[发明专利]面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法

权利要求书

1.一种面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于包括以下步骤：

将无线传感器网络中的各种节点搭建成网状及星型混合拓扑结构；

基于上述拓扑结构，对周期性传感器数据，建立两级包聚合架构；

基于上述拓扑结构和聚合架构，确定包格式，进行两级包聚合和解聚，过程如下：

网络中的汇聚节点根据应用配置路由节点和节点上的聚合属性；

根据聚合属性，传感器节点进行一级聚合，产生一级聚合包；

根据聚合属性，路由器节点进行二级聚合，产生二级聚合包；

汇聚节点负责对聚合的包进行解聚。

2.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述网状及星型混合拓扑结构为：

星型网络：由路由节点和传感器节点构成，又称为簇；传感器节点之间不直接通信，每个传感器节点只和一个路由节点通信；

网状网络：由路由节点和汇聚节点构成；路由节点至少和一个传感器节点通信，和汇聚节点通信或者至少和一个其它路由节点通信；

其中，传感器节点可携带多个传感器，负责采集应用数据；路由节点负责将传感器节点的数据转发到汇聚节点；汇聚节点负责收集网络中所有传感器节点的数据。

3.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述两级包聚合架构为：

一级包聚合：当传感器节点有超过一个传感器时，根据传感器节点的聚合标志，选择启用传感器节点的一级包聚合机制；

二级包聚合：当路由节点接收超过一个传感器节点的数据包时，根据路由节点的聚合标志，选择启用路由节点的二级包聚合机制。

4.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述聚合属性包括聚合标志、聚合包的最大长度和聚合周期，其中聚合标志用于指示传感器节点或路由器节点是否支持聚合；传感器节点的聚合周期为所有传感器数据更新周期的最小值；路由节点的聚合周期为所有传感器节点的传感器数据更新周期最小值。

5.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述一级包聚合过程为：

判断传感器节点的聚合标志是否有效，如果有效，则判断传感器的数量是否大于1；

如果传感器的数量大于1，则传感器节点将多个传感器的包进行聚合后，发送给路由节点，结束一次聚合过程。

6.按权利要求5所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：如果传感器节点的聚合标志无效，则该传感器节点不聚合，将没有聚合的传感器节点的非聚合包发送给路由节点；

或者传感器的数量不大于1，则将非聚合包发送给路由节点。

7.按权利要求5所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述传感器节点的非聚合包由包头和载荷组成，包头至少包括源地址、目的地址、包长度信息、聚合标志位；载荷是该传感器节点的某个传感器的数据，用传感器的ID和数据表示。

8.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述一级聚合包由包头和载荷组成，包头至少包括源地址、目的地址、包长度信息、聚合标志位；载荷包括聚合传感器的数量及所有传感器的数据，每个传感器的数据用传感器的ID、数据长度和数据表示。

9.按权利要求1所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：所述二级包聚合过程为：

判断路由节点的聚合标志是否有效，如果有效，则判断簇内是否只有一个传感器节点；

如果路由节点的簇内的传感器节点多于一个，则路由节点判断是本簇内传感器节点的包还是其它簇首转发来的包；

如果是本簇内传感器节点的包，则路由节点进行二级包聚合，即在每个聚合周期内，从收到第一个包开始，在等待所允许的最大聚合时间之后，将收到的包进行聚合；

将上述聚合包发送给汇聚节点，结束一次二级包聚合过程。

10.按权利要求9所述的面向混合拓扑结构无线传感器网络的两级包聚合方法，其特征在于：

如果路由节点的聚合标志无效、簇内只有一个传感器节点或者是其它簇首转发来的包，则不聚合，直接转发包。