部分節(jié)點(diǎn)執(zhí)行采集數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)包上疊加的操作，在一個“跳距”內(nèi)的節(jié)點(diǎn)僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)工作。采用跳距機(jī)制的WSN數(shù)據(jù)收集方法包括:匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距K，所述K等于N與M的差值，則:符合跳距K的節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。比如，現(xiàn)在需要在節(jié)點(diǎn)9、8、7、6、5 (該指示節(jié)點(diǎn)名稱的數(shù)值同時表示節(jié)點(diǎn)包含的跳數(shù)，如節(jié)點(diǎn)9表示包含9跳的節(jié)點(diǎn))上采集數(shù)據(jù)，假設(shè)9節(jié)點(diǎn)的跳距設(shè)置為2，則:9節(jié)點(diǎn)從10節(jié)點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)包后，將9節(jié)點(diǎn)自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包，然后把自身根據(jù)分辨率設(shè)置的跳距連同數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)8，轉(zhuǎn)發(fā)一次跳距離自動遞減一次，由于跳距為2，節(jié)點(diǎn)8查詢到跳距不為零，于是僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)工作，而不將自己采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包中。節(jié)點(diǎn)7接收到數(shù)據(jù)包后，查詢跳距為零，說明自己可以將采集數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包中，于是執(zhí)行疊加操作，然后把自身根據(jù)分辨率設(shè)置的跳距連同數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點(diǎn)6，如果節(jié)點(diǎn)7的跳距也為2，節(jié)點(diǎn)6收到數(shù)據(jù)包后也只執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)工作，按次循環(huán)下去。通過跳距機(jī)制使得并非所有的節(jié)點(diǎn)均需要傳輸執(zhí)行數(shù)據(jù)疊加操作，減少了數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸數(shù)據(jù)的能量消耗，從而兼顧了網(wǎng)絡(luò)壽命和監(jiān)控精確性要求。前述的實(shí)施例在N大于等于M條件下，即數(shù)據(jù)包不僅“前向式”傳輸，還“橫向式”傳輸。如前所述，“橫向式”傳輸可以增加WSN網(wǎng)絡(luò)的健壯性和可靠性，尤其在休眠機(jī)制下，如果前向式傳輸?shù)缆飞系哪硞€節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)，那么將可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過程失敗，但如果數(shù)據(jù)傳輸橫向傳輸特性后，數(shù)據(jù)包可以以“曲線求國”的方式繞道行徑。然而，如果對數(shù)據(jù)包的曲線傳輸不加以限制的話，很可能數(shù)據(jù)包在同層(具有相同跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)間)反復(fù)傳輸，不當(dāng)消耗了 WSN的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，因此，有必要限制同層傳輸?shù)拇螖?shù)。設(shè)置同層傳輸次數(shù)的方式構(gòu)成本申請WSN數(shù)據(jù)收集的再一種方法。參見附圖4，該方法包括:步驟S401:獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；步驟S402:匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率生成隨 機(jī)休眠概率；步驟S403:跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包,所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包設(shè)置有同層傳輸次數(shù)字段；同層傳輸次數(shù)可以作為數(shù)據(jù)包幀結(jié)構(gòu)的一個字段，也可以作為單獨(dú)的消息進(jìn)行連同數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，本申請實(shí)施例優(yōu)選前者，這樣可以減小通信開銷，節(jié)約傳輸能量。步驟S404:判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否處于休眠狀態(tài)，如果否，則執(zhí)行步驟S305 ；步驟S405:判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和前一節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)是否相等，如果是，則同層傳輸次數(shù)字段按照預(yù)設(shè)步長遞減；步驟S406:判斷同層傳輸次數(shù)字段是否為零，如果不為零，則執(zhí)行步驟S407 ；步驟S407:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到接收的數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制；步驟S408:匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例通過設(shè)置同層傳輸次數(shù)，使得數(shù)據(jù)包既可在同層的多個節(jié)點(diǎn)間傳播，又不至于過多地消耗傳輸能量，一方面保證了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的健壯性和可靠性，另一方面延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。值得注意的是:上述實(shí)施例在將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包過程中是將原始采集數(shù)據(jù)直接疊加，實(shí)際上，為了壓縮數(shù)據(jù)量，本申請優(yōu)選地采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后進(jìn)行疊加操作，這樣可以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)傳輸量、節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?，從而延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。以上是對本申請方法實(shí)施例的描述，相應(yīng)地，本申請還提供了 WSN數(shù)據(jù)收集的系統(tǒng)實(shí)施例，下面結(jié)合附圖進(jìn)行介紹。參見圖5，該圖示出了本申請實(shí)施例的一種WSN數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。