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本发明提供了一种系统和方法，其使用移动收集器(303A、303B)，用于接入无线传感器网络。在某些实施例中，具有对无线传感器网络不可预测的移动性的一个或者多个移动收集器被布置用于接入无线传感器网络。因此，某些实施例使用了依赖于接入无线传感器网络的统计概率的接入技术，而不是依赖于具有在其中设计好的有关无线传感器网络的接入的确定性的接入技术。举例来说，通过布置可操作用于接入无线传感器网络的多个移动收集器，存在一定的统计概率，在某个点(或者多个时间点上)至少一个移动收集器会行进在无线传感器网络的范围内以使其能够接入。

1.  一种方法，包括：
使用至少一个具有对于无线传感器网络(301)不可预测的移动性的移动数据收集器(303_A、303_B)，用于执行从所述无线传感器网络中的至少一个传感器(302)收集数据以及向所述无线传感器网络中的至少一个传感器(302)发送数据这两个操作中的至少一个。

2.  如权利要求1所述的方法，其中所述对于所述无线传感器网络不可预测的移动性包括对于所述无线传感器网络不可预测的所述至少一个移动数据收集器的行进时间安排。

3.  如权利要求1所述的方法，其中所述对于所述无线传感器网络不可预测的移动性包括对于所述无线传感器网络不可预测的所述至少一个移动数据收集器的行进路线。

4.  如权利要求1所述的方法，还包括：
所述至少一个移动数据收集器确定其是否处于所述至少一个传感器的无线通信范围内；以及
如果确定了所述至少一个移动数据收集器处于所述至少一个传感器的无线通信范围内，则所述至少一个移动数据收集器向所述至少一个传感器发送唤醒信号，以使所述至少一个传感器将其功率增大至适合通信的水平。

5.  如权利要求1所述的方法，其中所述移动数据收集器包括通用移动通信设备。

6.  如权利要求1所述的方法，其中所述移动数据收集器包括从由蜂窝式电话、个人数字助理、笔记本电脑、寻呼机和交通工具中的无线通信设备构成的组中选择的一个。

7.  如权利要求1所述的方法，还包括：
在与所述至少一个移动数据收集器的短暂通信期间，所述至少一个传感器发送具有a)时间戳信息和b)空间位置信息中的至少一个的数据。

8.  一种方法，包括：
布置多个移动收集器(303_A、303_B)，所述移动收集器中的每一个可操作以可通信地接入无线传感器网络(301)的节点(302)，并且所述移动收集器中的每一个可独立地移动；以及
使用期望与所述无线传感器网络的至少一个节点通信接入的应用(307)，其中所述应用依赖于所述多个移动收集器中的至少一个会行进在所述无线传感器网络的至少一个节点的通信范围内以执行所期望的通信的统计概率。

9.  如权利要求8所述的方法，其中所述多个移动收集器的移动性对于所述应用是不可预测的。

10.  一种系统，包括：
具有多个节点(302)的无线传感器网络(301)，其中所述多个节点中的至少一个包括：
a)用于经由无线通信与所述无线传感器网络的其它节点通信的接口，和
b)用于经由短暂通信链接与移动收集器通信的接口；
至少一个移动收集器(303_A、303_B)，其包括具有用于与所述无线传感器网络中的节点通信的第一通信范围的第一接口，并且所述至少一个移动收集器包括用于与所述无线传感器网络外部的节点(406)通信的第二接口，其中所述第二接口可操作用于在比所述第一范围更远的范围上通信；并且
其中所述无线传感器网络外部的所述节点依赖于所述至少一个移动收集器来接入所述无线传感器网络，以执行a)从所述无线传感器网络收集数据和b)向所述无线传感器网络发送数据这两个操作中的至少一个，并且其中所述至少一个移动收集器接入所述无线传感器网络的接入模式不是预定的。

使用移动收集器用于接入无线传感器网络的系统和方法
技术领域
本发明一般地涉及无线传感器网络接入，特别是涉及使用移动收集器(mobile collector)用于接入无线传感器网络的系统和方法。
背景技术
