專利名稱：物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在省電模式下的可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型的傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息的內(nèi)容和信息的格式各不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時性，即按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一般是一些硬件條件極其受限的微型計(jì)算機(jī)，這些節(jié)點(diǎn)通常由8位處理器與很少量的存儲器構(gòu)成，運(yùn)行在低功耗、易損耗的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。怎樣在盡可能的降低節(jié)點(diǎn)的功耗的同時又保證數(shù)據(jù)采集的及時性和傳輸?shù)目煽啃?，成為?dāng)今物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法在降低物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功耗的同時又保證了數(shù)據(jù)采集的及時性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，所述物聯(lián)網(wǎng)中具有至少一個節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)關(guān)，其中，所述節(jié)點(diǎn)采用周期循環(huán)模式，包括:工作階段，所述工作階段中所述節(jié)點(diǎn)觸發(fā)功能模塊工作，并且維持硬件時鐘工作，經(jīng)歷了工作時間后，進(jìn)入休眠階段；休眠階段，所述休眠階段中所述節(jié)點(diǎn)關(guān)閉所述功能模塊不工作，僅維持所述硬件時鐘工作，經(jīng)歷了休眠時間后，進(jìn)入所述工 作階段，所述網(wǎng)關(guān)采用持續(xù)工作模式，一直接收來自所述節(jié)點(diǎn)的報(bào)文，并對所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反 饋控制。優(yōu)選地，所述休眠時間在預(yù)設(shè)最大休眠時間和預(yù)設(shè)最小休眠時間之間范圍內(nèi)取值。優(yōu)選地，所述節(jié)點(diǎn)的所述工作階段進(jìn)一步包括:所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開機(jī)初始化；所述節(jié)點(diǎn)中的所述功能模塊采集數(shù)據(jù)，并所述節(jié)點(diǎn)向所述網(wǎng)關(guān)發(fā)送報(bào)文，所述報(bào)文包括所述數(shù)據(jù)和所述休眠時間。優(yōu)選地，還包括:所述網(wǎng)關(guān)監(jiān)測來自所述節(jié)點(diǎn)的所述數(shù)據(jù)的波動程度，并根據(jù)所述波動程度的大小對所述節(jié)點(diǎn)的休眠時間進(jìn)行反饋調(diào)整。優(yōu)選地，所述波動程度定義函數(shù)，其中D表示當(dāng)前工作階段所述報(bào)文中
的數(shù)據(jù)，Dlast表示前一工作階段所述報(bào)文中的數(shù)據(jù)，
權(quán)利要求
1.一種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，所述物聯(lián)網(wǎng)中具有至少一個節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)關(guān)，其特征在于， 所述節(jié)點(diǎn)采用周期循環(huán)模式，包括: 工作階段，所述工作階段中所述節(jié)點(diǎn)觸發(fā)功能模塊工作，并且維持硬件時鐘工作，經(jīng)歷了工作時間后，進(jìn)入休眠階段； 休眠階段，所述休眠階段中所述節(jié)點(diǎn)關(guān)閉所述功能模塊不工作，僅維持所述硬件時鐘工作，經(jīng)歷了休眠時間后，進(jìn)入所述工作階段，所述網(wǎng)關(guān)采用持續(xù)工作模式，一直接收來自所述節(jié)點(diǎn)的報(bào)文，并對所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反饋控制。
2.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述休眠時間在預(yù)設(shè)最大休眠時間和預(yù)設(shè)最小休眠時間之間范圍內(nèi)取值。
3.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)的所述工作階段進(jìn)一步包括: 所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開機(jī)初始化； 所述節(jié)點(diǎn)中的所述功能模塊采集數(shù)據(jù)，并所述節(jié)點(diǎn)向所述網(wǎng)關(guān)發(fā)送報(bào)文，所述報(bào)文包括所述數(shù)據(jù)和所述休眠時間。
4.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，還包括: 所述網(wǎng)關(guān)監(jiān)測來自所述節(jié)點(diǎn)的所述數(shù)據(jù)的波動程度，并根據(jù)所述波動程度的大小對所述節(jié)點(diǎn)的休眠時間進(jìn)行反饋調(diào)整。
5.如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述波動程度定義函 數(shù)丨'U，其中D表示當(dāng)前工作階段所述報(bào)文中的數(shù)據(jù)，Dlast表示前一工作階段所述報(bào)文sleep中的數(shù)據(jù)，Tsleep表示當(dāng)前工作階段接收所述報(bào)文中的休眠時間。
