專利名稱：支持移動性紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)及節(jié)點移動性的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于移動性設備的數(shù)據(jù)采集以及移動人員的管理領域，特別是提供了一種支持移動性紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)及節(jié)點移動性的方法。
背景技術：
紫蜂是一種近年來才興起的無線網(wǎng)絡通信技術標準。無線組網(wǎng)通信是當今工業(yè)控制、計算機應用、家庭自動化等方面技術發(fā)展的一個熱點，而低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡要求令紫蜂應運而生；紫蜂具有超強的生命力和優(yōu)勢，應用前景十分看好。根據(jù)當前紫蜂聯(lián)盟公布的協(xié)議規(guī)定，紫蜂網(wǎng)絡采用自組網(wǎng)的形式。
紫蜂聯(lián)盟的規(guī)范(ZigBee Alliance，ZigBee Specification version 1.0，June 27，2005)，以節(jié)點的省電為優(yōu)先考慮目標，對有大量節(jié)點移動的情況缺乏考慮。當一個新的精簡功能節(jié)點加入網(wǎng)絡，其父節(jié)點就會分配一小塊存儲器來保存與之相關的信息，如果沒有多余的存儲器空間則新的節(jié)點無法加入網(wǎng)絡，也就不能與其他設備通信。當一個精簡功能節(jié)點進入休眠狀態(tài)時，該精簡節(jié)點的相關信息仍然被保留在父節(jié)點中，這樣當次節(jié)點重新激活后，可直接與其他節(jié)點通信。這樣處理的優(yōu)點是有利于精簡節(jié)點保持較低的功耗。如果有大量移動節(jié)點就很容易使全功能節(jié)點設備的存儲器被占滿，從而使其他移動節(jié)點不能加入網(wǎng)絡，甚至導致網(wǎng)絡的癱瘓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種支持移動性紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)及節(jié)點移動性的方法?；谧戏錈o線傳感器網(wǎng)絡，滿足移動節(jié)點實時加入網(wǎng)絡。
本發(fā)明的系統(tǒng)由可移動終端節(jié)點、位置已知的紫蜂路由節(jié)點、紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點組成。位置已知的紫蜂路由節(jié)點和紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點均為全功能節(jié)點設備，可移動終端節(jié)點為精簡功能節(jié)點設備；由紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)起，形成了自組網(wǎng)的紫蜂網(wǎng)絡，可移動終端節(jié)點通過就近的全功能節(jié)點位置已知的紫蜂路由節(jié)點或紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點接入到該紫蜂網(wǎng)絡。每個全功能節(jié)點一旦聯(lián)系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節(jié)點設備的協(xié)議代碼中添加鄰接表動態(tài)管理的功能，在有限的存儲容量下實現(xiàn)對大量移動節(jié)點的加入與離開網(wǎng)絡狀態(tài)的更新。
在全功能節(jié)點設備和精簡功能節(jié)點設備上修改代碼，使全功能節(jié)點設備具有了處理大量移動節(jié)點加入與離開網(wǎng)絡的功能；克服了全功能節(jié)點設備由于存儲器物理空間的限制而使移動設備不能再加入網(wǎng)絡的缺點。
方法在現(xiàn)有紫蜂協(xié)議基礎上，修改鄰接表管理的代碼，使鄰接表能夠動態(tài)更新，以使得移動的網(wǎng)絡終端設備能夠?qū)崟r加入網(wǎng)絡。本發(fā)明可廣泛適用于有大量可移動紫蜂終端節(jié)點的場合，結(jié)合該技術可以實現(xiàn)對移動設備的監(jiān)測和定位。該技術真正意義上實現(xiàn)了紫蜂技術的移動性，對于提高紫蜂網(wǎng)絡的組網(wǎng)的容量和靈活性有很大的意義。