最近，诸如无线传感器网络之类的非传统的测量系统受到很大关注。无线传感器网络一般包括多个传感器节点，每个传感器节点可操作以执行某种测量并进行无线通信。传感器节点通常装备有，例如，传感器(一个或多个)(或者“测量设备”)、本地存储装置、处理器(例如，中央处理单元(CPU))以及无线(例如，无线电的)通信基础设施。这些传感器节点一般较小(例如，包含微型传感器)，并且一般具有短程无线通信能力。
一般而言，传感器节点具有以下特性中的一项或者多项：a)这些节点需要在电池电源供电下运行较长时间；b)这些节点经常由于电源限制二具有有限的计算、存储和通信能力；c)这些节点一般使用短程无线通信进行通信；d)这些节点通常安装在不能对设备进行正常的控制和通信的远程或者其它环境中；以及e)这些节点经常较便宜。传感器节点一般希望是经久耐用的(使用多年)、无线缆的(untethered)(在通信和电源两方面)并且是无人操作的(从而能够自我配置和自适应)。无线传感器网络经常包括布置在所感兴趣的物理环境中的大量传感器节点，这些节点可以非常细致地测量该物理环境的多个方面。
传感器节点可以以不同方式布置在无线传感器网络中。在一种技术中，可以使用自组织(ad-hoc)布置(例如，随机散置)，其中传感器节点在没有特定计划或者预定安排的情况下被投下。例如，初始的布置可能涉及从飞机上向感兴趣的区域随机地投下传感器节点。所得到的无线传感器网络被称为“自组织”网络(有时也用其它术语称谓，例如，“散置网”(scatter net)或者“微微网”(pico net))。在以这种自组织方式布置之后，传感器节点彼此交互以在它们之间建立起通信网络。在另一种布置技术中，传感器节点被逐一地置于希望的位置，其中传感器可以相对彼此被精确地定位。
尽管个体的传感器节点可能具有有限的功能，但是无线传感器网络的全局行为可以是非常复杂的。因此，整体的功能可以大于其各部分的总和。这可以部分地通过数据合成(data fusion)(即，将个体的传感器读数变换并合并为高级别的检测结果的处理)来实现。也就是说，传感器节点可以既能够检测/测量其本地环境的特性，也能够与其它本地传感器节点进行本地通信以形成有关本地环境的语义丰富的结论。
传感器节点可以具有测量其环境中的至少一种特性的能力，例如，探测周围条件(例如，温度，湿度、移动、声音、光线或者是否存在某些物体)。无线传感器网络有着很多潜在的应用，作为示例包括生理监测、环境监测(例如，监测空气、水、土壤、化学性质等)、基于条件的维护、军事监视、精准农业、地球物理监测、运输、商业运作的监测(例如，工厂设备和库存跟踪)、动物监测(例如，探测动物的出现)、生长环境监测和/或测量各种其它类型的事件。
一般，传感器网络中的节点的主要资源限制是能源。由于很多传感器网络使用由电池供电并且只能从它们的周围环境中提取(scavenge)少量的能量的传感器节点，因此有限的电池电力成为实现希望的网络操作耐久性的主要障碍之一。降低检测以及后续数据收集中的功耗已经是受到广泛研究的课题。绝大多数无线网络传感器中的主要能量消耗者是无线(例如，无线电)发射。
无线传感器网络可以收集数量惊人的有关其本地环境的详细测量(或者检测)数据。这些数据可以被发送给远离该无线传感器网络的一个应用。在一些情况下，本地的高功率(或者长程)通信设备(或者“数据收集器”)可以被用来收集来自这些传感器的数据，并将这些数据中继至所述应用，并且/或者将来自所述应用的信息提供给传感器。
发明内容
本发明涉及使用用于接入无线传感器网络的移动收集器的系统和方法。在某些实施例中，具有对无线传感器网络不可预测的移动性的一个或者多个移动收集器被布置用于接入无线传感器网络。举例来说，这样的移动收集器的行进路线和/或时间安排(schedule)可以对于无线传感器网络是不可预测的。从而，本发明的某些实施例使用了依赖于接入无线传感器网络的统计概率的接入技术，而不是依赖于具有在其中设计好的有关无线传感器网络的接入的确定性的接入技术。举例来说，通过布置可操作用于接入无线传感器网络的多个移动收集器，存在一定的统计概率，在某个点(或者多个时间点上)至少一个移动收集器会行进在无线传感器网络的范围内以使其能够接入(例如，使移动收集器能从无线传感器网络收集数据以及/或者使移动收集器能向无线传感器网络发送数据)。在某些实现方式中，通用的移动通信设备，例如蜂窝式电话适合用作移动收集器，用于接入无线传感器网络。
