[发明专利]无线传感器网络数据传输方法和装置、可读存储介质

说明书

本发明公开了一种超短数据帧结构、应用该数据帧结构进行通信的无线传感器网络和通信方法；该数据帧结构用于无线传感器网络中数据汇聚终端与传感器设备之间的通信，包括前导序列、数据帧头、数据块和帧校验序列；前导序列为通信双方均已知的定长二进制序列；数据帧头包括定义数据帧的类型以及对应的交互方式的帧类型、定义数据块长度的数据长度、定义数据块是否加密及所采用的加密算法加密指示、定义通信中传感器设备的地址的传感器地址四部分；数据块包括数据在传感器设备内存中的首地址、数据块中发送数据的长度和发送数据三个部分。应用该数据帧结构进行通信能够在减少发送功率的同时增加通信的可靠性和可扩展性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种适用于无线传感器网络的数据传输方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

无线传感器网络是由一组传感器设备通过无线的传输方式连接起来的分布式网络，其末端的传感器设备通过感知外界的信息将数据发送给数据汇聚终端，便于人类更好地对外部世界进行监控。

由于传感器设备布置的位置多样，所处环境各种各样，且大多数处于人类不能到达的危险区域，无法进行稳定的供能，所以无线传感器网络需要低功耗的且可靠的数据传输方法。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种能够在减少发送功率的同时增加通信的可靠性和可扩展性的无线传感器网络数据传输方法和装置。

技术方案：本发明一方面公开了一种用于无线传感器网络中数据汇聚终端与传感器设备之间的数据传输方法，所述方法包括：数据请求方向数据应答方发送请求数据帧，所述请求数据帧中包括数据请求方和数据应答方中的传感器设备地址、请求数据在传感器设备内存中的首地址、请求数据的长度；

数据应答方接收到请求数据帧后，向请求方发送回复数据帧，所述回复数据帧中包括数据请求方和数据应答方中的传感器设备地址、请求数据在传感器设备内存中的首地址、请求数据的长度和发送方请求的数据；

数据请求方接收到回复数据帧后，根据回复数据帧中的内容获取所请求的数据；

所述请求数据帧和回复数据帧采用超短数据帧结构，包括前导序列(1)、数据帧头(2)、数据块(3)和帧校验序列(4)；

所述前导序列(1)为通信双方均已知的定长二进制序列；

所述数据帧头(2)包括帧类型(201)，数据长度(202)，加密指示(203)和传感器地址(204)四部分；所述帧类型(201)定义数据帧的类型以及对应的交互方式；所述数据长度(202)定义所述数据帧中数据块(3)的长度；所述加密指示(203)定义数据块(3)是否加密及所采用的加密算法；所述传感器地址(204)定义通信中传感器设备的地址；

所述数据块(3)包括数据在传感器设备内存中的首地址(301)、数据块中发送数据的长度(302)和发送数据(303)三个部分；

所述帧校验序列(4)为用于在接收端判断接收到的超短数据帧结构是否出现误码的校验码。

作为一种改进，所述超短数据帧结构中包括多个数据块(3)，所述多个数据块(3)的总长度与数据长度(202)中的值一致；数据帧的接收方根据数据帧中数据长度(202)的值与已解析数据块的大小，判断是否有未解析的数据块，如果有，继续解析接收到的数据帧中的数据块。

本发明中，所采用的加密算法为通信双方事先协商确定，且对不同的加密算法设置了编号。

本发明中，所述帧校验序列(4)为采用循环冗余校验算法生成的校验码。

可选地，所述传感器设备根据设置的上传周期，定时向数据汇聚终端上传测量数据，所述上传测量数据帧采用超短数据帧结构，其中：帧类型(201)为数据上传，交互方式为单向；传感器地址(204)为发送上传测量数据的传感器设备地址；