[發明專利]信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法有效
| 申請號： | 202110831708.1 | 申請日： | 2021-07-22 |
| 公開（公告）號： | CN113556819B | 公開（公告）日： | 2023-10-24 |
| 發明（設計）人： | 楊鯤;張強;梅海波;沈軍;劉強;韋云凱 | 申請（專利權）人： | 電子科技大學長三角研究院（衢州） |
| 主分類號： | H04W72/0446 | 分類號： | H04W72/0446;H04W72/50;H04W84/18 |
| 代理公司： | 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340 | 代理人： | 王大剛 |
| 地址： | 324000 浙江省衢*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 信標 模式 zigbee 無線 傳感器 網絡 錯峰時隙 分配 方法 | ||
1.信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，包括：根據移動傳感器中采樣周期和緊急性對數據類型進行劃分，根據數據類型產生新的時隙請求幀承載數據類型信息，在競爭期內發送相應的時隙請求幀，在非競爭期內由協調器采用改進背包算法對到達的時隙請求幀完成時隙分配，而對于未被成功分配到時隙的節點，采用指數平滑算法來完成數據補全。
2.根據權利要求1所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，移動傳感器網絡中終端節點在應用層根據發送數據的相對采樣周期和緊急性確定其對延遲的敏感程度，完成數據類型的劃分。
3.根據權利要求2所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，結合數據類型的劃分，利用標準MAC層時隙請求幀中的保留位，其中幀的第六位和第七位分別承載數據的緊急性和相對周期大小信息，作為非競爭期內保證時隙的分配的核心參數。
4.根據權利要求1所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，時隙分配由協調器改進背包算法完成，改進背包算法包括：背包算法結合快速排序算法將已分配時隙的節點按照權值從高到低順序進行先后排序，在最大傳輸權值的基礎上保證異類數據的相對傳輸延遲。。
5.根據權利要求2所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，數據類型的劃分包括：數據類型包括長周期正常數據、長周期緊急數據、短周期正常數據和短周期緊急數據，且按照不同數據對于延遲的敏感程度從大到小排序依次為短周期異常數據、長周期緊急數據、短周期正常數據和長周期正常數據，數據類型的確定在節點的MAC上層應用層進行確定，并通過MLME-GTS.reuqest原語產生。
6.根據權利要求3所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，新的時隙請求幀的幀結構的第六位設置為緊急位，表示需要傳輸數據是否為緊急數據，若數據為緊急數據，則該位置為1，若為正常采樣數據，該位置為0；第七位設置為傳輸周期位，表示需要傳輸數據的傳輸周期大小，即相對于平均傳輸周期的大小，當節點的傳輸周期小于平均傳輸周期Tavr，為短周期數據類型，則該位置為1，當節點的傳輸周期大于平均傳輸周期Tavr，為長周期數據類型，且該位置為0。
7.根據權利要求5所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，設對于未成功分配到時隙的初始采樣數據從t＝0開始的時間序列為{Yt|t＝t1,t2,t3…tn}，指數平滑算法的輸出基于時間序列的模型則表示為{St|t＝t1,t2,t3…tn}，則一次指數平滑的遞推關系可以表達為：
St+1＝aYt+(1-a)St；
其中Yt為t時刻的采樣值，St為t時刻的指數平滑預測值，St+1為t+1時刻的指數平滑預測值，a為通過指數平滑算法的平滑系數，取值范圍為[0,1]。
8.根據權利要求1所述信標模式下ZigBee無線傳感器網絡錯峰時隙分配的方法，其特征在于，協調器接收到來自各無線傳感器節點的采樣周期，算出網絡中節點的平均采樣周期；假設有N個傳感器節點，每個節點的發送周期為Ti，則平均發送周期Tavr可以表示為：
對于第i個節點，當其數據發送周期Ti小于Tavr時，其為短周期數據，而當其數據發送周期Ti大于Tavr時，其為長周期數據。
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