某些实施例通过根本上减少传感器网络内对电力和长距离通信地需求，使得能够更为灵活地布置传感器网络。某些实施例利用了随机移动收集设备，来接入传感器网络以及通过潜在的随机的、短暂的通信链接在传感器网络和应用服务器之间双向发送信息。
根据至少一个实施例，一种方法包括使用具有对于无线传感器网络不可预测的移动性的至少一个移动数据收集器，用于执行从无线传感器网络中的至少一个传感器收集数据以及向其发送数据这两个操作中的一个。
根据至少一个实施例，一种方法包括布置多个移动收集器，每个移动收集器可操作以可通信地接入无线传感器网络的节点并且每个移动收集器可独立地移动。该方法还包括使用期望与无线传感器网络的至少一个节点通信接入的应用，其中该应用依赖于所述多个移动收集器中的至少一个会行进在无线传感器网络的至少一个节点的通信范围内以执行所期望的通信的统计概率。
此外，根据至少一个实施例，一种系统包括具有多个节点的无线传感器网络。多个节点中的至少一个包括：a)用于经由无线通信与所述无线传感器网络的其它节点通信的接口，和b)用于经由短暂通信链接与移动收集器通信的接口。该系统还包括至少一个移动收集器，其包括具有用于与所述无线传感器网络中的节点通信的第一通信范围的第一接口。所述至少一个移动收集器还包括用于与无线传感器网络外部的节点通信的第二接口，其中第二接口可操作用于在比所述第一范围更远的范围上通信。无线传感器网络外部的所述节点依赖于所述至少一个移动收集器来接入无线传感器网络，以执行a)从无线传感器网络收集数据，和b)向无线传感器网络发送数据这两个操作中的至少一个。此外，所述至少一个移动收集器接入无线传感器网络的接入模式不是预定的。
此外，根据至少一个实施例，一种系统包括无线传感器网络，该网络包括用于测量环境特性和经由短程无线通信进行通信的多个装置。该系统还包括多个用于接入测量装置中的至少一个的装置，用于执行所期望的与之的通信，其中所述多个接入装置可独立移动，并且能够行进在无线传感器网络的通信范围以外，并且其中存在一定的统计概率，至少一个接入装置会行进在至少一个测量装置的范围内以使接入装置能执行与所述至少一个测量装置的期望的通信。
此外，根据至少一个实施例，一种方法包括使用至少一个移动数据收集器，用于执行从无线传感器网络的至少一个节点收集数据以及向其发送数据这两个操作中的至少一个。所述至少一个移动数据收集器确定其是否处于与所述至少一个节点短暂通信的范围内。如果确定了其处于短暂通信的范围内，则所述至少一个移动数据收集器向所述至少一个节点发送唤醒信号以使其将其功率增大至适合通信的水平。
以上相当宽泛地概述本发明的特征和技术优点，以便更好地理解对本发明的详细描述。以下将描述本发明的其它特征和优点，这形成了本发明的权利要求的主题。应该认识到，所公开的构思和具体实施例可以方便地被用作用于修改或者设计用于实现本发明相同目的其它结构的基础。还应该认识到，这些等同构造并不背离如所附权利要求书所陈述的本发明。当结合附图考虑时，可以更好地从以下描述中理解被认为是本发明特征的有关其组织和操作方法的新颖特征以及本发明的其它目的和优点。然而应该清楚地理解到，每幅附图都仅为举例说明和描述的目的而提供，而并不希望定义对本发明的限制。
为了更全面地理解本发明，现在结合附图来参考以下描述，附图中：
图1示出了传统无线传感器网络的一种示例性实现方式；
图2示出了现有技术中提出的用于收集来自无线传感器网络的测量数据的另一种技术；
图3示出了本发明一个实施例的示例性表示；
图4示出了本发明一个实施例的一种更为详细的示例性实现方式；
图5示出了举例说明根据本发明的一个实施例的无线传感器网络的接入点(access point)的接口与移动收集器的接口的示例性通信路径；