實現(xiàn)紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點移動性的方法當網(wǎng)絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節(jié)點設備加入，加入成功后，全功能節(jié)點設備就啟動鄰接表動態(tài)管理機制。首先全功能節(jié)點建立一個狀態(tài)表，狀態(tài)表記錄了與之相關聯(lián)的可移動終端節(jié)點的序號和其是否在網(wǎng)絡中。然后全功能節(jié)點廣播一個只有與其關聯(lián)的可移動終端節(jié)點設備才能收到的詢問消息。收到消息后，可移動終端節(jié)點設備返回給其父設備一條包含該可移動終端節(jié)點設備的物理地址的確認消息。全功能節(jié)點每收到精簡功能節(jié)點傳送來的確認消息，就用此物理地址在鄰接表中查詢，獲得該設備對應的序號，然后修改全功能節(jié)點開始建立的狀態(tài)表中與此序號對應的狀態(tài)標識，使其指示該精簡功能節(jié)點在網(wǎng)絡中。當全功能節(jié)點接收完所有的精簡功能節(jié)點返回信號后，就啟動更新鄰接表，將未收到確認的精簡功能節(jié)點設備從全功能節(jié)點鄰接表中刪除。
本發(fā)明可廣泛應用于對工作人員或是移動設備的監(jiān)測和定位。該技術真正意義上實現(xiàn)了紫蜂技術的移動性，對于提高紫蜂網(wǎng)絡的組網(wǎng)的容量和靈活性有很大的意義。


圖1紫蜂網(wǎng)絡的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方法圖1為紫蜂網(wǎng)絡的系統(tǒng)示意圖，可移動終端節(jié)點含可移動終端節(jié)點、位置已知的紫蜂路由節(jié)點、紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點組成。
當網(wǎng)絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節(jié)點設備加入，加入成功后，全功能節(jié)點設備就啟動鄰接表動態(tài)管理過程。首先全功能節(jié)點建立一個狀態(tài)表，此狀態(tài)表包括了當前鄰接表中精簡功能節(jié)點設備在鄰接表中的序號，以及表示對應精簡功能節(jié)點設備是否在網(wǎng)絡中的標識符。然后全功能節(jié)點廣播詢問各精簡功能節(jié)點設備的消息，只有與其關聯(lián)的精簡功能節(jié)點設備才能收到此消息。收到消息后，精簡功能節(jié)點設備立刻給其父設備返回響應信息，其中包括該精簡功能節(jié)點設備的物理地址。全功能節(jié)點設備確認收到的為精簡功能節(jié)點設備的響應信息，就用精簡功能節(jié)點設備物理地址在鄰接表中查詢，獲得其對應的序列號，修改全功能節(jié)點開始建立的狀態(tài)表中此序號對應的狀態(tài)標識符，使其指示該精簡功能節(jié)點在網(wǎng)絡中。當全功能節(jié)點接收完所有的精簡功能節(jié)點返回的確認信號后，就正式執(zhí)行鄰接表更新的過程，將未收到確認的精簡功能節(jié)點設備從全功能節(jié)點鄰接表中刪除。實時地更新了鄰接表的存儲空間，使得移動設備能夠隨時加入到網(wǎng)絡中。
詳細步驟如下步驟S-1全功能節(jié)點每次有新節(jié)點加入后，啟動鄰接表更新初始化過程，其作用首先判斷當前鄰接表是否已經(jīng)需要更新，如果不需要更新，初始化過程結(jié)束；如果需要更新，就進入到鄰接表更新準備過程。
步驟S-2一旦進行鄰接表更新過程，全功能節(jié)點設備代碼中建立一個狀態(tài)表。然后全功能節(jié)點設備廣播一個只有與其關聯(lián)的精簡功能節(jié)點設備才能收到的詢問消息。
步驟S-3發(fā)送詢問消息，為了保證在網(wǎng)絡中的精簡功能節(jié)點都能收到詢問消息，全功能節(jié)點設備將廣播若干次。當廣播完成后，需要啟動鄰接表更新過程。
步驟S-4精簡功能節(jié)點設備，通過指定的端口接收從全功能節(jié)點傳來的詢問消息。然后啟動發(fā)送程序，通過判斷接收到的是否為詢問消息來決定是否發(fā)送自己的物理地址給全功能節(jié)點。
步驟S-5全功能節(jié)點設備接收精簡功能節(jié)點返回物理地址過程。如果收到某個精簡功能節(jié)點返回的帶有物理地址的確認信息，就說明此精簡功能節(jié)點在網(wǎng)絡中。然后獲得此精簡功能節(jié)點在鄰接表中的序號，最后在所建立的狀態(tài)表中修改該序號對應的狀態(tài)標識，使其指示該精簡功能節(jié)點在網(wǎng)絡中。
步驟S-6執(zhí)行鄰接表的更新。在全功能節(jié)點接收完所有精簡功能節(jié)點返回的確認信息后，開始執(zhí)行鄰接表更新。將未收到確認的精簡功能節(jié)點設備從全功能節(jié)點鄰接表中刪除。
