羅孝兵，華 濤，藍(lán) 彥，呂 敏，李 冰，花生強(qiáng)

(南京南瑞集團(tuán)公司， 江蘇 南京 211116)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨周期應(yīng)答的信息傳輸方法

羅孝兵，華 濤，藍(lán) 彥，呂 敏，李 冰，花生強(qiáng)

(南京南瑞集團(tuán)公司， 江蘇 南京 211116)

針對(duì)同步休眠機(jī)制無(wú)線傳感器MESH網(wǎng)絡(luò)，提出一種允許跨周期應(yīng)答的信息傳輸方法，以提高數(shù)據(jù)傳輸成功概率，降低網(wǎng)絡(luò)中信息流量，從而降低路由通信工作時(shí)間，達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)功耗的目的。將跨周期應(yīng)答應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，較大程度地降低了無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；MESH網(wǎng)絡(luò)；同步休眠；跨周期應(yīng)答；低功耗

0 引言

目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量低成本的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組織形式也由需要中繼的星型、樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到不需要中繼的全路由網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)即MESH網(wǎng)[1]。在MESH網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)不僅要負(fù)責(zé)環(huán)境信息的采集、處理，收、發(fā)自身數(shù)據(jù)信息，還需要轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)中其他相關(guān)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，路由功耗開(kāi)銷較大[2]。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)常安裝于野外，各節(jié)點(diǎn)只能采用一次性電池供電，電池不便更換，要求各節(jié)點(diǎn)續(xù)航時(shí)間越長(zhǎng)越好，因此最大限度地降低節(jié)點(diǎn)能耗是系統(tǒng)必須要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

1 基于同步機(jī)制的MESH網(wǎng)絡(luò)

隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用推廣和研究投入增加，已經(jīng)有各種降低節(jié)點(diǎn)功耗的技術(shù)方法及產(chǎn)品，這些技術(shù)及產(chǎn)品主要涉及到WSN網(wǎng)絡(luò)的射頻模塊 MAC(介質(zhì)接入控制)協(xié)議和路由協(xié)議、硬體功耗、軟體優(yōu)化等方面內(nèi)容。然而，大部分對(duì)WSN功耗要求較高的場(chǎng)合實(shí)際上也是數(shù)據(jù)發(fā)送量較少和發(fā)送頻率較低的場(chǎng)合，通常是在分鐘級(jí)別的發(fā)送頻率，每次單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)量?jī)H在幾個(gè)到幾十個(gè)字節(jié)范圍內(nèi)，發(fā)送時(shí)隙較小。

圖1 基于同步休眠的MESH網(wǎng)絡(luò)圖

針對(duì)此類應(yīng)用場(chǎng)合，目前比較先進(jìn)的是基于同步休眠機(jī)制的MESH網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。MESH網(wǎng)絡(luò)已沒(méi)有終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)之分別，各節(jié)點(diǎn)均具有路由功能，可以實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)之間任意自組網(wǎng)[3-4]，是一個(gè)徹底的自組網(wǎng)技術(shù)。在同步休眠的MESH網(wǎng)絡(luò)中，其節(jié)點(diǎn)內(nèi)部均有RTC，可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)同步休眠,并按設(shè)定時(shí)間間隔同步喚醒，并通過(guò)其狀態(tài)引腳同步喚醒無(wú)線傳感器中的數(shù)據(jù)采集MCU，響應(yīng)遠(yuǎn)程控制或進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸通信，最大限度地降低無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能在長(zhǎng)期不更換電池的情況下工作。由于所有的節(jié)點(diǎn)只同時(shí)在規(guī)定的時(shí)間

圖2 跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息傳輸過(guò)程

范圍內(nèi)通信，其他時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)入深度睡眠，從而能夠保持最小的功耗，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定工作。同時(shí)，MESH網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有路由功能，無(wú)需任何中繼就可以組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某一路由中斷時(shí)，可自動(dòng)修改路由鏈路，具有很好的自愈能力[5]，提高了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性，特別適用于各類野外WSN系統(tǒng)的組網(wǎng)應(yīng)用。