图6示出了本发明的一个示例性实施例的操作流程图；
图7示出了本发明的另一个示例性实施例的操作流程图。
为了更全面地了解本发明的某些实施例的多个方面，适合给出对现有技术中用于收集来自无线传感器网络的测量数据的技术的简短讨论。无线传感器网络通常被实现为通过低功率无线链接通信并用电池供电的小型传感器设备(或“节点”)的集合。如上面所提到的，无线传感器网络的节点可以以自组织方式分布。在这样的自组织传感器网络中，传感器节点之间的通信一般经由对自组织网络进行自我配置的协议而建立，这与传统的联网测量系统的经设计的通信拓扑相反。由于这些传感器节点通常依靠电池电源而运行并被期望持续若干年，所以一般对传感器节点的计算量，尤其是对通信量和通信距离做出严格的限制。因此，人们提出了多种适于限制电池消耗的通信算法和操作参数。
无线传感器网络经常安装在无法接入传统网络和获得电力的远程或者其它环境中。这些无线网络通常被设计成在无线网络中的一个或者多个点处采集测量数据，其中需要专门的设备(其可被称为“边缘”或者“收集器”节点)来收集来自传感器节点的测量数据以及将这些数据发送至远程节点(该远程节点可被最终使用者或者应用所接入)。一般，在“边缘”处采用更高功率的无线电装置或者其它设备来与传统网络通信以提供对中央服务器的连接。这在很多应用中是明显的缺陷。例如，传感器网络的位置可能是不便于或者无法实现具有高功率无线电装置或者其它长程通信设备的位置——例如，它可能是不具备适用于这种长程通信的基础设施的地方。作为另一个示例，对边缘节点和处于通向边缘节点的路径上的节点的通信要求一般使得它们承受额外的耗用功率，这使得需要附加的协议和开销，来通过重新配置网络拓扑以利用可替换的长程通信设备，来平均耗用功率。此外，具有远距离无线电装置的节点更为昂贵。
转到图1，示出了传统无线传感器网络的一种示例性实现方式。更具体而言，示出了包括无线传感器网络101的系统100，无线传感器网络101包括安排于其中(或者是通过专门的设置或者是通过自组织分布)的多个传感器节点102。传感器节点102能够经由短程无线通信彼此通信。例如，每个传感器节点可以能够与附近(例如，对于某种类型的短程无线通信来说不远于30英尺)的另一个本地传感器节点(即，该无线传感器网络101中的另一个传感器节点)无线通信。此外，这些节点102中的很多可以被分布在一个很大的(例如，10平方英里)区域中，并且在该区域中，这些传感器节点在它们自身之间形成通信网络。
无线传感器网络101还包括静态、位置固定的收集器(或者“边缘”)节点103，其收集来自传感器节点102的测量数据并将这些测量数据发送至远程节点106。无线传感器网络101中可以包括一个或者多个这样的收集器节点103，并且(多个)收集器节点103一般与传感器节点102交互以成为该无线传感器网络内的收集器节点。收集器节点103一般包括更高功率的无线电装置或者其它长程通信设备以将收集的测量数据经由传统通信网络105发送至位置远离无线传感器网络101的节点106。使用者和/或应用，例如应用107可以使用远程节点106处的测量数据。对收集器节点103和在通向收集器节点的路径上的传感器节点102的通信要求一般使得它们要承受额外的耗用功率。这使得需要附加的协议和开销，来通过重新配置网络拓扑以利用可替换的长程通信设备，来平均耗用功率。此外，具有远距离无线电装置的收集器节点103更为昂贵。
Chakrabarti等人在“Using Predictable Observer Mobility for PowerEfficient Design of Sensor Networks”，F.Zhao and L.Guibas(Eds.)：IPSN 2003，LNCS 2634，pp.129-145，2003中描述了用于收集来自无线传感器网络的测量数据的另一种技术。这里参照图2对简短地描述了该技术。图2示出了无线传感器网络200，其包括安排于其中的多个传感器节点201。与图1的示例性传感器节点102的情况一样，传感器节点201能够经由短程无线通信彼此通信。具有关于路线203的可预测移动性的移动收集器202被用来收集来自传感器节点201的测量数据。即，移动收集器202在其已知将按照规定的时间安排沿路线203行进这方面具有可预测的移动性。这样，其行进路线及其行进时间安排两者都是可预测的。举例来说，传感器节点201可以被分布在大学校园的周围，校园巴士上可以包括一个收集器，使得该收集器具有可预测的移动性(根据巴士的路线/时间安排)。
