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1、10申请公布号CN104185240A43申请公布日20141203CN104185240A21申请号201410424184422申请日20140826H04W40/10200901H04W52/02200901G08C17/0220060171申请人成都联星微电子有限公司地址610000四川省成都市高朋大道5号72发明人郭阳斌经锋郭阳勇李晓龙刘小平74专利代理机构北京天奇智新知识产权代理有限公司11340代理人郭霞54发明名称一种协作多点工控采集数据传输方法57摘要在本发明提供的协作多点工控采集数据传输方法中，首先，工控采集节点通过综合考虑节点剩余能量及其局部拓扑关系选择组汇聚节点，从而对。
2、网络进行分汇聚组；然后，利用贪心算法在组汇聚节点集合中构造一条遍历所有组汇聚节点的组汇聚节点遍历链，并选择一个通信代价值最小的组汇聚节点作为链头节点与基地台直接通信，链两端组汇聚节点将数据沿链传输到链头节点，从而建立了多跳的数据传输路径；最后，工控采集节点把采集的数据传输到基地台。与现有方法相比，本发明考虑了节点的局部拓扑结构，并建立了多跳的数据传输路径，从而有效提高了网络的能耗效率，实现了工控采集节点能量的均衡消耗，延长了网络生命周期。51INTCL权利要求书3页说明书8页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书8页附图1页10申请公布号CN1041852。
3、40ACN104185240A1/3页21一种协作多点工控采集数据传输方法，其包括以下步骤S1、工控采集网络中的N个工控采集节点CI同时启动其内置的计时器T1，I1，2，3，N，在通信半径R内广播自身的剩余能量消息，接收各相邻工控采集节点CJ发送的剩余能量消息并保存在自身内置的相邻节点表中，J1，2，3，M，且MN；根据工控采集节点能量损耗模型计算自身发送和接收能量剩余消息后的当前剩余能量E1,I，并用E1,I更新其内置剩余能量表中的初始剩余能量E0,I；S2、所述各工控采集节点CI根据当前相邻节点表中所有相邻工控采集节点CJ的初始剩余能量E0,J，计算相邻工控采集节点CJ的平均剩余能量EAI。
4、S3、所述各工控采集节点CI启动其内置的组汇聚节点选择持续时间计时器T2，并根据下式设置其组汇聚节点表明消息的限时计时器TI，式中，P是一个随机均匀分布在09，1之间的实数值；S4、所述各工控采集节点CI在其限时计时器TI计时到时之前，查询是否收到所述相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息若所述工控采集节点CI收到一个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，则选择发出该组汇聚节点表明消息的相邻工控采集节点CJ为自己的组汇聚节点并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收组汇聚节点表明消息和发送加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I，并用E2,I更新其内置剩余。
5、能量表中的剩余能量E1,I；若所述工控采集节点CI收到K个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，1KM，则将这K个相邻工控采集节点CJ作为候选组汇聚节点CC，C1，K，并根据以下公式计算上式中，COSTC为工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信代价，DCI，CC是工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信距离，DCC，BS是候选组汇聚节点CC到基地台BS的距离，是调节DCI，CC与DCC，BS之间权重的参数且选定具有最小通信代价MINCOSTC的候选组汇聚节点CC为本工控采集节点CI的组汇聚节点并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收多条组汇聚节点表。
6、明消息和发送加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I，并用E2,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E1,I；若所述工控采集节点CI在其限时计时器TI计时到没有收到任何组汇聚节点表明消息，则在通信半径R内广播组汇聚节点表明消息，然后接收Z个相邻工控采集节点CJ发送的加入汇聚组消息，ZM，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身广播组汇聚节点表明消息和接收Z条加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I并用E2,I更新E1,I；S5、当已成为组汇聚节点的工控采集节点CI或CJ或CC设置的组汇聚节点选择持续时间计时器T2计时到，该工控采集节点CI或CJ或CC调整发射功率，向基地台BS报告其成为组汇聚节点消息，基。
