[发明专利]基于周期性信标信号在无线传感器网络内提供通信的系统和方法

说明书

相关申请

本申请是于2015年1月27日提交的申请号为14/607,045、标题为用于向无线传感器网络提供非对称网络架构的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING WIRELESS SENSOR NETWORKS WITH AN ASYMMETRIC NETWORK ARCHITECTURE)的申请的部分延续，并且还是于2015年10月28日提交的申请号为14/925,889、标题为基于用于传感器节点的至少一个周期性保证时隙在无线传感器网络内提供通信的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING COMMUNICATIONS WITHIN WIRELESS SENSOR NETWORKS BASED ON AT LEAST ONE PERIODIC GUARANTEED TIME SLOT FOR SENSOR NODES)的申请的部分延续，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及基于传感器节点的周期性信标信号在无线传感器网络内提供通信的系统和方法。

背景技术

在消费电子和计算机行业中，无线传感器网络已经被研究了许多年。在原始型无线传感器网络中，一个或多个传感器结合无线电来实施，以实现来自网络中部署的一个或多个传感器节点的数据的无线收集。每个传感器节点可以包括一个或多个传感器，并且将包括无线电和用于为传感器节点的操作供电的电源。先前的无线系统包括用于定义无线网络中的无线节点的时隙的重复时隙定义信号。对于传统方法(例如，IEEE 802.15.4)，广播信标信号被周期性地重复。时隙定义信号被周期性地重复来定义时隙。对于广播信标信号、时隙定义信号和某些时隙，节点的接收器可操作并且被通电。

然而，时隙定义信号被频繁地重复并且对于更大数量的时隙将变得不切实际地更长。并且，由于需要具有用于接收广播信标信号、时隙定义信号和某些时隙的可操作的接收器，因此节点消耗大量功率。

发明内容

对于本发明的一个实施例，本文公开基于传感器节点的周期性信标信号在无线传感器网络内提供通信的系统和方法。

在一个示例中，系统包括具有一个或多个处理单元和用于在无线网络架构中发射和接收通信的RF电路的集线器。该系统还包括多个传感器节点，每个传感器节点含有具有发射器和接收器以在无线网络架构中实现与集线器的双向通信的无线装置。集线器的一个或多个处理单元被配置成执行指令以基于集线器的周期性信标信号来针对每个无线装置确定使发射器可操作为发射并且使接收器可操作为接收的第一预定定时(scheduled timing)从而减少多个节点的无线装置的功耗。如果检测到冲突，则集线器通过针对多个节点的至少两个无线装置确定使发射器可操作为发射并且使接收器可操作为接收的不同的第二预定定时来提供抗冲突特征。

本发明的实施例的其它特征及优点将从附图和以下具体实施方式变得显而易见。

附图说明

本发明的实施例通过示例的方式而不是通过限制的方式在附图的图片中示出，其中相似的附图标记指示相似的元件，并且其中：

图1示出根据一个实施例的具有用于通信的周期性保证时隙的无线节点的示例性系统。

图2示出根据一个实施例的其中每组传感器节点被分配有用于通信的周期性保证时隙的主要具有能够实现网状网络功能性的树状网络架构的系统。

图3示出根据一个实施例的其中每组传感器节点被分配有用于通信的周期性保证时隙的具有包括多个集线器的不对称树状和网状网络架构的系统。

图4示出根据传统方法的具有用于为无线网络中的无线节点定义时隙的重复时隙定义信号的时间线。

图5示出根据一个实施例的具有用于为无线网络架构中的无线节点定义时隙的非重复时隙定义信号的时间线。

图6示出根据一个实施例的具有用于为无线网络架构中的无线节点定义时隙的非重复时隙定义信号的时间线。

图7示出根据一个实施例的具有用于为无线网络架构中的多组无线节点定义时隙的非重复时隙定义信号的图678。

图8示出根据一个实施例的具有由无线网络架构中的集线器和多组无线节点发射的通信的图800。

图9示出根据一个实施例的用于集线器和一组装置(例如，传感器节点)之间的通信的网络架构。

图10示出根据一个实施例的具有由无线网络架构中的集线器和多组无线节点发射的通信的图1000。