本发明的实施例还使用了用于接入无线传感器网络的移动收集器。具体而言，与上述提出的图2的技术不同，在某些实施例中具有对于无线传感器网络来说不可预测的移动性的一个或者多个移动收集器被布置用于接入无线传感器网络。举例来说，这样的移动收集器的行进路线和/或时间安排可以是对无线传感器网络不可预测的。在以上用于接入无线传感器网络的图1和图2的示例性技术中，有关对来自无线传感器网络的数据的收集的空间和时间确定性被设计到收集技术中。举例来说，在图1的技术中数据收集器被固定在无线传感器网络内，其中数据收集器如所期望的那样对于数据收集可用。在传感器网络被重新配置以平均耗用功率的情况下，该重新配置必须确保所得到的网络路径位于移动收集器的固定路径上，这样就限制了实现功率平均化的能力。在图2的示例性技术中，使用了具有有关无线传感器网络的可预测移动性的移动收集器，其中移动收集器的移动性是已知的，以使得该收集器如所期望的那样对于收集可用(即，在特定时间段期间在特定位置处可用)。
本发明的某些实施例使用了依靠接入无线传感器网络的统计概率的接入技术，而非依靠具有设计于其中的关于接入无线传感器网络的空间和时间确定性的接入技术。举例来说，通过布置可操作用于接入无线传感器网络的多个移动收集器，以下情况存在一定的统计概率：在某个点(或者在多个时间点上)，移动收集器中的至少一个将行进在无线传感器网络的范围内以使得能够接入该网络(例如，使得移动收集器能够收集来自无线传感器网络的数据并且/或者使得移动收集器能够将数据发送至无线传感器网络)。由于空间和时间确定性没有被设计到该接入技术中，所以以下将进一步描述的实施例提供了对于给定应用，如所期望的那样管理对无线传感器网络的接入的系统和方法。
当然，通过巧妙地选择移动收集器的载体，可以影响移动收集器的接入概率。举例来说，假设在都市中存在一个无线传感器网络，为了收集其测量数据以供一项应用所使用，期望定期接入该网络。可以向该都市中的及其周围的出租车司机提供蜂窝式电话，该电话不仅能够处理电话呼叫(蜂窝式电话的正常功能)而且还可操作以与无线传感器网络交互以收集来自该网络的数据(从而起到移动数据收集器的作用)。在一些情况下，可以向出租车司机提供接受该蜂窝式电话的某种激励，例如折扣费用等。这样，这些出租车司机会规律地进入所感兴趣的无线传感器网络的范围的概率可能非常高，但是不同出租车司机接入无线传感器网络的模式不是受控或者固定的(例如，出租车司机中的任意一个或者多个何时行进在无线传感器网络的范围内的模式不是受控或者固定的)。
除了出租车司机以外或者作为替代，感兴趣的无线传感器网络所位于的都市中的及其周围的邮递员也可以被提供这样的蜂窝式电话。邮递员个体可以具有他们所规律地遵循的、比出租车司机更为确定的路线(例如，每个邮递员可以具有偶尔可能会变动的所分配的邮递路线)。但是，从无线传感器网络(或者希望从这种无线传感器网络得到测量数据的应用)的角度来看，通过将这样的蜂窝式电话分布于邮递员和/或出租车司机而得到的接入模式是不受控的。
图3示出了本发明一个实施例的示例性表示。如图所示，系统300包括具有多个传感器节点(例如，测量探头)302的无线传感器网络301。“传感器”用在这里希望包罗无线传感器网络301中的任意节点，包括但不限于具有执行诸如检测(或者探查)、致动、计算、数据存储以及转发数据之类的任务中的一项或者多项的可操作性的节点。这样，传感器节点302不限于可操作以执行检测(或者探查)的节点，而是可以在无线传感器网络301中包含附加的或者替代的功能。传感器节点302可以以自组织方式被分布于整个无线传感器网络301(从而无线传感器网络301可以是自组织网络)，或者传感器节点302可以通过对其的特定放置而被安排。此外，在某些实现方式中，传感器节点302中的一些或者全部可以是位置不固定的移动节点。
