[发明专利]一种传感器网络拥塞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一体化视频检测系统，特别是指一种传感器网络拥塞控制方法。

背景技术

海量的数据包在大规模、道路监测传感器网络中传输极易引起拥塞，迫切需要适当的拥塞控制机制。道路监测无线传感器网络的多跳数据传输方式和多对一的通信模式常常导致靠近汇聚节点和网关处发生拥塞。

目前拥塞控制机制主要基于三方面：

1、端到端：端到端路径较长时，会导致拥塞控制性能的下降；

2、基于路径：当拥塞发生时，沿路径逐跳通知发送方，可快速地识别拥塞，并通过逐跳检测以防止拥塞发生；

3、逐跳：关注拥塞检测并及时向所有邻居节点发送通知，以便快速采取合适的措施以防止即将发生的拥塞。

传感器网络中的拥塞，按其产生的原因，可分为两种：一是发送速率过快，导致缓冲区溢出；二是节点争抢信道，导致碰撞。

发明内容

本发明提出一种传感器网络拥塞控制方法，解决了现有技术中道路监测无线传感器网络的汇聚节点和网关处发生拥塞的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种传感器网络拥塞控制方法，其包括如下处理步骤：

步骤A：根据邻居节点缓冲区、当前数据包的数量，预测信道利用率，建立可匹配不同区域带宽的拥塞预测模型；

步骤B：根据拥塞控制算法区分不同QoS需求；

步骤C：若判断为瞬间拥塞，则采用持续性拥塞解决方案；若判断为缓冲区溢出拥塞，则采用争抢信道拥塞的方案。

优选地，所述拥塞控制算法包括如下步骤：

步骤A1：根据基于不同权重的缓冲区数据作为拥塞的标准；

步骤A2：动态预估信道的当前状态，并调整节点的发送速率，使信道的利用率达到最高；

步骤A3：根据队列增长速度和数据包的优先级，调整缓冲区的队列顺序。

优选地，其还包括如下步骤：

步骤D：根据抑制发送速率和资源消耗，评价拥塞。

本发明区分了不同QoS需求的拥塞控制算法，该算法通过一下三个步骤，可解决一体化视频检测系统中的传感器信号网络传输的拥塞问题：

1、根据基于权重的Buffer Difference作为拥塞产生的标准；

2、动态估计信道的当前状态，并调整节点的发送速率，使信道的利用率达到最优；

3、灵活的队列调度策略，根据队列的增长速度和数据包的优先级，调整丢包策略。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明传感器网络拥塞控制方法的实时传感器网络体系结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对道路交通监测应用，参考TCP/IP协议体系结构，结合现有的无线传感器网络协议栈，本发明提出如图1所示的实时传感器网络体系结构。该网络协议栈模型，既保持传统网络模块化分层、结构清晰的特点。又在实时性、可靠性等QoS参数上采取跨层机制，较好地考虑了传感器网络的特点，能够提高网络的效率。该协议栈的特点是：

1、各种类型的服务有不同的QoS要求，因此应根据各个应用不同的服务要求，采取相应的资源分配策略。因此，在传统的传感器网络体系结构中增加了QoS要求（Qos demands）、资源分配策略（resource allocation strategy）模块，以区分不同的服务等级。

2、在MAC及路由协议上，采取了多种协议并存的方法，根据业务需要，及网络负载，动态切换协议，以提高网络的效率。例如，在重负载时，采用TDMA的MAC协议，提高网络的吞吐量，在轻负载并且数据的优先级较低时，采用CSMA的MAC协议，以降低协议本身的复杂度，提高网络效率。

3、在对数据包的调度上，添加了速率控制模块，根据收集得到的网络状态信息，调整数据包的发送速率，以免网络发生拥塞。