[发明专利]网络中继的调度

说明书

公开了用于准确地预测在传感器网络内的异常传感器读数的发生并且有利地使用这些预测来限制由在传感器网络内的中继节点使用的功率量的技术。一些示例分析异常传感器读数的空间和时间特性以预测未来发生。在这些示例中，针对异常传感器读数未被预测发生的时间周期，中继节点以降功率模式操作。同样，在这些示例中，只有在预测到异常读数的传感器与传感器网络的网关之间的路径中的中继节点以全功率模式操作。该特征允许其他的中继节点保持在降功率模式中，即使当在传感器网络中的其他地方预测到异常传感器读数。

背景技术

空间分布的无线传感器网络(WSN)被广泛部署在物联网(IoT)应用中，诸如，环境监测系统、交通和停车监测系统、以及公用事业监测系统。这些系统的一个功能要求是捕捉在WSN中的异常读数或反常读数并且以时间限制的等待时间周期向网关报告这些异常读数。这个等待时间周期由特定的IoT应用定义。例如，在一些冷链物流应用中，传感器节点必须在1分钟内向网关报告异常的温度读数。诸如此类的短的等待时间周期显著地增大WSN内的功耗，因为WSN内的沿着路由路径到网关的中继节点必须连续地操作以接收、发送、或者路由异常的温度读数以符合等待时间周期。连续操作的中继节点可消耗高得多的功率，例如，在一些配置中，消耗网状WSN中的边缘节点的功率将近4倍。出于这个原因，中继节点可以支配WSN功率汲取并且缩短其操作寿命。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例配置的传感器网络的框图。

图2是示出根据本公开的实施例的异常预测过程的流程图。

图3是示出根据本公开的实施例的占空比调度过程的流程图。

图4是示出根据本公开的实施例的模型训练过程的流程图。

图5是根据本公开的实施例的可被用于实现传感器网络的各种组件的计算设备的框图。

具体实施方式

本文中所公开的系统和方法准确地预测在传感器网络内的异常传感器读数的发生并且有利地使用这些预测来限制由在传感器网络内的中继节点使用的功率量。在一些实施例中，本文所公开的系统和方法分析异常传感器读数的空间和时间特性以预测未来发生。在这些实施例中，针对异常传感器读数未被预测发生的时间周期，中继节点以降功率模式操作。同样，在这些实施例中，只有在预测到异常读数的传感器与传感器网络的网关之间的路径中的中继节点以全功率模式操作。这个特征允许其他的中继节点保持在降功率模式中，即使当在传感器网络中的其他地方预测到异常传感器读数时。这些优势使整个传感器网络能够比中继节点以全功率模式连续地操作的常规传感器网络消耗更少的功率。

一些实施例涉及包括传感器节点、中继节点、以及网关的传感器网络。传感器节点包括获取传感器读数以测量传感器网络的环境的一个或多个特性的环境传感器。传感器节点将描述所获取的传感器读数的数据传输到中继节点。这些中继节点接收数据并且将数据传输到网关。网关将传感器网络与一个或多个其他的通信网络进行连接并且将数据和/或数据的总结传输到其他的通信网络。

在一些实施例中，传感器节点中的每一个包括建模组件并且中继节点中的每一个包括调度组件。这些建模组件和调度组件组合工作以确保所有的异常传感器读数都被预测到、被获取并且被中继到网关。更具体地，建模组件被预配置成执行预测未来异常传感器读数的建模过程。在建模过程预测未来异常传感器读数的情况下，建模过程生成一个或多个占空比请求，并且将该一个或多个占空比请求传输到在传感器节点和网关之间的路径中的一个或多个中继节点。在一些实施例中，这些占空比请求包括描述占空比和持续时间的信息，该占空比和持续时间由传感器节点请求，以使该一个或多个中继节点能够在异常传感器读数被获取的时间处在全功率模式中。