如上所述，本发明的实施例将具有不可预测移动性(例如，不受无线传感器网络301控制或者不为其所知的移动性)的移动收集器节点(例如图3的节点303_A和303_B)用于收集来自传感器节点302的数据以及/或者发送信息至传感器节点302。尽管这里描述了很多将无线(例如，蜂窝式)电话用于实现这样的移动收集器节点的示例，但也可以以类似方式来实现其它任何具有通信能力的移动设备，包括但不限于PDA、汽车、摄像机、水运工具、飞行器等。此外，很多示例在这里被描述为使用了通过无线通信与无线传感器网络中的一个或者多个节点通信的移动收集器节点(例如图3中的节点303_A和303_B)。这样的无线通信用在这里希望包罗现在已知的或者将来开发的任何类型的无线通信，包括但不限于射频(RF)、红外、超声、微波、条形码扫描、RFID、电缆以及蜂窝式通信。此外，尽管很多示例在这里被描述为使用了通过无线通信与无线传感器网络中的一个或者多个节点通信的移动收集器节点(例如，图3中的节点303_A和303_B)，但其它实施例可以使用其它类型的通信链接，包括物理耦合(例如，将移动收集器节点的全部或者一部分物理地插入读卡器或者支座中、经由电缆的物理耦合等等)，用于在移动收集器节点和传感器节点之间形成瞬间(或者暂时)通信耦合。
在某些实现方式中，移动收集器节点被实现在用户设备中，例如无线电话、PDA等，并且这些移动收集器节点利用用户的移动性来收集来自传感器节点302的测量数据并且/或者向其发送信息。当然，用户的移动性对于无线传感器网络301是不可预测的或者是不受其控制的。此外，用户可能不知道传感器节点302的位置，并且/或者用户可能不知道他/她的移动通信设备正在执行收集来自传感器节点302的测量数据以及/或者向其发送信息的任务。
在图3的示例中，示出了两个具有不可预测移动性的示例性移动收集器。移动收集器303_A具有不可预测移动性304_A(例如，移动收集器303_A的行进路线和时间安排是无线传感器网络301不能预测/控制的)。移动收集器303_B具有不可预测移动性304_B(例如，移动收集器303_B的行进路线和时间安排是无线传感器网络301不能预测/控制的)。在沿它们各自的行进路线上的某个点，移动收集器303_A和303_B各自进入与该示例中的一个或者多个传感器节点302通信的范围。当然，由于它们的移动性是不可预测的，所以可能有很多情况或者较长时间给定的移动收集器没有行进在传感器节点302的通信范围内。如以下将进一步描述的，传感器节点302可以识别(例如，由移动收集器来通知)何时移动收集器303_A或303_B行进在通信范围内。
图3示出了其中移动收集器303_A行进在第一传感器节点302的通信范围内并与之建立通信的示例。移动收集器303_A能够经由通信网络305执行对远程节点306的长程通信，该远程节点306可以具有运行于其上的应用307。移动收集器303_A可以在与传感器节点302的通信期间从其接收测量数据。这些测量数据可以包括与移动收集器303_A通信的传感器节点所收集的测量数据，以及/或者已经被与移动收集器303_A通信的传感器节点接收到的(例如，经由短程无线通信)其它传感器节点所收集的测量数据。移动收集器303_A可以经由长程通信网络305将接收到的测量数据发送至远程节点307。另外或者作为替代，移动收集器303_A还可以接收来自远程节点306(例如，来自应用307)的信息，并在其与传感器节点302通信的期间将该信息传送给传感器节点302。例如，该信息可以是控制指令、可下载代码、警报阈值、设置点(setpoint)以及致动器值。