7、地台BS据此计算组汇聚节点数量Y，并将各组汇聚节点标记为CHQ且Q权利要求书CN104185240A2/3页31，Y且YN，各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员标记为MEMQX，X1，且N，随即，当选为组汇聚节点的工控采集节点CI或CJ或CC根据工控采集节点能量损耗模型计算自身向基地台BS报告成为组汇聚节点消息后的当前剩余能量E3,I，并用E3,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E2,I；而未当选组汇聚节点的各工控采集节点CI或CC则令E3,IE2,I；S6、所述基地台BS从组汇聚节点集合CHQ中选择距基地台BS最远的一个组汇聚节点CHS作为组汇聚节点遍历链中的第一个节点，然后利用贪心算法找到离。
8、所述组汇聚节点CHS最近的相邻组汇聚节点CHT作为所述组汇聚节点遍历链中的第二个节点，以此类推，继续从未访问过的组汇聚节点中找到离所述相邻组汇聚节点CHT最近的相邻组汇聚节点作为组汇聚节点遍历链中的第三个节点，直至遍历组汇聚节点集合CHQ中的全部组汇聚节点而生成一条组汇聚节点遍历链；S7、所述基地台BS根据下式计算所述各组汇聚节点CHQ到基地台BS的能量权值WQ且Q1，Y式中，E3,CHQ为组汇聚节点CHQ的当前剩余能量，将具有最大能量权值的组汇聚节点CHU作为与基地台BS直接通信的链头节点；随即，基地台BS向各组汇聚节点CHQ广播组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息，同时，向全体工控采集节点C。
9、I广播数据传输指令；S8、所述各组汇聚节点CHQ接收组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息以及数据传输指令，并根据工控采集节点能量损耗模型计算自身组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息以及数据传输指令后的当前剩余能量E4,I，并用E4,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E3,I；所述各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX接收数据传输指令消息，并根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收数据传输指令后的当前剩余能量E4,I，并用E4,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E3,I；S9、所述各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX将采集数据传送给各自的组汇聚节点CHQ，并根据工控采集节点能量。
10、损耗模型计算自身发送采集数据后的当前剩余能量E5,I，并用E5,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E4,I；非链头节点的各组汇聚节点CHQ接收其汇聚组成员MEMQX发送的采集数据，并将接收数据与自身采集的数据进行融合，接收其在组汇聚节点遍历链中的下位相邻组汇聚节点传输的链数据，并将所述链数据和自身的融合数据作为新的链数据发送给其在组汇聚节点遍历链中的上位相邻组汇聚节点CHQ1或CHQ1，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收条采集数据、融合数据、接收和发送链数据后的当前剩余能量E5,I，并用E5,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E4,I；所述链头节点CHU接收其汇聚组成员MEMUX发送的采。
11、集数据，并对接收数据和自身采集数据进行融合；接收其第一、第二下位相邻组汇聚节点CHU1和CHU1传输的链数据，并将这两个链数据和自身的融合数据发送给基地台BS，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收；S10、当所述工控采集节点CI内置的计时器T1计时到，存活的各工控采集节点CI重新启动各自的计时器T1，进行下一轮的运行，由此周而复始，直到基地台BS接收不到所述工控权利要求书CN104185240A3/3页4采集网络中的任何数据，就判定工控采集节点CI全部失效。权利要求书CN104185240A1/8页5一种协作多点工控采集数据传输方法技术领域0001本发明涉及工控采集领域，尤其涉及一种协作多。