然而，與常規(guī)MESH網(wǎng)絡(luò)一樣，基于同步休眠機(jī)制的MESH網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要為其余節(jié)點(diǎn)提供路由服務(wù)，因此其路由功耗開(kāi)銷已不可忽視。雖然在基于同步休眠機(jī)制的MESH網(wǎng)絡(luò)里，對(duì)MAC(介質(zhì)接入控制)協(xié)議和路由協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低節(jié)點(diǎn)功耗，但是，其缺乏對(duì)應(yīng)用層中相關(guān)通信協(xié)議的規(guī)范，而不同的應(yīng)用層通信協(xié)議對(duì)通信數(shù)據(jù)流量具有明確的影響，從而影響節(jié)點(diǎn)能耗量，因此，不同應(yīng)用層通信協(xié)議給系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)功耗帶來(lái)了不確定性影響。為此需要研究應(yīng)用層協(xié)議，以更好地降低通信數(shù)據(jù)流量。

2 降低通信數(shù)據(jù)流量的方法比較

目前已有的降低通信數(shù)據(jù)流量的方法較多，具有代表性的包括基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)重傳法[6-8]、請(qǐng)求重傳法[9-10]、數(shù)據(jù)壓縮法、數(shù)據(jù)聚合法等。基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)重傳法主要應(yīng)用于大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸，操作較復(fù)雜，各類組合幀字節(jié)較多，相對(duì)小數(shù)據(jù)量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言并不能有效降低數(shù)據(jù)流量。請(qǐng)求重傳法僅在一個(gè)通信周期內(nèi)有效，不能跨周期操作，因而對(duì)于短時(shí)隙通信周期系統(tǒng)不太適用。其他如數(shù)據(jù)壓縮法、數(shù)據(jù)聚合法等均主要用于大數(shù)據(jù)量傳輸網(wǎng)絡(luò)，在這種小數(shù)據(jù)量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有明顯效果。

3 跨周期應(yīng)答的信息傳輸方法

3.1 總體方案

針對(duì)前述降低通信數(shù)據(jù)流量方法的缺陷，通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，可以采用一種基于跨周期應(yīng)答機(jī)制的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方法來(lái)解決。其總體方案是通過(guò)一種允許跨越休眠周期進(jìn)行應(yīng)答的機(jī)制，如果傳感器節(jié)點(diǎn)在前一個(gè)通信周期已成功發(fā)送數(shù)據(jù)，但直到新的通信周期的接收時(shí)隙仍未收到網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息，相關(guān)數(shù)據(jù)才會(huì)在新周期的發(fā)送時(shí)隙被重傳一次。本方法可減少數(shù)據(jù)重傳次數(shù)，進(jìn)而減少通信數(shù)據(jù)流量，可最大化縮短通信時(shí)隙，降低路由開(kāi)銷，達(dá)到降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)能耗的目的。

圖3 跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息幀格式

3.2 通信周期時(shí)隙劃分

在跨周期應(yīng)答機(jī)制中，將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)通信周期分為蘇醒期和休眠期，將網(wǎng)關(guān)的蘇醒期從起始時(shí)刻依次劃分為發(fā)送時(shí)隙、延遲時(shí)隙、接收時(shí)隙，將無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的蘇醒期從起始時(shí)刻依次劃分為接收時(shí)隙、延遲時(shí)隙、發(fā)送時(shí)隙和路由時(shí)隙，如圖2所示。

從圖2可以看出，網(wǎng)關(guān)的發(fā)送時(shí)隙與無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的接收時(shí)隙時(shí)間相同；網(wǎng)關(guān)的延遲時(shí)隙與無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)隙時(shí)間相同；網(wǎng)關(guān)的接收時(shí)隙為無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙和路由時(shí)隙之和。

