[发明专利]一种代理节点和传感器网络

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感领域，具体涉及到一种代理节点、应用该代理节点的传感器网络以及基于所述代理节点进行传感器网络数据获取方法。

背景技术

无线传感器网络(wireless sensor network，WSN)通过部署在监测区域内的传感器节点实时地收集区域的各种变量数据，并以有效地方式组织管理这些数据，用户可以随时随地地获取所感兴趣的数据，具备十分广泛的应用前景。现有的传感器网络数据管理主要分为基于扁平网络架构的数据管理和基于分层网络架构的数据管理这两种方式。

基于扁平网络架构的数据管理属于传统的传感器网络数据管理方式，传感器节点自身受限的资源均难以满足用户多样化的数据需求，如较低延时的数据查询、历史数据的查询等。

基于分层网络架构的数据管理方式，如TSAR，PRESTO方案，这种分层网络架构如图1所示，从下至上依次可分为传感器层、代理层和逻辑存储层和应用层：

传感器层也称为sensor层，该层由传感器节点组成，这些节点基于地理区域或其它自定义策略被分成多个域，域内节点基于WSN自组网协议实现节点间的通信，而每个域的传感器节点有一个代理层的代理节点进行集中式的管理。

代理层，通常称之为Proxy层，该层由一定数量资源丰富的Proxy代理节点组成，如Crossbow Stargate、嵌入式网关等，这些Proxy节点通常有足够强大的计算、存储能力来支撑复杂的功能运算和容量存储，它负责对所辖域内的传感器节点的管理。在通信能力方面，它集成了802.15.4模块实现与传感器节点的通信，同时还集成了以太网模块或802.11模块，实现这些Proxy节点间地互联互通，最终形成一个完整的数据共享网络；

逻辑存储层是一个逻辑上的视图层，它通过一致的数据组织方式将分布在不同Proxy节点上的传感器数据呈现给上层用户，并提供的统一数据访问接口，来自本地或网络用户的数据请求在该层被分发到具体的某个Proxy节点进行处理；

应用层是用户通过各种终端设备如PC、智能手机等，利用逻辑存储层提供的统一数据访问接口获取目标数据的逻辑层。

基于这种Proxy/Sensor分层架构，网络数据同时存储在Proxy层和Sensor层。在TSAR方案中，传感器节点相关元数据信息(如节点ID、传感器ID、位置坐标等)被存储在Proxy层节点上，而采集到的感知数据则被存储在Sensor层节点上，通过Proxy层的元数据可以定位目标数据所在的Sensor层节点，降低扁平网络架构方案中在节点上实施较为复杂的查询策略所带来的高能耗；同时，Sensor层还可以将感知数据上报到Proxy层，实施持久化存储以提供历史数据查询与分析支持。

在PRESTO方案中，采用预测技术在Proxy层建立数据预测模型，在Proxy层节点上存储的是基于预测模型得到的预估数据，而在Sensor层存储的是传感器节点采集的感知数据，当预估数据与感知数据有较大偏差时，Sensor层将感知数据上报给Proxy层以修正预估数据。这种基于Proxy/Sensor分层架构的数据管理方式充分利用了资源不受限制的Proxy节点，最小化传感器节点的查询能量消耗，并且通过Proxy层缓存数据，一方面能提供更加能效的传感器数据服务，另一方面提供对历史数据的查询支持。

但是在最先进的PRESTO方案中，无法针对用户对数据的选择性和时段性设计，即用户在一段时间内只对某些感知数据感兴趣，那么分发用户目标之外的数据将导致额外的能耗，因此本发明所要解决的问题就是针对用户对数据的选择性和时段性，基于用户数据需求特性的进行设计，道道减小能耗的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种代理节点，以解决现有技术的传感器网络无法针对用户对数据的需求特性设计，而造成数据冗余和传输消耗较大的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种代理节点，应用在传感器网络中，所述传感器网络包括多个由传感器节点组成的传感器域、每个传感器域设置的至少一代理节点以及应用终端，包括：

预测引擎模块，其接收用户目标数据ID请求信息，并依照用户目标数据ID请求信息当前状态和用户目标数据ID历史查询状态，计算预测值；

目标数据拉取模块，其接收所述预测值，在所述预测值超过判定阈值时，向与所述用户目标数据ID对应的传感器节点发送命令，控制所述传感器节点上报该传感器存储的感知数据。

本发明另一方面提供了一种传感器网络数据获取方法，包括：

接收用户数据读取请求；