12、点工控采集数据传输方法。背景技术0002传统的工控采集是在工业控制机或PC机上安装相应的数据采集设备，就地进行数据采集及测量分析，是一种单机本地化的测量系统。随着社会技术的进步，工控采集需要面对的采集节点越来越多，数据也越来越庞大，而工业局域网和INTERNET的出现，使得通过网络系统进行工控采集的控制成为可能，同时，协作多点COMP技术的出现也为大量节点间数据的传输或汇总提供了解决方案。0003工控采集节点的感知、计算和通信能力有限，节点通常采用电池供电，能量有限而且不可再生，存在严重的能量约束问题。由于某些工控采集网络一般布设在恶劣的环境中，无法更换电池或更换电池的成本很高，如何更有效地使。
13、用工控采集节点的能量，对于延长整个网络的使用寿命至关重要。因此，需要使用一种能量高效的工控采集网络数据传输方法，把数据从源节点实时、可靠地传送到基地台，延长网络生命周期。0004另外，在目前用于数据传输的路由方法中，大都关注的是节点能量、路由跳数，忽略了节点的拓扑结构和路由的可靠性。具有最小跳数的路由不一定是最优路由，如果路由中包含不可靠路径，就降低了数据传输的可靠性。因此，如何设计一种能量高效的、完整的工控采集网络数据传输方法，成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。发明内容0005本发明的目的是通过以下技术方案实现的。0006根据本发明的实施方式，本发明提供了一种协作多点工控采集数据传输方法。
14、，其包括以下步骤0007S1、工控采集网络中的N个工控采集节点CI同时启动其内置的计时器T1，I1，2，3，N，在通信半径R内广播自身的剩余能量消息，接收各相邻工控采集节点CJ发送的剩余能量消息并保存在自身内置的相邻节点表中，J1，2，3，M，且MN；根据工控采集节点能量损耗模型计算自身发送和接收能量剩余消息后的当前剩余能量E1,I，并用E1,I更新其内置剩余能量表中的初始剩余能量E0,I；0008S2、所述各工控采集节点CI根据当前相邻节点表中所有相邻工控采集节点CJ的初始剩余能量E0,J，计算相邻工控采集节点CJ的平均剩余能量EAI0009S3、所述各工控采集节点CI启动其内置的组汇聚节点。
15、选择持续时间计时器T2，并根据下式设置其组汇聚节点表明消息的限时计时器TI，00100011式中，P是一个随机均匀分布在09，1之间的实数值；0012S4、所述各工控采集节点CI在其限时计时器TI计时到时之前，查询是否收到所述说明书CN104185240A2/8页6相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息0013若所述工控采集节点CI收到一个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，则选择发出该组汇聚节点表明消息的相邻工控采集节点CJ为自己的组汇聚节点并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收组汇聚节点表明消息和发送加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I，并用。
16、E2,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E1,I；0014若所述工控采集节点CI收到K个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，1KM，则将这K个相邻工控采集节点CJ作为候选组汇聚节点CC，C1，K，并根据以下公式计算00150016上式中，COSTC为工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信代价，DCI，CC是工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信距离，DCC，BS是候选组汇聚节点CC到基地台BS的距离，是调节DCI，CC与DCC，BS之间权重的参数且选定具有最小通信代价MINCOSTC的候选组汇聚节点CC为本工控采集节点CI的组汇聚节点并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采。