其中，網(wǎng)關(guān)的發(fā)送時(shí)隙用于發(fā)送應(yīng)答信息幀，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙用于發(fā)送數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)關(guān)與無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)隙用于進(jìn)行發(fā)送和接收狀態(tài)切換，對(duì)于無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)隙還可用于幫助各設(shè)備間具體分配數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間，當(dāng)某一傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)間需要延后，僅需增大延遲時(shí)隙即可。

網(wǎng)關(guān)的接收時(shí)隙用于接收數(shù)據(jù)幀，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的接收時(shí)隙用于接收應(yīng)答信息幀。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的路由時(shí)隙用于為以本無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)為路由的相關(guān)設(shè)備提供數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間間隙。這種時(shí)隙的劃分可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的分時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，有效降低網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)沖突，提高通信成功概率，降低數(shù)據(jù)重傳次數(shù)，進(jìn)而降低節(jié)點(diǎn)能耗。在一個(gè)通信周期中，各時(shí)隙長(zhǎng)度可根據(jù)具體系統(tǒng)情況來(lái)靈活配置，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在通信通暢穩(wěn)定之下，盡可能縮短蘇醒期時(shí)長(zhǎng)，降低能耗。同時(shí)網(wǎng)關(guān)的發(fā)送時(shí)隙設(shè)置在每個(gè)通信周期的蘇醒期起始階段，不會(huì)因?yàn)樯漕l模塊進(jìn)入休眠而丟失上一周期內(nèi)未完成的信息通信，從而減少數(shù)據(jù)重傳次數(shù)，進(jìn)而減少通信數(shù)據(jù)量，可最大化縮短通信時(shí)隙，減輕各節(jié)點(diǎn)的路由開(kāi)銷，降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的能耗。

3.3 跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息幀格式

跨周期應(yīng)答中所傳輸?shù)男畔〝?shù)據(jù)幀和應(yīng)答信息幀，如圖3所示。

數(shù)據(jù)幀包括：幀頭、保留字、幀類型、地址(ADDRESS)、數(shù)據(jù)編號(hào)(DATA ID)、數(shù)據(jù)(DATA)、幀尾、驗(yàn)證碼；應(yīng)答信息幀包括：幀頭、保留字、幀類型、地址(ADDRESS)、數(shù)據(jù)編號(hào)(DATA ID)、幀尾、驗(yàn)證碼。在幀中均含有地址(ADDRESS)和數(shù)據(jù)編號(hào)(DATA ID)，這兩個(gè)關(guān)鍵信息可避免在有多條數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息時(shí)出現(xiàn)信息混亂，為實(shí)現(xiàn)跨周期應(yīng)答提供信息支撐。

3.4 跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息傳輸過(guò)程

跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息傳輸過(guò)程如圖2所示?？缰芷趹?yīng)答要求無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期發(fā)送一個(gè)DATA后，允許在下一個(gè)通信周期起始階段的接收時(shí)隙獲得本數(shù)據(jù)發(fā)送成功的ACK信息，即傳感器節(jié)點(diǎn)的DATA發(fā)送和接收ACK信息可不在同一個(gè)通信周期完成；對(duì)于網(wǎng)關(guān)，在一個(gè)通信周期成功接收一個(gè)DATA后，允許在下一個(gè)通信周期的起始階段的發(fā)送時(shí)隙回送本接收成功的ACK信息；同時(shí)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)通信周期不進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳，如果無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期已成功發(fā)送一個(gè)DATA，直到下一個(gè)通信周期的接收時(shí)隙結(jié)束仍未收到本DATA發(fā)送成功的ACK信息，本DATA才會(huì)在隨后一個(gè)通信周期的發(fā)送時(shí)隙被重傳一次。而網(wǎng)關(guān)在數(shù)據(jù)幀接收成功后，其發(fā)送的數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息幀在之后任意一個(gè)通信周期內(nèi)發(fā)送均有效。

