無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)和方法，其中該方法包括步驟：當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息；根據(jù)所述能量信息判斷下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)能量危機(jī)；當(dāng)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)；當(dāng)搜索到救援節(jié)點(diǎn)時(shí)，向所述救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息，占用所述救援節(jié)點(diǎn)；根據(jù)所述救援信息，所述救援節(jié)點(diǎn)移動至發(fā)送救援信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，代替所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該方法能夠在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，迅速調(diào)動救援節(jié)點(diǎn)移動至該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，來代替該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 【專利說明】無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系 統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)里面，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般通過電池供電，其能量儲備是有限的， 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)由于例如被頻繁使用而電量耗盡過早"死亡"，則會使得需要通過 該"死亡"的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)無法正常傳輸。
[0003] 在現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，一般是通過改進(jìn)路由算法使得網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié) 點(diǎn)的被使用頻率保持一致，從而維持網(wǎng)絡(luò)中的大部分節(jié)點(diǎn)的壽命趨于一致。例如，在路由計(jì) 算過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的剩余能量低于某一閾值時(shí)，即該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，則選 擇其他鄰居節(jié)點(diǎn)來代替該節(jié)點(diǎn)。
[0004] 但是，通過改進(jìn)路由算法來延長節(jié)點(diǎn)壽命的方法主要適用于節(jié)點(diǎn)密集型的無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)密集型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)里，一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有較多的鄰居節(jié)點(diǎn)，這些鄰 居節(jié)點(diǎn)可以在該節(jié)點(diǎn)剩余能量偏低時(shí)，來代替該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。而對于節(jié)點(diǎn)分布稀疏的無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)或者節(jié)點(diǎn)分布不均勻的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，可能 無法找到合適的鄰居節(jié)點(diǎn)來代為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而影響正常的數(shù)據(jù)傳輸。而且，有些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 所處的位置處由于環(huán)境問題可能不便設(shè)置持續(xù)性電源或者不便對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電，同時(shí)考慮 到成本問題，也難以通過給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置持續(xù)性電源或充電設(shè)備來解決該問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)和方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括：
[0007] 主干節(jié)點(diǎn)，用于組成主干網(wǎng)絡(luò)，且所述主干節(jié)點(diǎn)的能量是可持續(xù)的；
[0008] 普通節(jié)點(diǎn)，設(shè)置在主干網(wǎng)絡(luò)的覆蓋空隙中，能夠獲取自身的能量信息和位置信息，
[0009] 當(dāng)主干節(jié)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救 援節(jié)點(diǎn)，并向救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息；
[0010] 救援節(jié)點(diǎn)，與主干節(jié)點(diǎn)連接，能夠移動且能夠獲取自身的位置信息，在救援節(jié)點(diǎn)接 收到救援信息時(shí)，根據(jù)救援信息中包含的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息和自身的位置信息 進(jìn)行移動控制，移動至發(fā)送救援信息的主干節(jié)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，并代替出現(xiàn)能 量危機(jī)的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述能量信息是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的剩余能量值。
[0012] 進(jìn)一步地，所述救援節(jié)點(diǎn)均勻的分布在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，或者隨機(jī)分布。
[0013] 進(jìn)一步地，所述主干節(jié)點(diǎn)還包括充電裝置，用于在救援節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)對救援節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行充電。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)救援方法。該方法包 括：
[0015] 步驟1，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息；
[0016] 步驟2,根據(jù)所述能量信息判斷下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)能量危機(jī)；
[0017] 步驟3,當(dāng)步驟2的判斷結(jié)果是所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)；
[0018] 步驟4,當(dāng)搜索到救援節(jié)點(diǎn)時(shí)，向所述搜索到的救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息，占用所述 救援節(jié)點(diǎn)；
