一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法与流程

技术特征：
1.一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，所述方法基于一个无线网关和多个无线传感器组成的无线传感器通信网络实现，其特征在于，步骤如下：无线网关将预设的周期划分为等长的n个时间片，无线网关接收到无线传感器的注册消息后，将一个或者多个连续的时间片视作一个时间窗口分配给无线传感器，并为传感器设置失联时间；无线网关实现无线传感器的注册，与无线传感器进行时钟同步，为无线传感器分配时间窗口；无线网关与无线传感器在时间窗口内进行数据传输；无线网关维护无线传感器注册信息，注销失联的无线传感器；无线传感器向无线网关请求注册，同步系统时钟，获取时间窗口，并在时间窗口内自动唤醒，与无线网关进行数据传输，完成数据传输后进入休眠；通过上述步骤实现了无线传感器注册、注销、数据通信和休眠的组网过程。2.根据权利要求1所述的一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，其特征在于：所述无线网关将时间窗口分配给无线传感器的方法为：无线网关维护系统时钟，并以系统时钟为基准，将预设的周期划分为n个等长的时间片；无线网关在接收到未注册无线传感器的注册消息后，将一个或者多个连续的空闲时间片视作时间窗口，分配给无线传感器，时间窗口内时间片的数量根据无线传感器节点需要传输的数据量的不同决定；已注册的无线传感器在时间窗口内与无线网关进行数据通信；无线网关设定传感器的超时失联时间，无线网关超过失联时间未收到传感器数据时，判定无线传感器为失联状态，无线网关注销失联的无线传感器，释放对应的时间窗口和时间片。3.根据权利要求1所述的一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，其特征在于：所述无线网关实现无线传感器的注册方法为：无线网关监听无线网络中的无线传感器注册信息；无线传感器发送传感器节点注册信息到无线网关，注册信息中包括无线传感器设备id、传输数据量以及需要的时间窗口大小；无线网关接收到无线传感器节点的注册信息后，为无线传感器节点分配时间窗口，标记对应的时间片为已分配状态，无线网关记录对应的无线传感器id、分配的时间窗口和时间片信息；无线网关向无线传感器回复注册结果，其中包括时钟校准信息以及分配给无线传感器的时间窗口信息；若无线传感器接收到无线网关的注册结果，表示注册成功，无线传感器校准传感器时钟，并设置传感器的时间窗口信息；若无线传感器未接收到无线网关的注册结果，表示注册失败，无线传感器进入休眠状态，在间隔一定时间后再次注册。4.根据权利要求1所述一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，其特征在于，所述一种无线网关与无线传感器在时间窗口内进行数据传输的方法为：无线传感器在无线网关分配的时间窗口到来时唤醒，并向无线网关发送注册信息，无线传感器在收到无线网关的注册结果后，根据注册结果校准时钟并保存无线传感器对应的时间窗口信息；无线传感器在无线网关分配的时间窗口内与无线网关进行数据传输；无线传感器在无线网关分配的时间窗口之外，或数据传输结束后结束数据传输过程。5.根据权利要求1所述一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，其特征在于，所述无线网关维护无线传感器注册信息的方法为：无线网关收到无线传感器的注册信息后，核对无线传感器id、时间窗口和时间片信息，刷新无线传感器的注册时间；无线网关在每个预设周期内查询已经注册传感器的注册时间，并同当前时间进行比对，超过失联时间后，注销对应无线传感器注册信息，释放该传感器id以及对应的时间窗口和时间片，把对应的时间片标记为空闲状态。
6.根据权利要求4所述一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法，其特征在于：所述的无线传感器在无线网关分配的时间窗口之外或传输数据完成后，无线传感器关闭无线通信功能，进入休眠状态，降低功耗。

技术总结
本发明公开了一种基于时间窗口的低功耗无线传感器组网方法。该无线传感器组网方法基于一个无线网关和多个无线传感器组成的无线传感器通信网络，包括无线网关把预设周期划分为N个等长的时间片，设定失联时间，接收无线传感器注册消息，为无线传感器分配一个或多个连续的时间片作为时间窗口，在时间窗口内与无线传感器进行数据通信；无线传感器定时唤醒，发送注册信息，同步系统时钟，获取时间窗口，在时间窗口内与无线网关进行数据通信，通信完成后休眠；无线网关注销失联的无线传感器，开放对应的时间窗口；失联的无线传感器再次注册后获取新的时间窗口。本方法能够提高无线传感器通信网络的灵活性，降低无线传感器的功耗。降低无线传感器的功耗。降低无线传感器的功耗。


技术研发人员：赵玉雷 郑玉静 王威 范自来
受保护的技术使用者：天津通信广播集团有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2022/12/30