17、集节点能量损耗模型计算自身接收多条组汇聚节点表明消息和发送加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I，并用E2,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E1,I；0017若所述工控采集节点CI在其限时计时器TI计时到没有收到任何组汇聚节点表明消息，则在通信半径R内广播组汇聚节点表明消息，然后接收Z个相邻工控采集节点CJ发送的加入汇聚组消息，ZM，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身广播组汇聚节点表明消息和接收Z条加入汇聚组消息后的当前剩余能量E2,I并用E2,I更新E1,I；0018S5、当已成为组汇聚节点的工控采集节点CI或CJ或CC设置的组汇聚节点选择持续时间计时器T2计时到，该工控采集节点CI或C。
18、J或CC调整发射功率，向基地台BS报告其成为组汇聚节点消息，基地台BS据此计算组汇聚节点数量Y，并将各组汇聚节点标记为CHQ且Q1，Y且YN，各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员标记为MEMQX，X1，且N，随即，当选为组汇聚节点的工控采集节点CI或CJ或CC根据工控采集节点能量损耗模型计算自身向基地台BS报告成为组汇聚节点消息后的当前剩余能量E3,I，并用E3,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E2,I；而未当选组汇聚节点的各工控采集节点CI或CC则令E3,IE2,I；0019S6、所述基地台BS从组汇聚节点集合CHQ中选择距基地台BS最远的一个组汇聚节点CHS作为组汇聚节点遍历链中的第一个节。
19、点，然后利用贪心算法找到离所述组汇聚节点CHS最近的相邻组汇聚节点CHT作为所述组汇聚节点遍历链中的第二个节点，以此类推，继续从未访问过的组汇聚节点中找到离所述相邻组汇聚节点CHT最近的相邻组汇聚节点作为组汇聚节点遍历链中的第三个节点，直至遍历组汇聚节点集合CHQ中的全部组汇聚节点而生成一条组汇聚节点遍历链；0020S7、所述基地台BS根据下式计算所述各组汇聚节点CHQ到基地台BS的能量权值WQ说明书CN104185240A3/8页70021且Q1，Y0022式中，E3,CHQ为组汇聚节点CHQ的当前剩余能量，将具有最大能量权值的组汇聚节点CHU作为与基地台BS直接通信的链头节点；随即，基地台。
20、BS向各组汇聚节点CHQ广播组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息，同时，向全体工控采集节点CI广播数据传输指令；0023S8、所述各组汇聚节点CHQ接收组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息以及数据传输指令，并根据工控采集节点能量损耗模型计算自身组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息以及数据传输指令后的当前剩余能量E4,I，并用E4,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E3,I；0024所述各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX接收数据传输指令消息，并根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收数据传输指令后的当前剩余能量E4,I，并用E4,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E3,I；0025S9、。
21、所述各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX将采集数据传送给各自的组汇聚节点CHQ，并根据工控采集节点能量损耗模型计算自身发送采集数据后的当前剩余能量E5,I，并用E5,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E4,I；0026非链头节点的各组汇聚节点CHQ接收其汇聚组成员MEMQX发送的采集数据，并将接收数据与自身采集的数据进行融合，接收其在组汇聚节点遍历链中的下位相邻组汇聚节点传输的链数据，并将所述链数据和自身的融合数据作为新的链数据发送给其在组汇聚节点遍历链中的上位相邻组汇聚节点CHQ1或CHQ1，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收条采集数据、融合数据、接收和发送链数据后的当前剩。
22、余能量E5,I，并用E5,I更新其内置剩余能量表中的剩余能量E4,I；0027所述链头节点CHU接收其汇聚组成员MEMUX发送的采集数据，并对接收数据和自身采集数据进行融合；接收其第一、第二下位相邻组汇聚节点CHU1和CHU1传输的链数据，并将这两个链数据和自身的融合数据发送给基地台BS，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身接收；0028S10、当所述工控采集节点CI内置的计时器T1计时到，存活的各工控采集节点CI重新启动各自的计时器T1，进行下一轮的运行，由此周而复始，直到基地台BS接收不到所述工控采集网络中的任何数据，就判定工控采集节点CI全部失效。0029在本发明提供的协作多点工控采集数。