如图3的示例中所进一步示出的那样，移动收集器303_B行进在另一个传感器节点302的通信范围内，并与之建立通信。与移动收集器303_A一样，移动收集器303_B能够经由通信网络305执行对远程节点306的长程通信。但是，在这种情况下，移动收集器303_B可能在它与传感器节点302通信的时间里不能执行长程通信。举例来说，移动收集器303_B可能在长程通信网络305的范围之外。但是，移动收集器303_B可以在其与传感器节点302通信期间接收来自传感器节点302的测量数据。另外或者作为替代，移动收集器303_B还可以具有先前在这些移动收集器303_B处于与通信网络305的通信范围之内的时候从远程节点306(例如，从应用307)接收到的信息，并且移动收集器303_B可以在与传感器节点302通信的期间将该信息传送给传感器节点302。在从传感器节点302接收到测量数据(如果有的话)之后，移动收集节点303以后能够执行长程通信，其中移动收集节点303将从传感器节点302接收到的所有测量数据发给远程节点306。举例来说，在图3的示例中，移动收集器303_B的行进路线304_B最终使其处于长程通信网络305的通信范围之内，此时，移动收集器303_B将其从传感器节点302接收到的任何测量数据发给远程节点306。
图4示出了本发明一个实施例的更为详细的示例性实现方式。图4的示例示出了包括两个无线传感器网络(例如自组织传感器网络)N1和N2的系统400。无线传感器网络N1包含传感器节点(例如，测量设备、致动器等)401_N1(示为六边形)的集合，这些传感器节点使用现在已知的或者以后开发的任何合适的协议(例如，任何合适的自组织协议)经由短程无线相互通信。无线传感器网络N1中的至少一个设备402_N1(示为正方形)除了参加无线传感器网络以外，还能够与移动收集器设备(例如，在该具体示例中为蜂窝式电话)交互。
类似地，无线传感器网络N2包含传感器节点(例如，测量设备、致动器等等)401_N2(示为六边形)的集合，这些传感器节点401_N2使用现在已知的或者以后开发的任何合适的协议(例如，任何合适的自组织协议)经由短程无线相互通信。无线传感器网络N2中的至少一个被称为接入点的设备402_N2(示为正方形)除了参加无线传感器网络以外，还能够与移动收集器设备(例如，在该具体实施例中为蜂窝式电话)交互。
在某些实现方式中，一个或者多个个体传感器节点401_N1和401_N2和/或接入点402_N1和402_N2可以是移动的，使得它们能够相对于彼此而移动。并且，在某些实现方式中，传感器网络N1和N2可以相对于彼此而移动，包括它们合并、分裂、交换成员、重叠等的情况。另外，尽管在图4的示例中对于每一个传感器网络N1和N2示出了一个接入点，但在其它实现方式中，在一个给定的传感器网络中可以有多个接入点。此外，传感器节点401_N1和401_N2未必与接入点节点402_N1和402_N2不同。即，如果使用了适当的传感器网络通信协议，则无线传感器网络中的节点的一个子集或者全集可以被分配作为接入点。
在该示例中，蜂窝式电话A和B被实现为具有不可预测的移动性的移动收集器节点。例如，在该具体示例中，蜂窝式电话A行进于不可预测的路线403_A，蜂窝式电话B行进于不可预测路线403_B。在某些实现方式中，蜂窝式电话A和B的每一个可以实现移动传感器或者致动器。这样，这些移动收集器节点可以即是移动传感器节点又是移动收集器节点。举例来说，传感器节点A可以利用汽车、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、摄像机、计算器、自由漂浮的浮标、水运工具、飞行器等实现。这样的组合收集器和移动传感器例如可以包括以下特征：1)与其它设备通信的能力；2)用于管理测量程序的一些计算资源的可用性；3)内部地或者外部地接入测量设备(例如，传感器和/或致动器)的途径；和4)该设备在时间和空间上的任意给定点上的位置和可用性一般仅能通过统计方法而知道。2002年11月27提交的共同待审、共同转让的美国专利申请序列号10/306,940对这样的移动传感器节点的一个示例做了进一步的描述，该专利申请的名称为“SYSTEMS AND METHODS FORMEASUREMENT AND/OR CONTROL USING MOBILE PROBES”，其公开的内容在这里通过引用被结合于此。注意，在某些实现方式中，这些传感器网301，N1和N2中的任何一个都可以由能够测量(或者探测)有关它们各自的环境的数据而无需处于任何其它传感器节点的通信范围内的单个节点所组成。