權利要求
1.一種支持移動性的紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由可移動終端節(jié)點、位置已知的紫蜂路由節(jié)點、紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點組成；位置已知的紫蜂路由節(jié)點和紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點均為全功能節(jié)點設備，可移動終端節(jié)點為精簡功能節(jié)點設備；由紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)起，形成了自組網(wǎng)的紫蜂網(wǎng)絡，可移動終端節(jié)點通過就近的全功能節(jié)點位置已知的紫蜂路由節(jié)點或紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點接入到該紫蜂網(wǎng)絡。每個全功能節(jié)點一旦聯(lián)系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節(jié)點設備的協(xié)議代碼中添加鄰接表動態(tài)管理的功能，在有限的存儲容量下實現(xiàn)對大量移動節(jié)點的加入與離開網(wǎng)絡狀態(tài)的更新。
2.根據(jù)權利要求1所述的的系統(tǒng)，其特征在于采用動態(tài)存儲空間管理，使全功能節(jié)點設備具有了處理大量移動節(jié)點加入與離開網(wǎng)絡的功能；克服了全功能節(jié)點設備由于存儲器物理空間的限制而使移動設備不能再加入網(wǎng)絡的缺點。
3.一種實現(xiàn)紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點移動性的方法，其特征在于當網(wǎng)絡鄰接表快滿的時候，若再有一個精簡功能節(jié)點設備加入，加入成功后，全功能節(jié)點設備就啟動鄰接表動態(tài)管理機制；首先全功能節(jié)點建立一個狀態(tài)表，狀態(tài)表記錄了與之相關聯(lián)的可移動終端節(jié)點的序號和其是否在網(wǎng)絡中；然后全功能節(jié)點廣播一個只有與其關聯(lián)的可移動終端節(jié)點設備才能收到的詢問消息；收到消息后，精簡功能節(jié)點設備返回給其父設備一條包含該精簡功能節(jié)點設備的物理地址的確認消息；全功能節(jié)點每收到精簡功能節(jié)點傳送來的確認消息，就用此物理地址在鄰接表中查詢，獲得該設備對應的序號，修改全功能節(jié)點開始建立的狀態(tài)表中此序號對應的狀態(tài)標識符，使其指示該精簡功能節(jié)點在網(wǎng)絡中；當全功能節(jié)點接收完所有的精簡功能節(jié)點返回信號后，就啟動更新鄰接表，將未收到確認的精簡功能節(jié)點設備從全功能節(jié)點鄰接表中刪除。
全文摘要
一種支持移動性紫蜂無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)及節(jié)點移動性的方法，屬于移動性設備的數(shù)據(jù)采集以及移動人員的管理技術領域。該系統(tǒng)由可移動終端節(jié)點、位置已知的紫蜂路由節(jié)點、紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點組成。由紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)起，形成了自組網(wǎng)的紫蜂網(wǎng)絡，可移動終端節(jié)點通過就近的位置已知的紫蜂路由節(jié)點或紫蜂網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器節(jié)點接入到該紫蜂網(wǎng)絡。每個全功能節(jié)點一旦聯(lián)系上一個設備，就將該設備的信息填入鄰接表中的一項；在全功能節(jié)點設備的協(xié)議代碼中添加鄰接表動態(tài)管理的功能，在有限的存儲容量下實現(xiàn)對大量移動節(jié)點的加入與離開網(wǎng)絡狀態(tài)的更新；對于提高紫蜂網(wǎng)絡的組網(wǎng)的容量和靈活性有很大的意義。
文檔編號H04L12/24GK101018170SQ20061016495
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權日2006年12月8日
發(fā)明者周賢偉, 楊裕亮, 王麗娜, 楊文星, 李 杰, 張明東 申請人:北京科技大學