低功耗传感器网络信道调整方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本公开涉及无线通信技术领域，具体涉及一种低功耗传感器网络信道调整方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.无线低功耗传感器网络主要由传感节点和汇聚节点组成，用于采集业务所需的数据并对数据进行传输、分析和融合。其中，传感节点负责感知设备状态，采集数据，并通过无线网络接入汇聚节点；汇聚节点具备简单计算终端接入功能。
3.在无线低功耗传感器网络中，传感节点通过通信信道向汇聚节点上报业务数据，该通信信道是单向传输信道，且传感节点与汇聚节点之间的通信信道是预先设置好的，在传感节点工作时无法更改。由于无线链路容易受到无线电干扰、工业干扰、天线干扰以及内部干扰等影响，预先设置的通信链路可能不可靠，且常常并非最优信道，导致传感节点无法及时可靠地上报传感器采集的业务数据。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种低功耗传感器网络信道调整方法、装置、电子设备及介质。
5.第一方面，本公开实施例中提供了一种低功耗传感器网络信道调整方法。
6.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整方法由汇聚节点执行，包括：在业务子周期内，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文；在管理子周期内，确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n均为正整数。
7.根据本公开的实施例，所述确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，包括：确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比。
8.根据本公开的实施例，所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。
9.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：
切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
10.根据本公开的实施例，所述业务信道为单向传输信道，所述管理信道为双向传输信道。
11.第二方面，本公开实施例中提供了另一种低功耗传感器网络信道调整方法。
12.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整方法由传感节点执行，包括：在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；在管理子周期内，所述传感节点通过管理信道接收所述汇聚节点发送的调整指令，并根据所述调整指令调整所述传感节点的业务信道；其中，所述调整指令是所述汇聚节点在根据上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时发送的，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期，m和n均为正整数。
13.根据本公开的实施例，所述在业务子周期内，传感节点分别通过业务信道发送的业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态。
14.根据本公开的实施例，所述在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，在随机退避一个时钟后，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点。
15.根据本公开的实施例，还包括：在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。
16.根据本公开的实施例，还包括：所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，以实现时钟同步。
17.根据本公开的实施例，所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，包括：所述传感节点接收所述汇聚节点发送的前导码和同步码，并记录接收到所述前导码和同步码时自身的本地时间t1，所述同步码中包括时间戳t；所述传感节点接收所述汇聚节点发送的数据包，并记录接收到所述数据包时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
18.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
19.第三方面，本公开实施例中提供了又一种低功耗传感器网络信道调整方法。
20.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整方法由汇聚节点和传感节点执行，包括：在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；在管理子周期内，所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n为正整数。
21.根据本公开的实施例，所述在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态；在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。
22.根据本公开的实施例，所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比；当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，所述汇聚节点通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。
23.根据本公开的实施例，还包括：所述汇聚节点发送前导码和同步码至所述传感节点，所述同步码中包括时间戳t；所述汇聚节点发送数据包至所述传感节点；所述传感节点接收所述前导码和同步码，并记录此时自身的本地时间t1；所述传感节点接收所述数据包，并记录此时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
24.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
25.第四方面，本公开实施例中提供了一种低功耗传感器网络信道调整装置。
26.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于汇聚节点，包括：第一接收单元，被配置为在业务子周期内，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文；第一确定单元，被配置为在管理子周期内，确定在上n个管理周期接收到的传感节
点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；第一调整单元，被配置为当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n均为正整数。
27.根据本公开的实施例，所述确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，包括：确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比。