圖5 跨周期應(yīng)答機(jī)制的信息傳輸流程

4 跨周期應(yīng)答機(jī)制的應(yīng)用

4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立

在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，其大量的地下水位、表面位移、表面傾斜、深部位移、土壤含水量、滑坡孔隙水壓力、土壓力等監(jiān)測(cè)量傳感器分布于監(jiān)測(cè)區(qū)域的各個(gè)點(diǎn)位，其分布范圍廣；因其在野外不便于采用有線電源供電，且因樹(shù)蔭、山體遮擋等因素，也不便于采用太陽(yáng)能供電，因此常常采用一次性電池供電；其監(jiān)測(cè)量主要反映各類物理量的變化過(guò)程及趨勢(shì)，通常不需要密集的數(shù)據(jù)集采集以及實(shí)時(shí)性要求。

根據(jù)上述地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際工程環(huán)境，采用基于同步休眠機(jī)制的MESH網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立各傳感器節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與通信模塊之間的局域網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，使用跨周期應(yīng)答機(jī)制作為數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通信機(jī)制。

系統(tǒng)中包括一個(gè)網(wǎng)關(guān)和若干無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)電路框圖如圖4(a)所示，網(wǎng)關(guān)電路框圖如圖4(b)所示。

圖4 傳感器節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)電路框圖

網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)管理，同時(shí)負(fù)責(zé)與外界的通信聯(lián)系；各無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)均可作為其余節(jié)點(diǎn)的路由，可自由組網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)均按設(shè)定休眠周期同步休眠和同步自動(dòng)喚醒，并且均按照跨周期應(yīng)答機(jī)制運(yùn)行。

4.2 系統(tǒng)的運(yùn)行流程

在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)向無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)傳輸應(yīng)答信息幀的流程如圖5(a)所示，其通信步驟如下：

(1)網(wǎng)關(guān)與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期的休眠期結(jié)束時(shí)同時(shí)被MESH網(wǎng)絡(luò)射頻模塊喚醒。

(2)網(wǎng)關(guān)進(jìn)入發(fā)送時(shí)隙，在發(fā)送時(shí)隙中發(fā)送未發(fā)送的數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息幀，發(fā)送完畢后刪除此數(shù)據(jù)編號(hào)的應(yīng)答信息幀，然后繼續(xù)發(fā)送應(yīng)答信息幀；如果所有的應(yīng)答信息幀發(fā)送結(jié)束，而發(fā)送時(shí)隙還未結(jié)束，則直接結(jié)束發(fā)送時(shí)隙，進(jìn)入延遲時(shí)隙；當(dāng)本發(fā)送時(shí)隙結(jié)束時(shí)，如果還有應(yīng)答信息幀未發(fā)送，則終止發(fā)送，進(jìn)入延遲時(shí)隙，未發(fā)送的應(yīng)答信息幀留待下一周期發(fā)送。

(3)網(wǎng)關(guān)經(jīng)過(guò)設(shè)定的延遲時(shí)隙，轉(zhuǎn)入接收時(shí)隙，接收來(lái)自各無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀，如接收到數(shù)據(jù)，則保存數(shù)據(jù)至存儲(chǔ)器，同時(shí)編碼并保存數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息幀至存儲(chǔ)器，直到接收時(shí)隙結(jié)束。

(4)網(wǎng)關(guān)在接收時(shí)隙結(jié)束后，MESH網(wǎng)絡(luò)射頻模塊立即進(jìn)入休眠狀態(tài)，如果MCU還有任務(wù)，則繼續(xù)進(jìn)行任務(wù)處理，否則進(jìn)入休眠狀態(tài)。

無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)傳輸數(shù)據(jù)幀的流程如圖5(b)所示，其通信步驟如下：

(1)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)在一個(gè)通信周期的休眠期結(jié)束時(shí)同時(shí)被MESH網(wǎng)絡(luò)射頻模塊喚醒。

(2)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)隙，等待接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息幀，當(dāng)接收到來(lái)自網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接收成功應(yīng)答信息幀時(shí)，立即刪除數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)中相應(yīng)數(shù)據(jù)編號(hào)的數(shù)據(jù)記錄，直到接收時(shí)隙結(jié)束。