[0019] 步驟5,所述救援節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述救援信息中包含的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息 和自身的位置信息進(jìn)行移動控制，移動至發(fā)送救援信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，并代替 出現(xiàn)能量危機(jī)的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0020] 進(jìn)一步的，所述方法還包括：
[0021] 步驟6,當(dāng)數(shù)據(jù)通信任務(wù)執(zhí)行完后，釋放所述救援節(jié)點(diǎn)。
[0022] 其中，所述步驟2進(jìn)一步包括：判斷所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息是否低于預(yù)設(shè) 閾值，如果低于預(yù)設(shè)閾值則表示出現(xiàn)能量危機(jī)，反之則表示沒有出現(xiàn)能量危機(jī)。
[0023] 其中，所述步驟3進(jìn)一步包括：
[0024] 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為主干節(jié)點(diǎn)時(shí)，判斷是否存在與自身連接的未被占用的空閑 救援節(jié)點(diǎn)，如果存在則表示成功搜索到救援節(jié)點(diǎn)；
[0025] 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不是主干節(jié)點(diǎn)或不存在與之連接的空閑救援節(jié)點(diǎn)時(shí)，則向與 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援搜索信息；
[0026] 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)與救援節(jié)點(diǎn)連接，且所述救援節(jié)點(diǎn)未被占用時(shí)，則接收與救援 節(jié)點(diǎn)連接的最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索確認(rèn)信息，表示成功搜索到了救援節(jié)點(diǎn)；
[0027] 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)沒有與任何空閑救援節(jié)點(diǎn)連接，則最近的主干節(jié)點(diǎn)將所述搜索 救援節(jié)點(diǎn)的救援搜索信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他主干節(jié)點(diǎn)，直至接收到其中一個(gè)主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索 確認(rèn)信息，表示成功搜索到了空閑救援節(jié)點(diǎn)，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)搜索救援節(jié)點(diǎn)的信息，直到搜到 空閑救援節(jié)點(diǎn)為止。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié) 點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，迅速調(diào)動救援節(jié)點(diǎn)移動至該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，來代替該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信，以提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0029] 本發(fā)明的上述系統(tǒng)和方法可以適用于節(jié)點(diǎn)分布稀疏的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或者節(jié)點(diǎn) 分布稀疏的區(qū)域，也就是說，即使在某一區(qū)域花費(fèi)較小的成本，布置相對較少的節(jié)點(diǎn)也可以 實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
[0030] 另外，本發(fā)明的上述系統(tǒng)和方法提供了一種無人值守的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)急方案，當(dāng)無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)或某些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，能夠自動調(diào)配救援節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 任務(wù)的順暢執(zhí)行，為后期工作人員替換該節(jié)點(diǎn)提供了一個(gè)過渡方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的無線傳感器節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的無線傳感器節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)和方法展開 詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，因此不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033] 參看圖1，圖1是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)包括主干節(jié)點(diǎn)、普通節(jié)點(diǎn)和救援節(jié)點(diǎn)。
[0034] 如圖1所示，主干節(jié)點(diǎn)N1、N2、N3、N4是用于組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)的節(jié) 點(diǎn)，本發(fā)明的主干節(jié)點(diǎn)的能量是可持續(xù)的，也就是說，主干節(jié)點(diǎn)的能量不會被耗盡或出現(xiàn)能 量危機(jī)，主干節(jié)點(diǎn)可以是太陽能節(jié)點(diǎn)，也可以是布置在可以連接電源的位置的節(jié)點(diǎn)。
[0035] 普通節(jié)點(diǎn)N0、N5、N6、N7設(shè)置在主干網(wǎng)絡(luò)的覆蓋空隙中，能夠獲得自身的能量信息 和位置信息，所述能量信息是節(jié)點(diǎn)的剩余能量值，所述主干網(wǎng)絡(luò)的覆蓋空隙是指傳感器網(wǎng) 絡(luò)中主干節(jié)點(diǎn)覆蓋不到的地方，在此處設(shè)置普通節(jié)點(diǎn)可以填補(bǔ)這種網(wǎng)絡(luò)空隙，使得傳感器 網(wǎng)絡(luò)不再出現(xiàn)覆蓋空隙。但是普通節(jié)點(diǎn)不具有持續(xù)性電源也不能夠充電，隨著能量的消耗， 其將會出現(xiàn)能量危機(jī)，所謂的能量危機(jī)一般情況是指節(jié)點(diǎn)的剩余能量值低于一預(yù)設(shè)閾值。 雖然在圖1所示的實(shí)施例中，普通節(jié)點(diǎn)N0、N5、N6、N7分別連接到主干節(jié)點(diǎn)N1 - N4,但是在 其他實(shí)施例中，普通節(jié)點(diǎn)也可以連接到普通節(jié)點(diǎn)。
[0036] 救援節(jié)點(diǎn)Nr與主干節(jié)點(diǎn)連接。救援節(jié)點(diǎn)能夠移動，并且能夠獲取自身的位置信 息，當(dāng)某一待用普通節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的能量出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，其可以用來代替該出現(xiàn)能量危機(jī)的 節(jié)點(diǎn)。
