[发明专利]异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法

权利要求书

1.异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：所述数据收集方法包括以下步骤：将n个传感器节点随机地分布在一个面积为M×M平方米的区域内形成无线传感器网络，其中，n为大于1的整数，在传感器节点中至少包括Source节点、转发节点和1个Sink节点，除Sink节点外，无线传感器网络中的其他传感器节点都采用异步LPP机制进行睡眠调度，在网络初始化过程中，传感器节点会进行层次选择从而获取传感器节点到Sink节点的跳数，当有数据需要发送时，Source节点选择网络中苏醒的转发节点进行数据转发，转发节点接收Source节点发送数据包并将该数据包并发传输到Sink节点，并发传输完毕后，Source节点与转发节点返回到LPP睡眠调度状态；在网络初始化过程中，传感器节点进行层次选择包括以下步骤：

步骤21：Sink节点广播一个Packet(hop＝0)数据包，其中hop代表距离Sink节点的跳数；

步骤22：网络中的任意一个传感器节点v_i(i∈n)接收到邻居节点v_j(j∈n,j≠i)广播的数据包Packet(v_j.hop)，如果v_i.hop＝v_j.hop-1则将节点v_i的hop设置为v_i.hop＝v_j.hop+1，然后继续广播Packet(v_i.hop)数据包，一直持续到网络中的节点均到Sink节点的跳数，将hop＝k的节点命名为k层节点，其中k为大于等于1的整数，k层节点只需要保存hop信息，而不需保存任何关于相邻层次节点的信息；

当k层的Source节点有数据需要发送时，Source节点会侦听网络信道一段时间，等待邻居节点苏醒发送probe数据包以建立连接，建立连接后，邻近节点接收Source节点发送的awake数据包以延长邻居节点的苏醒时间；所述Source节点发送awake数据包最终将到Sink节点，Sink节点收到awake数据包后，经过T_backoff等待时间后，Sink节点发送feedback包到Source节点，T_backoff等待时间确保所有正在传输的probe数据包和awake数据包距离Sink至少为两跳，网络中的Sink节点接收到awake包时会根据以下三种情况进行处理：

情况41：k≥hop层的节点将直接丢弃并进入睡眠状态，避免k≥hop层的节点参与此次并发传输，以减少网络能耗；

情况42：k-1层邻居节点在进行awake数据包转发时，会加入自己的hop(k-1)信息；khop(k-1)层邻居节点收到awake数据包后直接丢弃并进入睡眠状态；k-2层节点在收到awake数据包，在转发之前会用hop(k-2)覆盖hop(k-1)，k-2层节点继续执行与hop(k-1)节点相同操作；

情况43：已经处理过awake数据包，且保持苏醒的转发节点，不受上层节点发送的awake包的影响。

2.根据权利要求1所述的异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：网络初始化过程中，所述传感器节点只需进行一次层次选择，网络初始化完成后，传感器节点均按照LPP机制进行睡眠调度。

3.根据权利要求1所述的异步低占空比WSN中基于相长干涉的数据收集方法，其特征在于：所述Sink节点在接收到awake数据包后，将会发送feedback数据包到Source节点，Source节点接收到feedback数据包的转发节点会根据以下三种情况进行处理：

情况51：Source节点收到feedback数据包，但是没有收到awake数据包，Source节点将丢弃feedback数据包，进入睡眠状态；

情况52：k≥hop层次的转发节点将直接丢弃feedback包，进入睡眠状态；

情况53：处于相同层次的转发节点，将同时接收到上一层次节点发送的feedback数据包，转发节点将数据从接收队列中不经任何处理直接复制到发送队列中进行发送，最终feedback数据包将并发传输到达Source节点，且在Source节点处产生相长干涉。