28.根据本公开的实施例，所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。
29.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度根据本公开的实施例，所述业务信道为单向传输信道，所述管理信道为双向传输信道。
30.第五方面，本公开实施例中提供了另一种低功耗传感器网络信道调整装置。
31.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于传感节点，包括：第一发送单元，被配置为在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；第二调整单元，被配置为在管理子周期内，所述传感节点通过管理信道接收所述汇聚节点发送的调整指令，并根据所述调整指令调整所述传感节点的业务信道；其中，所述调整指令是所述汇聚节点在根据上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时发送的，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期，m和n均为正整数。
32.根据本公开的实施例，所述在业务子周期内，传感节点分别通过业务信道发送的业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态。
33.根据本公开的实施例，所述在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，在随机退避一个时钟后，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点。
34.根据本公开的实施例，还包括：在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状
态，随机等待下一次激活。
35.根据本公开的实施例，还包括：所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，以实现时钟同步。
36.根据本公开的实施例，所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，包括：所述传感节点接收所述汇聚节点发送的前导码和同步码，并记录接收到所述前导码和同步码时自身的本地时间t1，所述同步码中包括时间戳t；所述传感节点接收所述汇聚节点发送的数据包，并记录接收到所述数据包时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
37.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
38.第六方面，本公开实施例中提供了又一种低功耗传感器网络信道调整装置。
39.具体地，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于汇聚节点和传感节点，包括：第二发送单元，被配置为在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；第二确定单元，被配置为在管理子周期内，所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；第三调整单元，被配置为当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n为正整数。
40.根据本公开的实施例，所述在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态；在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。
41.根据本公开的实施例，所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比；当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二
阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，所述汇聚节点通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。
42.根据本公开的实施例，还包括：所述汇聚节点发送前导码和同步码至所述传感节点，所述同步码中包括时间戳t；所述汇聚节点发送数据包至所述传感节点；所述传感节点接收所述前导码和同步码，并记录此时自身的本地时间t1；所述传感节点接收所述数据包，并记录此时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
43.根据本公开的实施例，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
44.第七方面，本公开实施例提供了一种芯片，所述芯片包括如第四至第六方面中任一项所述的装置。
45.第八方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如第一至第三方面中任一项所述的方法。
46.第九方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如第一至第三方面中所述的方法。
47.根据本公开实施例提供的技术方案，在业务子周期内，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文；在管理子周期内，确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道。采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
48.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
49.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中。
50.图1示出根据本公开实施例的低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。
51.图2a-图2d示出根据本公开的实施例的低功耗传感器网络信道调整方法的应用场景的示意图。
52.图3示出根据本公开实施例的另一低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。
53.图4示出根据本公开的实施例的又一低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。
54.图5示出根据本公开的实施例的低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。
55.图6示出根据本公开的实施例的另一低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。
56.图7示出根据本公开的实施例的又一低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。
57.图8示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
58.图9示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
59.下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