[0037] 當(dāng)前進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在搜索下一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)可以獲取其通信范圍 內(nèi)的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量信息和位置信息。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī) 時(shí)，則通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)，并向搜索到的救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息。其中，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)可以是主干節(jié)點(diǎn)也可以是普通節(jié)點(diǎn)。
[0038] 在圖1所示的實(shí)施例中，主干節(jié)點(diǎn)N2發(fā)現(xiàn)下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)N3出現(xiàn)能量危機(jī)，其通過 主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)，搜索到救援節(jié)點(diǎn)Nr后，向救援節(jié)點(diǎn)Nr發(fā)送救援信息，該救援信息 包括出現(xiàn)能量危機(jī)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)N3的位置信息。救援節(jié)點(diǎn)Nr本來與主干節(jié)點(diǎn)N1連接，當(dāng)其 接收到救援信息后，就根據(jù)所述救援信息中所包含的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)N3的位置信息和自身的位 置信息進(jìn)行移動控制，移動至主干節(jié)點(diǎn)N2的通信范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)N3的位置，并代替轉(zhuǎn)發(fā)節(jié) 點(diǎn)N3來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0039] 基于上述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)，本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援 方法包括以下步驟：
[0040] 步驟1，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息。所述能量信息是所述下一轉(zhuǎn) 發(fā)節(jié)點(diǎn)的剩余能量值，所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是主干節(jié)點(diǎn)也可以是普通節(jié)點(diǎn)。
[0041] 步驟2,根據(jù)所述能量信息判斷下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)能量危機(jī)。
[0042] 判斷所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)能量危機(jī)的步驟進(jìn)一步包括：判斷所述下一轉(zhuǎn)發(fā) 節(jié)點(diǎn)的剩余能量是否低于預(yù)設(shè)閾值，如果低于預(yù)設(shè)閾值則表示出現(xiàn)能量危機(jī)，反之則表示 沒有出現(xiàn)能量危機(jī)。
[0043] 步驟3,當(dāng)步驟2的判斷結(jié)果是所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)。所述救援節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中距離與之最為接近的主干節(jié)點(diǎn)連接， 能夠移動，且能夠獲取自身的位置信息。
[0044] 所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)的步驟進(jìn)一步包括：
[0045] 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為主干節(jié)點(diǎn)時(shí)，判斷是否存在與自身連接的未被占用的空閑 救援節(jié)點(diǎn)，如果存在則表示成功搜索到救援節(jié)點(diǎn)；
[0046] 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不是主干節(jié)點(diǎn)或自身不存在與之連接的空閑救援節(jié)點(diǎn)，則向 與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援搜索信息；
[0047] 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)與救援節(jié)點(diǎn)連接，且所述救援節(jié)點(diǎn)未被占用時(shí)，則接收與救援 節(jié)點(diǎn)連接的最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索確認(rèn)信息，表示成功搜索到了救援節(jié)點(diǎn)；
[0048] 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)沒有與任何空閑救援節(jié)點(diǎn)連接，則最近的主干節(jié)點(diǎn)將所述搜索 救援節(jié)點(diǎn)的救援搜索信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他主干節(jié)點(diǎn)，直至接收到其中一個(gè)主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索 確認(rèn)信息，表示成功搜索到了空閑救援節(jié)點(diǎn)，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)搜索救援節(jié)點(diǎn)的信息，直到搜到 空閑救援節(jié)點(diǎn)為止。
[0049] 所述救援確認(rèn)信息可以包括所述救援節(jié)點(diǎn)的路由信息。
[0050] 步驟4,當(dāng)搜索到救援節(jié)點(diǎn)時(shí)候，向所述救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息，占用所述救援節(jié) 點(diǎn)。
[0051 ] 所述救援信息可以包括所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息。
[0052] 步驟5,根據(jù)所述救援信息，所述救援節(jié)點(diǎn)移動至發(fā)送救援信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信 范圍內(nèi)，并代替所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0053] 步驟6,當(dāng)數(shù)據(jù)通信任務(wù)執(zhí)行完后，釋放所述救援節(jié)點(diǎn)。
[0054] 在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述救援節(jié)點(diǎn)可以均勻的分布在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中， 也可以隨機(jī)地分布。
[0055] 在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最好設(shè)置有補(bǔ)充能量的充電裝置， 充電裝置設(shè)置的位置固定，優(yōu)選設(shè)置在主干節(jié)點(diǎn)附近，當(dāng)所述救援節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)可以返回到 最近的未被占用的可以補(bǔ)充能量的位置進(jìn)行能量補(bǔ)充。
