[发明专利]基于广播同步的无线传感器网络数据采集方法及系统

权利要求书

1.一种基于广播同步的无线传感器网络数据采集方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

S1，主机节点向所有网络传感器节点广播同步头，同步头包含时间校准信息、网络传感器节点序列表、查询周期、所有网络传感器节点的采样倍率和时隙分配信息；主机节点向所有网络传感器节点重复多次连续广播同步头；

S2，网络传感器节点收到任意一次同步头，获得时间校准信息，时间校准信息包括起始广播时标和时间偏移量；网络传感器节点根据时间校准信息计算各自基于本周期起始广播的时间偏移量，利用时间偏移量对各自的采样定时器进行校对；

S3，网络传感器节点收到任意一次同步头，获得查询周期和采样倍率，设定本周期采样间隔和采样点时间，和广播周期同步，确定或更新各自采样速率，使得同一网络传感器节点每个周期上报的数据等长；第n+1个周期的广播内容与第n个周期一致时，网络采样和通信状态不变，第n+1个周期的广播内容变化时，网络传感器节点的采样速率会发生改变，从而实现能以周期为单位动态改变采样速率；

S4，网络传感器节点根据时隙分配信息，将采样数据按采样时间顺序打包并以数据报的形式发送到主机节点；

S5，主机节点从协议解析各个数据报的内容，重现各个网络传感器节点的数据，传送至综控机或遥测系统；

所述步骤S1中，网络内部采用TD模式，多个网络传感器节点分时共享数据带宽；

所述步骤S4还包括纠错和重传反馈机制，但必须在分配时隙内完成；数据通讯窗口结束，无论是否正在工作都强制进入待机状态，让出信道；

所述步骤S1中，采样倍率的确定方法：以所有网络传感器节点对应数据源采样速率的最大公约数作为网络采样周期，每个网络传感器节点按照自己的数据源采样速率配置该数据源的采样倍率；

所述步骤S1中，网络传感器节点序列表包含本次查询选择的网络传感器节点ID号，选择的网络传感器节点数量为K，K≤N，N代表网络传感器节点总数；

所述步骤S1中，广播报文字段包括报文属性和各节点的时隙配置信息；报文属性包括报文长度、序列号、时间校准信息、查询周期，各节点的时隙配置信息包括网络传感器节点ID号、时隙分配信息、时隙时间段；

所述步骤S5中，重现各个网络传感器节点的数据，具体为：主机节点接收所有网络传感器节点的数据帧，按网络传感器节点序列表对数据帧打包，附上对应网络传感器节点采集数据的时间戳；

所述网络传感器节点用于航天器内部。

2.一种基于广播同步的无线传感器网络数据采集系统，其特征在于，采用如权利要求1所述一种基于广播同步的无线传感器网络数据采集方法，包括：

主机节点，用于向所有网络传感器节点广播同步头，同步头包含时间校准信息、网络传感器节点序列表、查询周期、所有网络传感器节点的采样倍率和时隙分配信息；同时从协议解析各个数据报的内容，重现各个网络传感器节点的数据，传送至综控机或遥测系统；

网络传感器节点，用于接收同步头，根据时间校准信息计算各自基于本周期起始广播的时间偏移量，利用时间偏移量对各自的采样定时器进行校对；根据查询周期和各自的采样倍率，确定或更新各自的采样速率；根据时隙分配信息将采样数据按采样时间顺序打包并以数据报的形式发送到主机节点。