專利名稱：一種自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)和物聯(lián)網(wǎng)技術，尤其涉及一種自適應調整傳感網(wǎng)終端節(jié)點定時休眠周期的方法。
背景技術：
隨著傳感器技術、無線通信技術、網(wǎng)絡技術以及微機電系統(tǒng)等相關技術的發(fā)展，出現(xiàn)了由低成本、低功耗、小體積、多功能的傳感器終端節(jié)點所組成的無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)。它是通過部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器終端節(jié)點組成，以無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信息，并發(fā)送給觀察者或后臺服務器。無線傳感網(wǎng)絡與傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡不同，它具有資源有限、自組織、多跳路由、規(guī)模大、密度高等特點。由于傳感器終端節(jié)點資源有限、不能持續(xù)的補充能量，所以能耗是影響終端節(jié)點和整個網(wǎng)絡的生存時間的關鍵因數(shù)。面對這個問題，目前節(jié)能方式有很多種，大多數(shù)節(jié)能都是考慮路由算法，而終端節(jié)點主要的采用周期固定的定時休眠的方式達到節(jié)能的效果。隨著無線傳感器網(wǎng)絡在各種領域應用的不斷推廣，能耗是制約其發(fā)展的一大障礙，從多方面考慮節(jié)約終端節(jié)點能耗，成為一個迫切需要解決的問題。當前終端節(jié)點一般都是采用固定時間采集監(jiān)測區(qū)域數(shù)據(jù)，由于一般很多的傳感器數(shù)據(jù)都是連續(xù)變化的，并且數(shù)據(jù)變化的很慢或者一段時間段內數(shù)據(jù)呈現(xiàn)線性變化，固定時間的數(shù)據(jù)采集和傳輸影響節(jié)點休眠，使得節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送、監(jiān)聽、接收那些相同的數(shù)據(jù)，從而使得節(jié)點能耗消耗較大；并且當終端節(jié)點采集的數(shù)據(jù)大小變化較小或者一段時間內呈現(xiàn)線性變化時，終端節(jié)點依然采用固定時間定時休眠，會導致就浪費節(jié)點能耗，而對于數(shù)據(jù)變化很大的情況缺不能及時采集到數(shù)據(jù)的技術問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，使得終端節(jié)點的定時休眠時間動態(tài)改變，即能準確采集監(jiān)測區(qū)域傳的數(shù)據(jù)，又能降低顯著降低終端節(jié)點的能耗。本發(fā)明自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法包括如下步 驟a、獲取當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間t與數(shù)據(jù)量D的線性關系對終端節(jié)點當前的前k次采集數(shù)據(jù)的時間和數(shù)據(jù)量(tn_k，Dn_k)……(tn_2，Dn_2)、(tn_” Dlri)進行最小二乘法，所述η≥2，I≤k〈n ;b、根據(jù)所述時間t與數(shù)據(jù)量D的線性關系，通過當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間tn計算數(shù)據(jù)量預測值D, n；C、根據(jù)所述數(shù)據(jù)量預測值D' n與當前終端節(jié)點實際采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量Dn的偏差范圍自適應配置終端節(jié)點的定時休眠周期時間Tn;進一步的,所述步驟c具體為設置終端節(jié)點的最小休眠時間為LA=Id' n-Dn|,
若A與終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度屬于同一數(shù)量級，則Tn=UNT, N≥ 2 ；若A在終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的[10，20)倍數(shù)量級范圍內，則Tn=UT ；若A在終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的[20，50)倍數(shù)量級范圍內，則Tn=Tlri-T ；若A大于終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的50倍數(shù)量級范圍，則
權利要求
1.一種自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，包括如下步驟 a、獲取當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間t與數(shù)據(jù)量D的線性關系 對終端節(jié)點當前的前k次采集數(shù)據(jù)的時間和數(shù)據(jù)量(tn_k，Dn_k)……(tn_2，Dn_2)、(tn_1； Dn^1)進行最小二乘法,所述η彡2,1彡k〈n ； b、根據(jù)所述時間t與數(shù)據(jù)量D的線性關系，通過當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間tn計算數(shù)據(jù)量預測值D, n； C、根據(jù)所述數(shù)據(jù)量預測值D, n與當前終端節(jié)點實際采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量Dn的偏差范圍自適應配置終端節(jié)點的定時休眠周期時間Tn。
2.如權利要求2所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟c具體為 設置終端節(jié)點的最小休眠時間為Τ，所述D' η與Dn的絕對偏差為Α， 若A與終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度屬于同一數(shù)量級，則Tn=Tn-ANT, 2 ； 若A在終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的[10，20)倍數(shù)量級范圍內，則Tn=Tn-AT ； 若A在終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的[20，50)倍數(shù)量級范圍內，則Tn=Tlri-T ;若A大于終端節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度的50倍數(shù)量級范圍，則Ill α JL
3.如權利要求2所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟c中，配置Tn=Tlri-T時，TJT，則Tn=T。
4.如權利要求2所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟c中，配置ΓΜ=| Tn財，若TlriCT,則Tn=取靠近* Tn i的最小整數(shù)，若所述最小整數(shù)為0，則 Tn=T。
5.如權利要求I所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述k為3。
6.如權利要求I或5所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟c具體為
7.如權利要求2所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟C中，配置Tn=Tlri-T時，TJT，則τη=τ。
8.如權利要求2所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述步驟c中，配置
9.如權利要求6所述的自適應調整終端節(jié)點定時休眠周期的方法，其特征在于，所述a=l、b=5、C=IO0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自適應調整傳感網(wǎng)終端節(jié)點定時休眠周期的方法，本發(fā)明通過獲取當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間t與數(shù)據(jù)量D的線性關系后，再通過當前終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間tn計算數(shù)據(jù)量預測值D′n，再根據(jù)所述數(shù)據(jù)量預測值D′n與當前終端節(jié)點實際采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量Dn的偏差范圍自適應配置終端節(jié)點的定時休眠周期時間Tn。本發(fā)明用于無線傳感器網(wǎng)絡的終端節(jié)點，在終端節(jié)點數(shù)據(jù)變化不大，或者一段時間內線性變化的情況下能夠獲得更長的休眠時間，減少發(fā)送數(shù)據(jù)次數(shù)；在節(jié)點變化加快無上述規(guī)律的情況下減少休眠時間，從而獲得準確的數(shù)據(jù)值，即能準確采集監(jiān)測區(qū)域傳的數(shù)據(jù)，又能降低顯著降低終端節(jié)點的能耗，提高生存時間。
文檔編號H04W52/02GK102869079SQ20121035180
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者董曉俊, 韋云凱, 冷甦鵬, 毛玉明 申請人:電子科技大學