6.如權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述反饋調(diào)整包括: 當(dāng)所述波動程度小于波動程度閾值時，所述網(wǎng)關(guān)判斷延長所述節(jié)點(diǎn)的休眠時間，即所述網(wǎng)關(guān)向所述節(jié)點(diǎn)發(fā)送更新休眠時間，所述更新休眠時間大于當(dāng)前的休眠時間，所述節(jié)點(diǎn)自下一工作階段采用所述更新休眠時間；或者 當(dāng)所述波動程度大于波動程度閾值時，所述網(wǎng)關(guān)判斷縮短所述節(jié)點(diǎn)的休眠時間，即所述網(wǎng)關(guān)向所述節(jié)點(diǎn)發(fā)送更新休眠時間，所述更新休眠時間小于當(dāng)前的休眠時間，所述節(jié)點(diǎn)自下一工作階段采用所述更新休眠時間。
7.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于， 其中，所述節(jié)點(diǎn)的工作階段預(yù)設(shè)為三種狀態(tài):節(jié)點(diǎn)默認(rèn)休眠狀態(tài)Snmial，節(jié)點(diǎn)縮短休眠狀態(tài)Sshtjrt和節(jié)點(diǎn)延長休眠狀態(tài)Sextmd，三種狀態(tài)下所述節(jié)點(diǎn)向所述網(wǎng)關(guān)發(fā)送的報(bào)文中分別包括三種休眠時間:默認(rèn)休眠階段持續(xù)時間Tnmial、最短休眠階段持續(xù)時間Tshtjrt、最長休眠階段持續(xù)時間Textend， 其中，所述網(wǎng)關(guān)中預(yù)設(shè)有初值為零的計(jì)數(shù)COUNT和計(jì)數(shù)閾值C0UNT_MAX， 當(dāng)所述網(wǎng)關(guān)判斷所述波動程度小于波動程度閾值時，則網(wǎng)關(guān)將COUNT變量自增1，如果COUNT已經(jīng)達(dá)到C0UNT_MAX的值，那么在節(jié)點(diǎn)不同狀態(tài)下，網(wǎng)關(guān)做出以下處理: Al.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于Srartmd狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)不會對節(jié)點(diǎn)做出任何調(diào)整；A2.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于Snmial狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送休眠時間重設(shè)報(bào)文，將節(jié)點(diǎn)的休眠時間更新為最長休眠階段持續(xù)時間Traitmd，并且將該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)記為Sraitmd ； A3.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于SshOTt狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送休眠時間重設(shè)報(bào)文，將節(jié)點(diǎn)的休眠時間更新為正常休眠階段持續(xù)時間Tnmial,并且將節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)記為Snmial，對COUNT變量清零， 當(dāng)所述網(wǎng)關(guān)判斷所述波動程度大于波動程度閾值時，則網(wǎng)關(guān)將COUNT變量清零，那么在節(jié)點(diǎn)不同狀態(tài)下，網(wǎng)關(guān)做出以下處理: Al.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于Srartmd狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送休眠時間重設(shè)報(bào)文，將節(jié)點(diǎn)的休眠時間更新為正常休眠階段持續(xù)時間Tnmial，并且將節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)記為Snmial ； A2.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng)前處于Snmial狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送休眠時間重設(shè)報(bào)文，將節(jié)點(diǎn)的休眠時間更新為最短休眠階段持續(xù)時間TshOTt，并且將該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)記為Sstort ； A3.如果所述節(jié)點(diǎn)當(dāng) 前處于Sstort狀態(tài)，網(wǎng)關(guān)不會對節(jié)點(diǎn)做出任何調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明提出一種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，該物聯(lián)網(wǎng)包括至少一個節(jié)點(diǎn)和至少一個網(wǎng)關(guān)。其中，節(jié)點(diǎn)采用周期循環(huán)模式，包括工作階段，工作階段中節(jié)點(diǎn)觸發(fā)功能模塊工作，并且維持硬件時鐘工作，經(jīng)歷了工作時間后，進(jìn)入休眠階段；休眠階段，休眠階段中節(jié)點(diǎn)關(guān)閉功能模塊不工作，僅維持硬件時鐘工作，經(jīng)歷了休眠時間后，進(jìn)入工作階段。網(wǎng)關(guān)采用持續(xù)工作模式，一直接收來自節(jié)點(diǎn)的報(bào)文，并對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反饋控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能數(shù)據(jù)傳輸方法，可以使功耗能夠最大限度的利用在數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送等實(shí)質(zhì)性工作上，而且還能動態(tài)調(diào)整休眠時間，使得節(jié)點(diǎn)功耗得到最高利用效率。
文檔編號H04W52/02GK103249127SQ201310193050
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者徐恪, 陳文龍, 徐日新 申請人:清華大學(xué)