60.在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
61.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
62.上文提及，在无线低功耗传感器网络中，传感节点通过通信信道向汇聚节点上报业务数据，该通信信道是单向传输信道，且传感节点与汇聚节点之间的通信信道是预先设置好的，在传感节点工作时无法更改。由于无线链路容易受到无线电干扰、工业干扰、天线干扰以及内部干扰等影响，预先设置的通信链路可能不可靠，且常常并非最优信道，导致传感节点无法及时可靠地上报传感器采集的业务数据。
63.鉴于此，本公开实施例提出一种低功耗传感器网络信道调整方法，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
64.图1示出根据本公开实施例的低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。如图1所示，所述低功耗传感器网络信道调整方法由汇聚节点执行，包括以下步骤s101-s103，在步骤s101中，在业务子周期内，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文；在步骤s102中，在管理子周期内，确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；在步骤s103中，当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n均为正整数。
65.在本公开实施例中，所述低功耗传感器网络可以用是由部署在监测区域内大量的微型传感器组成的网络。它是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作的方式感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并终把这些信息发送给网络汇聚点。无线传感器网络主要实现了数据的采集、处理和传输三种功能。其中，所述传感器所在的节点构成传感节点，所述网络汇聚点所在的节点构成汇聚节点。如图2a所示，所述汇聚节点可以与一个或多个传感节点通信，所述传感节点可以通过业务信道向所述汇聚节点发送业务报文，所述传感节点还可以通过管理信道向所述汇聚节点发送请求消息和确认消息，所述汇聚节点可以通过所述管理信道向所述传感节点发送
应答消息和控制消息。
66.在本公开实施例中，所述传感节点和所述汇聚节点均可以周期性工作。如图2b所示，所述传感节点以业务子周期为周期进行工作，所述汇聚节点以多个所述业务子周期以及一个管理子周期之和为周期进行工作，所述汇聚节点的工作周期可以记为管理周期。在一个管理周期中，业务子周期的个数可以根据需要设置，当希望对传感节点的管理更精确时，可以设置一个管理周期中包括的业务子周期数量较少，当希望对传感节点的管理成本更低时，可以设置一个管理周期中包括的业务子周期数量较多。此外，管理周期的长度还可以综合考虑与汇聚节点连接的多个传感周期的业务子周期的长度后设置，此处不做限制。所述汇聚节点在所述业务子周期通过业务信道接收并统计所述传感节点发送的业务报文，然后在所述管理子周期根据统计结果判断是否调整所述传感节点的业务信道。
67.在本公开实施例中，在每一业务子周期内，汇聚节点首先通过业务信道接收传感节点发送的业务报文。具体地，在低功耗传感器网络中，传感节点平时均处于休眠模式以实现省电，只有在特定时隙才会自休眠状态激活，如图2c所示，传感节点在每一业务子周期激活一次，并在激活后通过业务信道发送业务报文至所述汇聚节点。与传感节点不同，低功耗传感器网络中的汇聚节点无需休眠，其始终处于工作状态。如图2d所示，所述汇聚节点始终监听管理信道，在通过管理信道接收到传感节点发送的请求消息后，首先通过管理信道向所述传感节点发送应答消息，然后在通过管理信道收到传感节点再次发送的确认消息后，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文。
68.在本公开实施例中，所述汇聚节点首先在所述管理子周期对上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文进行统计，确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，其中，n为正整数，可以根据实际需要设置，此处不做限制。在本公开的一个具体实施方式中，所述业务报文的特征值可以包括业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比。
69.在本公开实施例中，在完成对业务报文的统计后，所述汇聚节点可以根据统计结果判断是否调整传感节点的业务信道，具体地，可以设置当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道。其中，所述第一条件可以是确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值，所述第一阈值、第二阈值和第三阈值均可以根据实际需要设置，此处不做限制。
70.在本公开实施例中，所述调整所述传感节点的业务信道，包括切换所述传感节点的业务信道，和/或调整所述业务子周期长度。在本公开的一个具体实施方式中，若所述传感节点发送的业务报文的特征值满足上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，则表明当前网络可能存在严重干扰导致丢包或噪声较大，此时可以将所述传感节点的业务信道切换至另一通信质量更好的业务信道；若所述传感节点发送的业务报文的特征值满足在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发
送时间间隔的方差大于第三阈值，则表明该传感节点以当前业务子周期工作时，可能与其他传感节点发生碰撞，此时可以调整该传感节点的业务子周期的长度，以避开其他传感节点的激活时间，从而避免了碰撞。
71.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
72.图3示出根据本公开实施例的另一低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。如图3所示，所述低功耗传感器网络信道调整方法由传感节点执行，包括以下步骤s301-s303，在步骤s301中，在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；在步骤s302中，在管理子周期内，所述传感节点通过管理信道接收所述汇聚节点发送的调整指令，并根据所述调整指令调整所述传感节点的业务信道；其中，所述调整指令是所述汇聚节点在根据上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时发送的，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期，m和n均为正整数。
73.在本公开实施例中，所述低功耗传感器网络可以是由一个或多个传感节点与一个或多个汇聚节点组成的网络。其中，一个汇聚节点可以与一个或多个传感节点通信，所述传感节点可以通过业务信道向所述汇聚节点发送业务报文，所述传感节点还可以通过管理信道向所述汇聚节点发送请求消息和确认消息，所述汇聚节点可以通过所述管理信道向所述传感节点发送应答消息和控制消息。
