一种用于周期性数据传输无线传感器网络的组网方法 【技术领域】
本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及用于无线传感器网络组网技术。
背景技术
无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)被认为是21世纪最重要的技术之一，是众多的传感器通过无线通信的方式，相互联系，处理、传递信息的网络。该网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，可以实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，传送给所需用户。无线传感器网络在军事、工业、交通、安全、医疗、探测以及家庭和办公环境等很多方面都有着广泛的用途，其研究、开发和应用，关系到国家安全、经济发展等各个重大方面，近年来在国际上引起了广泛的重视和投入。图1为无线传感器网络典型图。
已有的无线传感器网络的自组织网络重构方法，重构网络时时使用的无线通讯次数多而且网络拓扑变化响应慢。由于传感器的通讯容易收到外界的瞬时的强信号的干扰，往往出现通讯时断时续的情况。如果使用原有的重构方法，往往会导致网络拓扑频繁的出现大的变化，传感器间的数据通讯得不到保障。
【发明内容】
本发明针对上述现有技术的问题和不足之处，提出了一个稳定、安全、可靠的用于无线传感器网络的自组织网络重构方法。
本发明是这样实现的：一种用于无线传感器网络的自组织网络重构方法，包括有：
1.无线传感器网络的重构方法(参见图3所示)
1)网络中的节点定期发出探测消息，供周围的邻居节点接收。
2)每个节点都监听周围节点的探测消息，若收到某个邻居节点的探测消息则表明该节点通信正常；若连续多次不能收到邻居表中某个邻居节点的探测消息，表明该邻居节点出现故障，即该节点为失效节点：若失效节点为本节点的子节点，则转到(4)处理；如果失效节点为本节点的父节点，则转到(3)处理；如果失效节点不是本节点的父节点或子节点，则只需从邻居表中删除该节点。
3)如果是节点的父节点出现通信故障，表明该节点已经脱离网络，因此转入重新入网过程。
4)如果是节点的子节点出现通信故障，则向父节点发出路由更新消息。
2.节点重新入网过程
1)在自身的邻居节点中择优选择一个节点作为父节点，并向其发起入网请求。
2)若得到正确地应答，则向父节点发送路由更新消息，重新入网完成。
3)若没有得到应答，则选择另一个适合节点，并重复(1)步骤。图2为本发明提供的无线传感器网络图。
本方法可以使得各个无线传感器与基站之间建立有效、稳定的无线通讯网络。新无线传感器可以通过本方法加入到现有无线网络中；已经入网的无线传感器可是使用本方法维护现有网络，出现异常也能及时调整自身的网络连接，使无线传感器处于最优的通讯网络中。
优选地，无线网络建立与维护程序采用嵌入式程序。
优选的，除了网络维护消息外，无线传感器间都使用点对点通讯，并且不同的消息都有不同形式的应答，从而保证数据正确、及时的上传。
优选地，无线传感器能够根据通信状况自动调整其网络拓扑，以保证整个网络的健壮性与可靠性。
优选地，无线传感器网络采用多跳路由，并且能够根据网络通信和拓扑状况动态地调整网络中的传输路由，以保证整个网络的健壮性与可靠性。
本发明能够兼容不同硬件的无线传感器以及其他无线通信设备，通过增加相应的适配器而不改变已安装的无线网络，就能够完成异网间的通讯。
附图说明：
下面结合附图对本发明做出详细说明。
图1无线传感器网络典型图。
图2为本发明提供的无线传感器网络图。
图3为本发明提供的无线网络的自组织网络重构流程图。
图4为本发明提供的无线网络的自组织网络重构示意图。
【具体实施方式】
本发明包括安装有无线传感器设备并运行无线传感器的网络的建立及维护程序，运行无线通信模块并能够与通信基站或加入已有的无线通信网络。
1.公共事业表网的网络重构方法(参见图4所示)
1)公共事业表网(简称网络)中的无线设备(简称节点)定期发出探测消息，供周围的邻居节点接收。
2)如图所示，每个节点都监听周围节点的探测消息，若能收到某个邻居节点的探测消息则表明该节点通信正常；若连续多次不能收到邻居表中某个邻居节点的探测消息，表明该邻居节点出现故障，即该节点为失效节点。如图中所示，A、E、F(B节点的邻居节点)多次未能收到B的网络探测消息若，则节点A、E、F认为B节点为失效节点。对于E节点，失效节点为该节点的子节点，转到(4)处理；对于A节点，失效节点为该节点的父节点，转到(3)处理；对于F节点，失效节点既不是该节点的父节点也不是子节点，则只需从邻居表中删除该节点。
3)由于是自身的父节点失效，表明该节点A已经脱离网络，因此节点A转入重新入网过程。
4)由于是自身的子节点失效，所以节点E则向其父节点发出路由更新消息，屏蔽通向基站通向该失效节点的路由。
2.节点重新加入网络
1)节点A在自身的邻居节点中择优选择一个节点作为父节点，并向其发起入网请求。如图所示，节点A选择F作为新的父节点并发送入网请求。
2)节点F收到入网请求后，向子节点A节点发送入网请求应答，节点A重新入网完成。
3)若没有得到应答，节点A选择另一个适合节点，并重复(1)步骤。若所有适合的邻居节点都无应答，本节点则向其子节点发出断网消息，然后执行(1)过程。