[发明专利]一种树型传感器网络自组网的传感器节点

摘要

本发明公开了一种树型传感器网络自组网的传感器节点，在数据汇集过程中采用传感器节点接收到协调器指令后被动发送测量数据的方法，避免了多节点并发情况。同时使用了一种相对简单且不需要RTC时钟的动态时间同步策略，使传感器节点在每次数据汇集过程中都会动态地根据当前网络的拓扑情况和拓扑变化情况，相应地调整下一次传感器节点唤醒时间和无线模块无线接收等待时长，避免了节点过早唤醒和无线长时间接收等待造成的能耗浪费，从而延长了网络寿命。

主权项

1.一种树型传感器网络自组网的传感器节点，其特征在于，包括电源模块、433M无线模块、低功耗处理器和传感器模块；/n传感器节点的工作步骤包括节点首次接入网络阶段、重新接入网络阶段、数据测量发送阶段；具体步骤如下：/n1)节点通电后，初始化硬件配置；/n2)读取控制器片内EEPROM中的自身节点地址信息，默认地址为0X0000；/n3)节点地址是否为0X0000，如果是，则判断自身为未组网的新节点，进入节点首次接入网络阶段，即步骤4-7，否则判断不是新节点，进入步骤8；/n4)在信道0广播新节点请求入网指令，包含节点的地址和传感器类别；/n5)切换至信道0接收状态，等待回复，等待时间为T_Wait，是否收到协调器回复的允许新节点入网指令，如果是，则进入步骤6，否则，返回步骤4；/n6)读取新节点允许入网指令，记录协调器分配的节点地址写入EEPROM，记录使用信道，标记自身状态为正常状态，标记刚入网；/n7)在信道0向现协调器回复节点确认入网指令，进入步骤8；/n8)判断自身状态是否为故障状态，如果是，进入重新接入网络阶段，即步骤9-18，否则进入数据测量发送阶段，即步骤19-28；/n9)判断原有节点请求入网指令广播次数是否达到规定次数，如果是，进入步骤14，否则进入步骤10；/n10)在通道0广播原有节点请求入网指令；/n11)切换至信道0接收状态，等待回复，等待时间为T_Wait，是否收到原协调器回复的允许原有节点入网指令，如果是，则进入步骤12，否则，进入步骤13；/n12)标记自身为正常状态，标记刚入网，记录指令中的使用信道，返回步骤8，/n13)随机等待一段时间，返回步骤9；/n14)在通道0广播待托管节点请求入网指令；/n15)切换至信道0接收状态，等待回复，等待时间为T_Wait，是否收到协调器回复的允许待托管节点入网指令，如果是，则进入步骤16，否则，进入步骤18；/n16)读取指令，记录使用信道，标记自身状态为正常状态，标记刚入网；/n17)在信道0向托管协调器回复待托管节点确认入网指令，返回步骤8；/n18)等待30秒，将原有节点请求入网指令广播次数清零，返回步骤9；/n19)判断是否刚入网，如果是，则进入步骤20，否则进入步骤22；/n20)给所有测量数据赋值为0；/n21)切换至使用信道接收状态，一直等待现网络中协调器发送的数据采集指令，接收到指令后，进入步骤24；/n22)打开传感器模块供电电源，测量环境参数；/n23)关闭传感器供电电源，唤醒无线模块，切换至使用信道接收状态，等待协调器指令，等待时间为T_Wait_Collect，是否接收到协调器发送的数据采集指令，如果是，进入步骤24，否则进入步骤28；/n24)记录下次采集数据时间间隔T_Collect、故障节点总数N_Error和新增故障节点数N_Error_Add，计算下次低功耗处理器唤醒定时时间T_Wake＝T_Collect-T_Measure–(N_Error_Add*T_Wait)，无线模块唤醒后接收等待时长T_Wait_Collect＝N_Error*T_Wait，定时器定时T_Wake；/n25)在使用信道向协调器发送节点发送测量数据指令；/n26)关闭所有不用资源，进入休眠；/n27)定时时间T_Wake到后，定时器中断唤醒低功耗处理器，返回步骤8；/n28)标记自身故障状态，返回步骤8。/n