74.在本公开实施例中，所述传感节点和所述汇聚节点均可以周期性工作。具体地，所述传感节点可以业务子周期为周期进行工作，所述汇聚节点可以多个所述业务子周期以及一个管理子周期之和为周期进行工作，所述汇聚节点的工作周期可以记为管理周期。在一个管理周期中，业务子周期的个数可以根据需要设置，当希望对传感节点的管理更精确时，可以设置一个管理周期中包括的业务子周期数量较少，当希望对传感节点的管理成本更低时，可以设置一个管理周期中包括的业务子周期数量较多。此外，管理周期的长度还可以综合考虑与汇聚节点连接的多个传感周期的业务子周期的长度后设置，此处不做限制。所述汇聚节点在所述业务子周期通过业务信道接收并统计所述传感节点发送的业务报文，然后在所述管理子周期根据统计结果判断是否调整所述传感节点的业务信道。
75.在本公开实施例中，在每一业务子周期内，传感节点首先通过业务信道发送的业务报文至汇聚节点。具体地，在低功耗传感器网络中，传感节点平时均处于休眠模式以实现省电，只有在特定时隙才会自休眠状态激活，所述特定时隙可以是每一业务子周期的起始时间，也可以是每一业务子周期的中间时间，此处不做限制。传感节点在每一业务子周期激活一次，所述传感节点激活后首先确定业务信道是否为空闲，若为空闲，则通过业务信道向所述汇聚节点发送业务报文，并在发送完成后再次进入休眠状态，直至下一业务子周期再次被激活。其中，所述传感节点在确定所述业务信道为空闲时，为了避免与网络中可能存在的同时被激活的其他传感节点发生碰撞，可以在随机退避第一时间长度后再向所述汇聚节点发送业务报文，所述第一时间长度例如可以是一个时钟。若所述传感节点在激活后确定所述业务信道为忙，则该激活的传感节点进入休眠状态，在该业务子周期中随机等待下一次激活。
76.在本公开实施例中，所述传感节点在一个管理周期内，完成了所有业务子周期中的业务上报后，进入该管理周期的管理子周期，此时所述传感节点可以通过管理信道接收所述汇聚节点发送的调整指令，并根据所述调整指令调整该传感节点的业务信道，其中，所述调整指令是所述汇聚节点在根据上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时发送的， n为正整数。在本公开的一个具体实施方式中，所述业务报文的特征值可以包括业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比，所述第一条件可以是确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值，所述第一阈值和第二阈值均可以根据实际需要设置，此处不做限制。
77.在本公开实施例中，所述调整所述传感节点的业务信道，包括切换所述传感节点的业务信道，和/或调整所述业务子周期长度。在本公开的一个具体实施方式中，若所述传感节点发送的业务报文的特征值满足上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，则表明当前网络可能存在严重干扰导致丢包或噪声较大，此时可以将所述传感节点的业务信道切换至另一通信质量更好的业务信道；若所述传感节点发送的业务报文的特征值满足在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值，则表明该传感节点以当前业务子周期工作时，可能与其他传感节点发生碰撞，此时可以调整该传感节点的业务子周期的长度，以避开其他传感节点的激活时间，从而避免了碰撞。
78.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
79.在本公开实施例中，由于一个汇聚节点可以与多个传感节点通信，且该多个传感节点共用一条业务信道来实现业务报文的发送，并共用一条管理信道来实现控制消息、请求消息等的收发，因此各传感节点之间需要进行时钟同步。在本公开实施例中，可以汇聚节点的时间为基准调整传感节点的逻辑时钟，以实现传感节点的时钟同步。具体地，所述传感节点可以首先接收所述汇聚节点发送的前导码和同步码，并记录接收到所述前导码和同步码时自身的本地时间t1，所述同步码中包括时间戳t，然后接收所述汇聚节点发送的数据包，并记录接收到所述数据包时自身的本地时间t2，接着获取自身的业务报文的传输时间nt，最后根据公式将所述传感节点自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
80.采用本公开实施例提供的技术方案，以汇聚节点的时间为基准调整传感节点的逻辑时钟，实现了传感节点的时钟同步，进一步提高了判断信道是否需要进行调整的精度。
81.图4示出根据本公开实施例的又一低功耗传感器网络信道调整方法的流程图。如图4所示，所述低功耗传感器网络信道调整方法由汇聚节点和传感节点执行，包括以下步骤s401-s403，在步骤s401中，在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节
点；在步骤s402中，在管理子周期内，所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；在步骤s403中，当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n为正整数。
82.在本公开实施例中，所述在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态；在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。
83.在本公开实施例中，所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比；当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，所述汇聚节点通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。
84.在本公开实施例中，所述方法还包括：所述汇聚节点发送前导码和同步码至所述传感节点，所述同步码中包括时间戳t；所述汇聚节点发送数据包至所述传感节点；所述传感节点接收所述前导码和同步码，并记录此时自身的本地时间t1；所述传感节点接收所述数据包，并记录此时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
85.在本公开实施例中，所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
86.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
87.图5示出根据本公开的实施例的低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。如图5所示，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于汇聚节点，包括：第一接收单元501，被配置为在业务子周期内，通过业务信道接收传感节点发送的业务报文；第一确定单元502，被配置为在管理子周期内，确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；第一调整单元503，被配置为当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n均为正整数。
88.在本公开实施例中，所述确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报
文的特征值，包括：确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比。所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或所述在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。所述业务信道为单向传输信道，所述管理信道为双向传输信道。
