专利汇可以提供基于正交溯源的WSN节点能量监测方法及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于 正交 溯源的WSN 节点 能量 监测方法及系统,包括:数据溯源阶段和节点能耗监测阶段;所述数据溯源阶段:配置 传感器 节点的正交标识,确定溯源信息的载体协议,通过路由节点的正交标识与溯源数据的 叠加 复用实现数据包传输过程中溯源信息的标记,基站收到数据包后,通过将数据包携带的溯源数据与所辖区域内各个传感器节点的正交标识分别进行规格化内积计算,得到参与当前数据包传输的传感器节点集合;所述节点能耗监测阶段:根据数据溯源模 块 所得到的参与当前数据包转发的传感器节点集合,分别更新集合中各传感器节点的剩余能量值,并对剩余能量低于临界值的节点触发低能量提示。,下面是基于正交溯源的WSN节点能量监测方法及系统专利的具体信息内容。
1.基于正交溯源的WSN节点能量监测方法,其特征是,包括:数据溯源和节点能耗监测两个阶段;
所述数据溯源阶段:对基站收到的数据包进行追溯,还原出参与该数据包传输的所有转发节点,所述数据溯源阶段包含三部分内容:(1.1):正交溯源配置:给无线传感器网络中所有传感器节点分配正交标识,以及确定溯源信息的载体协议;(1.2):溯源信息标记:各传感器节点对数据包中的溯源数据字段内容进行叠加复用;(1.3)提取转发节点:基站通过对溯源数据字段内容与所辖区域内各个传感器节点的正交标识进行规格化内积计算,得到参与当前数据包传输的传感器节点集合;
所述节点能耗监测阶段:对基站所辖区域内所有传感器节点设置节点能耗记录表,用于记录各节点的当前能量值;当收到数据包时,按照所述数据溯源阶段(1.3)得到参与该数据包传输的传感器节点集合,将集合中各传感器节点的当前能量值减去一个单跳转发能耗值,并将剩余能量值存入该节点的能耗记录表;通过能耗记录表对各节点的剩余能量进行监测。
2.如权利要求1所述的方法,其特征是,(1.1):正交溯源配置,包括以下两个子步骤:
步骤(1.1.1):分配正交标识;
无线传感器网络中的任意一个传感器节点Noder均分配有一个唯一且与其他传感器节点互为正交的正交标识Vr=(vr,1,vr,2,…,vr,n),vr,k=1或-1,k=1,2,...,n,n表示正交标识的维数;r=1,2,...,R,R表示传感器节点的个数;Noder表示第r个传感器节点;Vr表示第r个传感器节点的正交标识;vr,n表示第r个传感器节点的正交标识的第n项;
步骤(1.1.2):确定载体协议;
选取溯源信息的载体协议,根据载体协议的语法规则,在数据包的首部或数据包间隔位置设置溯源数据字段,用于携带溯源信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征是,(1.2):标记溯源信息;
数据包的源发送节点,在发送数据之前,将自己的正交标识写入当前数据包的溯源数据字段;数据包在传输过程中,每经过一个路由节点,在转发数据之前,该路由节点执行以下步骤:
步骤(1.2.1)读取当前数据包的溯源数据字段值Wk=(wk,1,wk,2,…,wk,n);
步骤(1.2.2)将溯源数据字段值Wk与自己的正交标识V=(v1,v2,…,vn)按公式1进行叠加运算;
Wk+1=Wk+V (公式1)
其中:Wk+1=(wk+1,1,wk+1,2,…,wk+1,n);wk+1,i=wk,i+vi,i=1,2,...,n步骤(1.2.3)将运算后的叠加编码Wk+1写入数据包的溯源数据字段。
4.如权利要求1所述的方法,其特征是,(1.3):提取转发节点;
基站收到数据包后,执行以下子步骤:
步骤(1.3.1):从数据包首部取出溯源数据字段值W=(w1,w2,...,wn);
步骤(1.3.2):用基站所辖区域内各节点的正交标识分别与W进行规格化内积计算;
设Vt=(vt,1,vt,2,…,vt,n)为所辖区域内任意节点Nodet的正交标识,则规格化内积计算公式如公式2;
若内积值τt≠0,则表示节点Nodet参与数据包的转发,若内积值τt=0,则表示该节点未参与数据包的转发;
步骤(1.3.3):得到参与当前数据包传输的转发节点集合C={Nodet|τt≠0},即:内积值不等于零的节点的集合。
5.如权利要求1所述的方法,其特征是,所述节点能耗监测阶段:
设N={node1,node2,...,nodem}为基站所辖区域内所有传感器节点的集合,m为节点数量;对任意noder∈N,测量该节点的能量满值,记为Er;测量该节点的单跳转发能耗值,记为er;设置该节点的最低能量临界值,记为Ur;
基站对其所辖区域内所有节点设置能耗记录表,对任意noder∈N,其能耗记录表包括:
节点地址Ar、节点标识Vr和剩余能量Yr;
对任意noder∈N,将其地址、正交标识和当前能量值写入其能耗记录表中的Ar、Yr和Yr表项;若noder为新节点,将其剩余能量Yr初始化为能量满值Er,即:Yr←Er,其中,“←”表示赋值;
基站收到数据包后,执行以下操作步骤:
步骤(2.1):按(1.3)对当前数据包进行溯源,得到溯源结果C;
步骤(2.2):对任意Nodek∈C,更新Nodek能耗记录表中的剩余能量Yk,将Yk设置为Yk减去一个单跳转发能耗值ek,即:Yk←(Yk-ek);
步骤(2.3):当剩余能量Yk<Uk时,触发低能量提示。
6.如权利要求2所述的方法,其特征是,所述步骤(1.1.1):
所述互为正交是指任意两个传感器节点Nodep和Nodeq的正交标识Vp=(vp,1,vp,2,…,vp,n)与Vq=(vq,1,vq,2,…,vq,n)相互正交,即:
7.如权利要求1所述的方法,其特征是,
无线传感器网络中每个基站都记录其所辖区域内各传感器节点的正交标识;
为减少正交标识的长度,根据无线传感器网络的规模设定仅在同一个基站的所辖区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性,或对无线传感器网络进行分区,设定在一个区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性。
8.如权利要求2所述的方法,其特征是,所述步骤(1.1.2)中:
所述载体协议是指作用于传感器节点与基站之间、能够携带溯源信息的WSN数据通信协议。
9.基于正交溯源的WSN节点能量监测系统,其特征是,包括:数据溯源模块和节点能耗监测模块;
所述数据溯源模块:用于实现对数据包传输过程的溯源,生成参与该数据包传输的转发节点集合,所述数据溯源模块由三部分组成:
正交标识分配单元:在基站或WSN管控站点中运行,其作用是:生成正交标识集,给WSN中各传感器节点分配正交标识;
溯源信息标记单元:在各传感器节点中运行,其作用是:当需要发送数据包时,将当前节点的正交标识写入数据包的溯源数据字段;当需要转发数据包时,读取该数据包的溯源数据字段,将所读取的溯源数据与当前传感器节点的正交标识进行叠加运算,并将运算结果写入数据包的溯源数据字段中;
提取路由节点单元:在基站中运行,其作用是:当收到数据包时,读取该数据包的溯源数据字段内容,通过对溯源数据与基站所辖区域内各个传感器节点的正交标识分别进行规格化内积计算,得到参与当前数据包转发的传感器节点集合;
所述节点能耗监测模块:在基站中运行,其作用是:对基站所辖区域内所有传感器节点,设置节点能耗记录表,记录各节点的当前能量值;根据数据溯源模块所得到的参与当前数据包转发的传感器节点集合,将集合中各传感器节点的当前能量值分别减去一个单跳转发能耗值,并将剩余能量值存入该节点的能耗记录表;对各节点的能耗记录表中的剩余能量值进行实时监测,对剩余能量低于临界值的节点触发低能量提示。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种无线体域网功率及速率的自适应调整方法 | 2020-05-08 | 758 |
一种基于信息时效性的无人机信息收集方法及装置 | 2020-05-11 | 10 |
一种健康信息数据监控系统 | 2020-05-11 | 851 |
一种高能效声电协同传输网络路由系统及方法 | 2020-05-08 | 44 |
一种大规模无线传感器感知系统及其M2M通信方法 | 2020-05-08 | 251 |
基于正交标识的WSN数据传输路径溯源方法及系统 | 2020-05-11 | 39 |
无线传感器网络节点防护装置 | 2020-05-08 | 892 |
基于指数平滑的水下无线传感器网络数据预测优化方法 | 2020-05-11 | 118 |
一种基于缓存节点过滤的无线传感器网络数据传输方法 | 2020-05-11 | 297 |
一种智能家居电表抄表系统 | 2020-05-08 | 519 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。