(3)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)設(shè)定的延遲時(shí)隙，進(jìn)入發(fā)送時(shí)隙，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在發(fā)送時(shí)隙，節(jié)點(diǎn)將測(cè)量數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)幀格式自報(bào)給網(wǎng)關(guān)；如果發(fā)送時(shí)隙結(jié)束還有未發(fā)送的數(shù)據(jù)，則留待下一周期進(jìn)行，進(jìn)入路由時(shí)隙；如果本節(jié)點(diǎn)無(wú)數(shù)據(jù)需要發(fā)送，則直接進(jìn)入路由時(shí)隙。

(4)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在路由時(shí)隙，將本節(jié)點(diǎn)MESH網(wǎng)絡(luò)射頻模塊的通信資源留給以本節(jié)點(diǎn)為路由的相關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)和接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)的信息。

(5)路由時(shí)隙結(jié)束后，MESH網(wǎng)絡(luò)射頻模塊立即進(jìn)入休眠狀態(tài)，如果MCU還有任務(wù)，則繼續(xù)進(jìn)行任務(wù)處理，否則進(jìn)入休眠狀態(tài)。

4.3 系統(tǒng)通信測(cè)試

在地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)中，采用基于同步休眠的MESH網(wǎng)絡(luò)建立250個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，測(cè)量周期設(shè)定為1 h，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)30天，測(cè)量數(shù)據(jù)采用自報(bào)模式，自報(bào)失敗重傳次數(shù)為3次，超過(guò)3次數(shù)據(jù)不再重傳。分別采用基于跨周期應(yīng)答機(jī)制的通信方式和請(qǐng)求重傳法的通信方式，系統(tǒng)耗時(shí)與數(shù)據(jù)傳輸成功率比較如表1所示。

表1 兩種不同通信機(jī)制的傳輸成功率測(cè)試結(jié)果

從測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，采用跨周期應(yīng)答機(jī)制的通信方式比采用請(qǐng)求重傳法的通信方式在小通信時(shí)隙情況下，可提高接近2倍的效率，有效縮短無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間，降低網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的路由功耗。

5 結(jié)論

針對(duì)基于同步休眠的無(wú)線傳感器MESH網(wǎng)絡(luò)，跨周期應(yīng)答機(jī)制從應(yīng)用層著手，通過(guò)允許跨越休眠周期進(jìn)行應(yīng)答，來(lái)降低信息重發(fā)次數(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸成功概率，降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸量，最終起到降低系統(tǒng)功耗的目的。

隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在防災(zāi)賑災(zāi)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用越來(lái)越多，特別是應(yīng)用于野外的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)功耗要求較高，對(duì)于一些實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)景，可采用目前比較先進(jìn)的基于同步休眠的無(wú)線傳感器MESH網(wǎng)絡(luò)。在這類網(wǎng)絡(luò)中，采用跨周期應(yīng)答機(jī)制，可提高系統(tǒng)通信成功率，最大化降低系統(tǒng)功耗，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)。

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羅孝兵(1973- )男,碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸。

華濤(1980- )男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：無(wú)線傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

藍(lán)彥(1968- )男，碩士，研究員，主要研究方向：通信技術(shù)。

Information transmission method for cross periodic response of wireless sensor network

Luo Xiaobing, Hua Tao, Lan Yan, Lv Min, Li Bing, Hua Shengqiang

(Nanjing NARI Group Corporation,Nanjing 211116,China)

An information transmission method is proposed to allow cross periodic response of the MESH network, which is based on the synchronous dormancy mechanism. This method can improve the probability of successful transmission data, reduce the information flow in the network, so as to reduce the working time for routing communications, and achieve the goal of reducing the power consumption of each node in the network. And the cross periodic response mechanism is applied to the automation system of geological disaster monitoring, which greatly reduces the power consumption of wireless sensor nodes.

wireless sensor networks; MESH networks; synchronous dormancy; cross periodic response; low power consumption

TP393.17

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.01.019

羅孝兵，華濤，藍(lán)彥，等. 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨周期應(yīng)答的信息傳輸方法[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2017,36(1)：62-65.

2016-08-15)