89.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
90.图6示出根据本公开的实施例的另一低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。如图6所示，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于传感节点，包括：第一发送单元601，被配置为在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；第二调整单元602，被配置为在管理子周期内，所述传感节点通过管理信道接收所述汇聚节点发送的调整指令，并根据所述调整指令调整所述传感节点的业务信道；其中，所述调整指令是所述汇聚节点在根据上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时发送的，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期，m和n均为正整数。
91.在本公开实施例中，所述在业务子周期内，传感节点分别通过业务信道发送的业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态。所述在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，在随机退避一个时钟后，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点。在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
92.在本公开实施例中，还包括：所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，以实现时钟同步。所述传感节点根据所述汇聚节点的时间信息调整自己的逻辑时钟，包括：所述传感节点接收所述汇聚节点发送的前导码和同步码，并记录接收到所述前导码和同步码时自身的本地时间t1，所述同步码中包括时间戳t；所述传感节点接收所述汇聚节点发送的数据包，并记录接收到所述数据包时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
93.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感
器网络的传输可靠性和传输质量。
94.图7示出根据本公开的实施例的又一低功耗传感器网络信道调整装置的结构框图。如图7所示，所述低功耗传感器网络信道调整装置位于汇聚节点和传感节点，包括：第二发送单元701，被配置为在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点；第二确定单元702，被配置为在管理子周期内，所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的特征值，所述管理周期包括m个业务子周期和一个管理子周期；第三调整单元703，被配置为当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，所述调整指令用于调整所述传感节点的业务信道，其中，m和n为正整数。
95.在本公开实施例中，所述在业务子周期内，传感节点通过业务信道发送业务报文至汇聚节点，包括：所述传感节点在当前业务子周期中自休眠状态激活；在激活的所述传感节点确定业务信道空闲时，通过所述业务信道发送业务报文至汇聚节点，并在发送完成后再次进入休眠状态；在激活的所述传感节点确定业务信道为忙时，该激活的所述传感节点进入休眠状态，随机等待下一次激活。所述当所述传感节点发送的业务报文的特征值满足第一条件时，通过管理信道发送调整指令至所述传感节点，包括：所述汇聚节点确定在上n个管理周期接收到的传感节点发送的业务报文的数量、发送时间间隔和/或信噪比；当确定的在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的数量小于第一阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的信噪比小于第二阈值，和/或在上n个管理周期接收到的所述传感节点发送的业务报文的发送时间间隔的方差大于第三阈值时，所述汇聚节点通过管理信道发送调整指令至所述传感节点。所述调整所述传感节点的业务信道，包括：切换所述传感节点的业务信道；和/或调整所述业务子周期长度。
96.在本公开实施例中，还包括：所述汇聚节点发送前导码和同步码至所述传感节点，所述同步码中包括时间戳t；所述汇聚节点发送数据包至所述传感节点；所述传感节点接收所述前导码和同步码，并记录此时自身的本地时间t1；所述传感节点接收所述数据包，并记录此时自身的本地时间t2；所述传感节点获取自身的业务报文的传输时间nt；所述传感节点将自身的逻辑时钟调整为tr=t nt (t2-t1)，其中，tr为所述传感节点的当前时间。
97.采用本公开实施例提供的技术方案，通过增设管理信道对低功耗传感器网络的业务信道进行调整，实现了低功耗传感器网络的业务信道动态分配支持，提高了低功耗传感器网络的传输可靠性和传输质量。
98.本公开实施例还提供一种芯片，所述芯片包括上述低功耗传感器网络信道调整装置，所述装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为芯片的部分或者全部。
99.本公开还公开了一种电子设备，图8示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
100.如图8所示，所述电子设备包括存储器和处理器，其中，存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现根据本公开的实施例的方法。
101.图9示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
102.如图9所示，计算机系统包括处理单元，其可以根据存储在只读存储器（rom）中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器（ram）中的程序而执行上述实施例中的各种方法。在ram中，还存储有计算机系统操作所需的各种程序和数据。处理单元、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出（i/o）接口也连接至总线。
103.以下部件连接至i/o接口：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信过程。驱动器也根据需要连接至i/o接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。其中，所述处理单元可实现为cpu、gpu、tpu、fpga、npu等处理单元。
104.特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。
105.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
106.描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
107.作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
108.以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。