該系統(tǒng)實(shí)施例500包括:用于獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)信息的獲取單元501，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)單元502，用于判斷節(jié)點(diǎn)跳數(shù)大小的第一判斷單元503，用于將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包的疊加單元504，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制，以及用于基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包的解析單元505，則:接收到數(shù)據(jù)包的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)通過判斷單元判斷出跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)后，調(diào)用疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包，并調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)單元向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)疊加后的數(shù)據(jù)包，循環(huán)調(diào)用上述單元直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)；匯聚節(jié)點(diǎn)通過解析單元504解析接收到的數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)實(shí)施例的工作過程是:先由獲取單元501獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；接收到數(shù)據(jù)包的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)通過第一判斷單元504判斷出跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)后，調(diào)用疊加單元503將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包，，并調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)單元502將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)出去；匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，通過解析單元505基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù) 據(jù)。本系統(tǒng)實(shí)施例通過將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)疊加在大跳數(shù)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到小跳數(shù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包中，且疊加后的數(shù)據(jù)包保持長度不變。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)不作處理直接傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相比，本系統(tǒng)實(shí)施例疊加后的數(shù)據(jù)包長度不便，不會增加傳輸量，降低了傳輸消耗的能量，從而整體上延長了能量資源有限的WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。與現(xiàn)有對節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚處理后傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的技術(shù)相比，本系統(tǒng)實(shí)施例能夠保留了更多的節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的監(jiān)控，由此可見，本系統(tǒng)實(shí)施例較好地兼顧了監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。上述系統(tǒng)實(shí)施例中的獲取單元可以通過廣播方式獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)信息，轉(zhuǎn)發(fā)單元也可以通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。上述系統(tǒng)實(shí)施例所述的系統(tǒng)還可以包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元506和用于計算隨機(jī)休眠概率的計算單元507，則:匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元506向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述計算單元507根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率計算隨機(jī)休眠概率，未處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)單元轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。通過引入休眠機(jī)制既能保證滿足匯聚節(jié)點(diǎn)對監(jiān)控對象監(jiān)控精度的要求，又能從整體上適當(dāng)節(jié)約WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)帶來的能量消耗，從而延長了 WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。上述系統(tǒng)實(shí)施例中所述數(shù)據(jù)包還可以預(yù)置同層傳輸次數(shù)字段，所述系統(tǒng)還可以包括用于遞減同層傳輸次數(shù)字段的遞減單元和用于判斷同層傳輸次數(shù)字段是否為零的第二判斷單元，則:在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包前后的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)相等時，節(jié)點(diǎn)通過所述遞減單元按照預(yù)設(shè)步長遞減同層傳輸次數(shù)字段；節(jié)點(diǎn)通過所述第二判斷單元判斷同層轉(zhuǎn)播字段為是否為零，如果為零，則不觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)單元在相同跳數(shù)的節(jié)點(diǎn)間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。通過設(shè)置同層傳輸次數(shù)，使得數(shù)據(jù)包既可在同層的多個節(jié)點(diǎn)間傳播，又不至于過多地消耗傳輸能量，一方面保證了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的健壯性和可靠性，另一方面延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命O上述系統(tǒng)實(shí)施例中所述系統(tǒng)還可以包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元和用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距的設(shè)置單元，則:匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述設(shè)置單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距，符合跳距要求的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。通過跳距機(jī)制使得并非所有的節(jié)點(diǎn)均需要傳輸執(zhí)行數(shù)據(jù)疊加操作，減少了數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸數(shù)據(jù)的能量消耗，從而兼顧了網(wǎng)絡(luò)壽命和監(jiān)控精確性要求。上述系統(tǒng)實(shí)施例中所述系統(tǒng)還可以用于壓縮采集數(shù)據(jù)的壓縮單元，則:節(jié)點(diǎn)通過所述壓縮單元壓縮采集數(shù)據(jù)后疊加到數(shù)據(jù)包。這樣可以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)傳輸量、節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?，從而延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。本說明書中的各個實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。