23、据传输方法中，首先，工控采集节点通过综合考虑节点剩余能量及其局部拓扑关系选择组汇聚节点，从而对网络进行分汇聚组；然后，利用贪心算法在组汇聚节点集合中构造一条遍历所有组汇聚节点的组汇聚节点遍历链，并选择一个通信代价值最小的组汇聚节点作为链头节点与基地台直接通信，链两端组汇聚节点将数据沿链传输到链头节点，从而建立了多跳的数据传输路径；最后，工控采集节点把采集的数据传输到基地台。与现有方法相比，本发明考虑了节点的局部拓扑结构，并建立了多跳的数据传输路径，从而有效提高了网络的能耗效率，实现了工控采集节点能量的均衡消耗，延长了网络生命周期。附图说明0030通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优。
24、点和益处对于本领域普通说明书CN104185240A4/8页8技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中0031附图1示出了根据本发明实施方式的一种协作多点工控采集数据传输方法流程图。具体实施方式0032下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。0033本发明所针对的工控采。
25、集网络是由N个工控采集节点CI和一个基地台BS组成，即I1，2，3，N，在本优选实施例中，取N100。N个工控采集节点CI随机均匀分布在100M100M的感知区域内，通常设各工控采集节点CI的通信半径R为30M，但其无线发射功率可控，能根据通信距离调整发射功率以最小的能量到达目的接收节点，从而可以与基地台BS直接通信。所有工控采集节点都保持时间同步，各工控采集节点CI部署后不再移动，并可以根据接收信号的强度计算出发送者到自己的近似距离，各工控采集节点CI均配置一个计时器T1和组汇聚节点选择持续时间计时器T2，在本优选实施例中，取T120S，T22S。在网络建立阶段，基地台BS向工控采集网络广播。
26、一个信号，各工控采集节点CI在接收到此信号后，根据接收信号的强度计算它到基地台的近似距离。0034各工控采集节点CI的能量损耗主要由发送数据、接收数据和数据融合等部分的能量损耗组成。工控采集节点CI发送数据时所消耗的能量ETXL,D由电路消耗和功率放大消耗两部分组成，可由下式表示00350036式中，L为工控采集节点发送数据的比特数，D为工控采集节点的数据传输距离，EELEC表示电路消耗的能量，D0为设定的数据传输距离阈值，FS和MP分别为采用自由空间模型和多路径衰减模型进行功率放大所需的能量。若数据传输距离D小于阈值D0，功率放大消耗采用自由空间模型，否则采用多路径衰减模型。工控采集节点CI。
27、接收L比特的数据消耗的能量由下式表示0037ERXLLEELEC0038若工控采集节点CI被选为组汇聚节点，由于组汇聚节点需要将汇聚组内成员节点采集的数据进行融合，数据融合也要消耗一定的能量，组汇聚节点融合L比特数据所消耗的能量由下式表示0039EDXLLEDF0040根据实际经验，传输1比特信息到100M距离需要的能量大约相当于执行3000条计算指令消耗的能量。因此，本发明忽略计算指令消耗的能量。在本发明中，全部工控采集节点剩余能量均为0才认为工控采集网络失效。0041在工控采集网络中，数据传输是以汇聚组为单元的，即在一轮时间内，工控采集网络中的工控采集节点按照一定规律组成多个汇聚组，每个汇。
28、聚组选出一个组汇聚节点，组说明书CN104185240A5/8页9汇聚节点将汇聚组内各工控采集节点采集的数据进行融合后发送到基地台，其详细步骤如下0042第一步广播剩余能量消息0043各工控采集节点CI同时启动计时器T1，并在通信半径内R广播自身的剩余能量消息，该消息包括工控采集节点的标识符和剩余能量。与此同时，接收各相邻工控采集节点CJ发送的剩余能量消息并保存在自身内置的相邻节点表中，J1，2，3，M，且MN。根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E1,I并更新其内置剩余能量表0044E1,IE0,IETXL1,RMERXL10045其中E0,I为工控采集节点CI在当前的初始剩余能。
29、量；ETX表示发送数据消耗的能量；ERX表示接收数据消耗的能量；R为工控采集节点CI的通信半径，L1为剩余能量消息的比特数。0046第二步计算平均剩余能量EAI0047各工控采集节点CI根据当前相邻节点表中的信息，计算所有相邻工控采集节点CJ的平均剩余能量EAI0048式中，E0,J为CI相邻工控采集节点CJ的剩余能量。0049第三步设定组汇聚节点表明消息限时计时器0050各工控采集节点CI启动组汇聚节点选择持续时间计时器T2，并根据下式设置其组汇聚节点表明消息的限时计时器TI，00510052式中，P是一个随机均匀分布在09，1之间的实数值。设置P是为了避免剩余能量相同的节点同时发出竞争组汇。