[0056] 與本發(fā)明的特定方面、實(shí)施方式或示例協(xié)同描述的特征、整體、特點(diǎn)或分組應(yīng)當(dāng)被 理解為能夠應(yīng)用于這里描述的其他方面、實(shí)施方式或示例中，除非與之不可兼容。本說明書 (包括任何所附權(quán)利要求書、摘要和附圖）中披露的所有特征，和/或所披露的任何方法或 流程中的全部步驟，都可以以任何組合來合并，除非組合中的至少部分特征和/或步驟是 互斥的。本發(fā)明不局限于任何前述實(shí)施方式的任何細(xì)節(jié)。本發(fā)明擴(kuò)展到本說明書（包括任 何附加權(quán)利要求書、摘要和附圖）中所披露的任何一個(gè)新穎的特征或者新穎的特征組合， 或者擴(kuò)展到所披露的任何方法的任何一個(gè)新穎的步驟或者新穎的步驟組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援系統(tǒng)，包括： 主干節(jié)點(diǎn)，用于組成主干網(wǎng)絡(luò)，且所述主干節(jié)點(diǎn)的能量是可持續(xù)的； 普通節(jié)點(diǎn)，設(shè)置在主干網(wǎng)絡(luò)的覆蓋空隙中，能夠獲取自身的能量信息和位置信息， 當(dāng)主干節(jié)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，通過主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié) 點(diǎn)，并向救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息； 救援節(jié)點(diǎn)，與主干節(jié)點(diǎn)連接，能夠移動且能夠獲取自身的位置信息，在救援節(jié)點(diǎn)接收到 救援信息時(shí)，根據(jù)救援信息中包含的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息和自身的位置信息進(jìn)行 移動控制，移動至發(fā)送救援信息的主干節(jié)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，并代替出現(xiàn)能量危 機(jī)的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量信息是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的剩余能量值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述救援節(jié)點(diǎn)均勻的分布在無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)中，或者隨機(jī)分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主干節(jié)點(diǎn)包括充電裝置，用 于在救援節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)對救援節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電。
5. -種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)救援方法，包括： 步驟1，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息； 步驟2,根據(jù)所述能量信息判斷下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)能量危機(jī)； 步驟3,當(dāng)步驟2的判斷結(jié)果是所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)能量危機(jī)時(shí)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過 主干網(wǎng)絡(luò)搜索救援節(jié)點(diǎn)； 步驟4,當(dāng)搜索到救援節(jié)點(diǎn)時(shí)，向所述搜索到的救援節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援信息，占用所述救援 節(jié)點(diǎn)； 步驟5,所述救援節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述救援信息中包含的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息和自 身的位置信息進(jìn)行移動控制，移動至發(fā)送救援信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，并代替出現(xiàn) 能量危機(jī)的所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括： 步驟6,當(dāng)數(shù)據(jù)通信任務(wù)執(zhí)行完后，釋放所述救援節(jié)點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟2進(jìn)一步包括： 判斷所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的能量信息是否低于預(yù)設(shè)閾值，如果低于預(yù)設(shè)閾值則表示出現(xiàn) 能量危機(jī)，反之則表示沒有出現(xiàn)能量危機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟3進(jìn)一步包括： 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為主干節(jié)點(diǎn)時(shí)，判斷是否存在與自身連接的未被占用的空閑救援 節(jié)點(diǎn)，如果存在則表示成功搜索到救援節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不是主干節(jié)點(diǎn)或不存在與之連接的空閑救援節(jié)點(diǎn)時(shí)，則向與當(dāng)前 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)送救援搜索信息； 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)與救援節(jié)點(diǎn)連接，且所述救援節(jié)點(diǎn)未被占用時(shí)，則接收與救援節(jié)點(diǎn) 連接的最近的主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索確認(rèn)信息，表示成功搜索到了救援節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)最近的主干節(jié)點(diǎn)沒有與任何空閑救援節(jié)點(diǎn)連接，則最近的主干節(jié)點(diǎn)將所述搜索救援 節(jié)點(diǎn)的救援搜索信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他主干節(jié)點(diǎn)，直至接收到其中一個(gè)主干節(jié)點(diǎn)發(fā)來的搜索確認(rèn) 信息，表示成功搜索到了空閑救援節(jié)點(diǎn)，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)搜索救援節(jié)點(diǎn)的信息，直到搜到空閑 救援節(jié)點(diǎn)為止。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述能量信息是節(jié)點(diǎn)的剩余能量值，所述 救援信息包括所述下一轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的位置信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述救援節(jié)點(diǎn)均勻的分布在無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)中，或者隨機(jī)分布。
【文檔編號】H04W84/18GK104105156SQ201410331440
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】楊桂松, 何杏宇, 鄔春學(xué), 蔣林華, 王偉, 肖賓杰 申請人:上海理工大學(xué)