以上所描述的系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實(shí)施。本申請可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置中。例如:個人計算機(jī)、服務(wù)器計算機(jī)、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計算機(jī)、大型計算機(jī)、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。本申請可以在由計算機(jī)執(zhí)行的計算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序 模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實(shí)踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計算機(jī)存儲介質(zhì)中。以上所述僅是本申請的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法，其特征在于，該方法包括: 獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息； 跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制； 匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率生成隨機(jī)休眠概率，則:未處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包預(yù)置同層傳輸次數(shù)字段，則:在數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)前后的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)相等時，同層傳輸次數(shù)字段按照預(yù)設(shè)步長遞減，如果該字段遞減后不為零，則執(zhí)行疊加和轉(zhuǎn)發(fā)步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，匯聚節(jié)點(diǎn)向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距，則:符合跳距要求的節(jié)點(diǎn)將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包。
6.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:用于獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)信息的獲 取單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)單元，用于將節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包的疊加單元，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制，用于判斷節(jié)點(diǎn)跳數(shù)大小的第一判斷單元，以及用于基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包的解析單元，則: 接收到數(shù)據(jù)包的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)通過第一判斷單元判斷出跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)后，調(diào)用疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù)疊加到數(shù)據(jù)包，并調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)單元向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)疊加后的數(shù)據(jù)包，循環(huán)調(diào)用上述單元直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)； 匯聚節(jié)點(diǎn)通過解析單元解析接收到的數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)單元通過廣播方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元和用于計算隨機(jī)休眠概率的計算單元，則: 匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述計算單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率計算隨機(jī)休眠概率，則:未處于休眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)單元轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包預(yù)置同層傳輸次數(shù)字段，所述系統(tǒng)還包括用于遞減同層傳輸次數(shù)字段的遞減單元和用于判斷同層傳輸次數(shù)字段是否為零的第二判斷單元，則: 在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包前后的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)相等時，節(jié)點(diǎn)通過所述遞減單元按照預(yù)設(shè)步長遞減同層傳輸次數(shù)字段；節(jié)點(diǎn)通過所述第二判斷單元判斷同層轉(zhuǎn)播字段遞減后是否為零，如果不為零，則觸發(fā)疊加單元和轉(zhuǎn)發(fā)單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率的下發(fā)單元和用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距的設(shè)置單元，則:匯聚節(jié)點(diǎn)通過所述下發(fā)單元向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)采集分辨率，各節(jié)點(diǎn)通過所述設(shè)置單元根據(jù)數(shù)據(jù)采集分辨率設(shè)置跳距，則:符合跳距要求的節(jié)點(diǎn)觸發(fā)疊加單元將自身采集的數(shù)據(jù) 疊加到數(shù)據(jù)包。
全文摘要
本申請實(shí)施例公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集方法。該方法包括獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息；跳數(shù)不小于前一節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接收到前一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，將自身采集的數(shù)據(jù)以L為模疊加到數(shù)據(jù)包，并將疊加后的數(shù)據(jù)包向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至下一節(jié)點(diǎn)為匯聚節(jié)點(diǎn)；所述數(shù)據(jù)包攜帶有節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，所述L為采用的數(shù)據(jù)進(jìn)制；匯聚節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包后，基于壓縮感知理論解析數(shù)據(jù)包獲得各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。本申請實(shí)施例還公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。本申請實(shí)施例兼顧監(jiān)控的精確性和延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命兩方面的要求。
文檔編號H04W24/02GK103249064SQ20121002766
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者何風(fēng)行, 馬潤澤, 呂政 , 余志軍, 沈杰, 邢濤, 劉海濤 申請人:無錫國科微納傳感網(wǎng)科技有限公司