30、聚节点的消息。0053第四步发送组汇聚节点表明消息0054各工控采集节点CI在其限时计时器TI计时到时之前，查询是否收到相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，组汇聚节点表明消息包括工控采集节点的标识符。0055若收到一个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，自己放弃组汇聚节点竞争而选择发出该组汇聚节点表明消息的相邻工控采集节点CJ为自己的组汇聚节点，并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E2,I并更新其内置剩余能量表0056E2,IE1,IERXL2ETXL2，DCI,CJ，0057式中，L2为组汇聚节点表明消息的比特数，L2为加入汇聚组消。
31、息的比特数，DCI，CJ为工控采集节点CI到其组汇聚节点CJ的通信距离；0058若工控采集节点CI收到K个相邻工控采集节点CJ的组汇聚节点表明消息，1KM，则将这K个相邻工控采集节点CJ作为候选组汇聚节点CC，C1，K，并根据以下公式计算0059说明书CN104185240A6/8页100060上式中，COSTC为工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信代价；DCI，CC是工控采集节点CI到候选组汇聚节点CC的通信距离；DCC，BS是候选组汇聚节点CC到基地台BS的距离，是调节DCI，CC与DCC，BS之间权重的参数且在本优选实施例中，取选定具有最小通信代价MINCOSTC的候选组汇聚节点C。
32、C为本工控采集节点CI的组汇聚节点并向该组汇聚节点发送加入汇聚组消息，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E2,I并更新其内置剩余能量表0061E2,IE1,IKERXL2ETXL2，DCI，CC0062若工控采集节点CI的限时计时器TI计时到，没有收到任何组汇聚节点表明消息，则在通信半径R内广播组汇聚节点表明消息，若有Z个相邻工控采集节点CJ选择该工控采集节点CI作为组汇聚节点，就会向其发送加入汇聚组消息。当该工控采集节点CI接收到Z个相邻工控采集节点CJ发送的加入汇聚组消息后，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E2,I0063E2,IE1,IETXL2,RZERX。
33、L20064并用E2,I更新其内置剩余能量表。0065第五步生成组汇聚节点集合0066当已成为组汇聚节点的工控采集节点CI或CJ或CC设置的组汇聚节点选择持续时间计时器T2计时到，该工控采集节点CI或CJ或CC调整发射功率，向基地台BS报告其成为组汇聚节点消息。基地台BS据此计算组汇聚节点数量Y，并将各组汇聚节点标记为CHQ且Q1，Y且YN，各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员标记为MEMQX，X1，且N，随即，当选为组汇聚节点的各工控采集节点CI或CJ或CC根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E3,I并更新其内置剩余能量表0067E3,IE2,IETXL3，DCHQ，BS0068上。
34、式中，L3为向基地台BS报告成为组汇聚节点消息的比特数，DCHQ，BS为组汇聚节点CHQ到基地台BS的通信距离，而未当选组汇聚节点的各工控采集节点CI或CJ则令E3,IE2,I。0069第六步生成组汇聚节点遍历链0070基地台BS从组汇聚节点集合CHQ中选择距基地台BS最远的一个组汇聚节点CHS作为组汇聚节点遍历链中的第一个节点，然后利用贪心算法找到离所述组汇聚节点CHS最近的相邻组汇聚节点CHT作为组汇聚节点遍历链中的第二个节点，以此类推，继续从未访问过的组汇聚节点中找到离相邻组汇聚节点CHT最近的相邻组汇聚节点作为组汇聚节点遍历链中的第三个节点，直至遍历组汇聚节点集合CHQ中的全部组汇聚节。
35、点而生成一条组汇聚节点遍历链。0071第七步建立组汇聚节点间多跳传输路径0072基地台BS根据下式计算所述各组汇聚节点CHQ到基地台BS的能量权值WQ0073且Q1，Y0074上式中，E3,CHQ为组汇聚节点CHQ的当前剩余能量。而具有最大能量权值MAXWQ的说明书CN104185240A107/8页11组汇聚节点CHU就作为与基地台BS直接通信的链头节点；随即，基地台BS向各组汇聚节点CHQ广播组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息，同时，向全体工控采集节点CI广播数据传输指令。链头节点将组汇聚节点遍历链分成了两部分，从而形成了组汇聚节点间多跳传输路径，即工控采集网络中的各工控采集节点CI将采集。
36、的数据先发送各自的组汇聚节点，然后再沿组汇聚节点所在的一段组汇聚节点遍历链向链头节点发送，最后由链头节点将工控采集网络采集的所有数据传送给基地台BS。0075第八步计算数据传输前的剩余能量0076各组汇聚节点CHQ接收组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息及数据传输指令，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E4,I并更新其内置剩余能量表0077E4,IE3,IERXL4ERXL40078式中，L4为组成组汇聚节点遍历链和链头节点消息的比特数，L4为数据传输指令比特数。0079各组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX接收数据传输指令，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能。
37、量E4,I0080E4,IE3,IERXL40081用E4,I更新其内置剩余能量表。0082第九步数据传输0083每个组汇聚节点CHQ名下的汇聚组成员节点MEMQX将采集数据传送给各自的组汇聚节点CHQ，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E5,I并更新其内置剩余能量表0084E5,IE4,IETXL5，DCI，CHQ，0085上式中，L5为各工控采集节点CI采集数据的比特数，DCI，CHQ为汇聚组成员节点MEMQX到其组汇聚节点CHQ的通信距离；0086非链头节点的各组汇聚节点CHQ接收其汇聚组成员MEMQX发送的采集数据，并将接收数据与自身采集的数据进行融合，接收其在组汇聚节点。
38、遍历链中的下位相邻组汇聚节点传输的链数据，并将该数据与自身的融合数据作为新的链数据发送给其在组汇聚节点遍历链中的上位相邻组汇聚节点CHQ1或CHQ1，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E5,I，并更新其内置剩余能量表。0087对组汇聚节点遍历链中的起点组汇聚节点CHS至链头节点CHU即1QU的第一组组汇聚节点CHQ而言，其剩余能量为0088E5,IE4,IERXL5EDX1L5ERXQ1L5ETXQL5,DCHQ，CHQ10089上式中，L5为融合数据后的比特数，Q1L5为组汇聚节点CHQ接收下位相邻组汇聚节点链数据的比特数，CHQQL5为组汇聚节点CHQ向上位相邻组汇聚节点发送。
39、链数据的比特数，DCHQ，CHQ1为组汇聚节点CHQ到其上位相邻组汇聚节点的通信距离。0090对组汇聚节点遍历链中的终点组汇聚节点CHY至链头节点CHU即UQY的第二组组汇聚节点CHQ而言，其剩余能量为0091E5,IE4,IERXL5EDX1L5ERXYQL5ETXYQ1L5，DCHQ，CHQ10092上式中，CHQ向上位相邻组汇聚节点发送链数据的比特数为YQ1L5，DCHQ，说明书CN104185240A118/8页12CHQ1为组汇聚节点CHQ到其上位相邻组汇聚节点的通信距离。0093链头节点CHU接收其汇聚组成员MEMUX发送的采集数据，并对接收数据和自身采集数据进行融合；接收其第一、。
40、第二下位相邻组汇聚节点CHU1和CHU1传输的链数据，并将两个链数据和自身的融合数据发送给基地台BS，根据工控采集节点能量损耗模型计算自身当前剩余能量E5,I并更新其内置剩余能量表0094E5,IE4,IERXL5EDX1L5ERXY1L5ETXYL5，DCHU，BS0095上式中，Y1L5为链头节点CHU接收两个链数据的总比特数，YL5为链头节点CHU发送链数据的总比特数，DCHU，BS为链头节点CHU到基地台BS的通信距离。0096第十步运行交接0097当计时器T1计时到，存活的各工控采集节点CI重新启动计时器T1，且将各工控采集节点CI在本运行结束后的剩余能量作为下一运行的初始能量，即令。
41、E0,IE5,I之后进行下一的运行，由此周而复始，直到基地台BS接收不到工控采集网络中的任何数据，就判定工控采集节点CI全部失效。0098在本发明中，每个工控采集节点的基本工作流程见图1。0099综上所述，本发明提供的能量高效的多层分布式工控采集网络数据传输方法根据节点剩余能量及局部拓扑关系选择组汇聚节点，并建立组汇聚节点遍历链，为能量受限的工控采集网络中的数据传输提供了有效的途径，有效的均衡了节点的能量消耗，提高了工控采集网络的寿命。0100以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。说明书CN104185240A121/1页13图1说明书附图CN104185240A13。