尽管蜂窝式电话在图4的示例中被用作移动收集器节点，但蜂窝式电话仅仅是可以被用作这样的移动收集器节点的设备的一个示例。因此，本发明的实施例并不希望被局限于具有蜂窝式电话作为移动收集器节点的实现方式，而是任何其它具有足够的长程通信能力的移动设备都可以被以类似方式使用。可以被用作移动收集器节点的设备的其它示例包括但不限于以下各项：用户设备，例如PDA、笔记本和其它用户设备，这些设备被装备用于a)使用例如蓝牙、802.11之类的技术或者接入点支持的其它短程无线通信技术与无线传感器网络(例如，图4中的接入点402_N1和402_N2)的接入点通信，并且b)能够例如经由WiFi与支持远程应用服务器的一般(或长程)通信基础设施通信；以及类似地被装备的商用/工业用设备，例如叉车、警卫佩戴的手表、安装在交通工具中的专用仪器等。
在系统400中包括的还有远离无线传感器网络N1和N2(即，位于这种无线传感器网络N1和N2的节点的通信范围之外)的应用服务器406。(多个)应用可以驻留在服务器406中，服务器406被实现为如图所示地经由例如互联网与蜂窝式电话基础设施通信。举例来说，蜂窝式电话A和B以正常方式向蜂窝塔(或者其它进入该基础设施的接入点)通信，所述蜂窝塔例如为图4中的蜂窝式接入点C1和C2。应用服务器406例如经由至互联网(或者其它网络)407的以太网连接(或者其它合适的连接)可通信地被耦合到蜂窝式电话基础设施。尽管在图4的示例中仅示出了单个应用服务器，但是在其它实现方式中可以有多个这样的服务器。此外，这些应用服务器可以运行独立应用、提供冗余、实现分布式应用等。
在某些实施例中，蜂窝式电话A和B经由以下将进一步描述的专门无线链接与无线传感器网络交互。蜂窝式电话A和B的使用者所取的路径不由无线传感器网络N1和N2或者应用服务器406来计划。而是，如上所述地，这些蜂窝式电话的移动性通常是不可预测的(例如，蜂窝式电话的载体的具体路线和/或具体行进时间安排通常是不可预测的)。发现它们自己位于传感器网络N1和N2中的一个的附近的蜂窝式电话会执行适当的交互以提供或者取得数据。保持对无线传感器网络的充分采样取决于蜂窝式电话(和/或其它移动收集器设备)的遍布性(pervasiveness)。即，通过依靠具有不可预测移动性的移动收集器，而不是依靠固定移动收集器或者具有可预测/固定移动性(例如，固定行进路线和时间安排)的移动收集器，从传感器网络收集数据并且/或者向其发送数据变为不同于固定确定性的一种统计概率(至少部分地基于所布置的移动收集器的遍布性)。尽管蜂窝式电话不可能与所感兴趣的所有无线传感器网络联系(例如，如图4所示，蜂窝式电话B没有行进到无线传感器网络N1的附近)，但是通过布置足够的蜂窝式电话作为移动收集器，存在某个蜂窝式电话会与至少一个所感兴趣的(例如，服务器406上的(多个)应用所感兴趣的)无线传感器网络联系的合理概率。
在某些实现方式中，可以在移动收集器与接入点之间的交互中引入一定形式的秩序。移动收集器可以被选择以增大与传感器网络交互的概率，例如，增大空间覆盖的概率密度。例如，被用作移动收集器的蜂窝式电话可以被置于这样的个体的控制之下，所述个体的行为(例如行进习惯)有利于数据收集过程但未必在时间和空间上是充分可预测的，以实现通常的散置网技术。举例来说，实现移动收集器的这些蜂窝式电话可以由公用事业职员、UPS卡车、警车等运载。在所有这些情况下，无线传感器网络并不知道谁运载着电话或者他们的具体行进习惯(例如，他们的具体路线)。此外，路线可能每天都变化，等等。
其它示出了不可预测移动性的示例包括但不限于以下各项：
1)向大学的学生提供移动收集器(例如，蜂窝式电话)，用于从位于大学的(多个)传感器网络收集数据。学生一般并不依照校园四处的固定行进路线，尽管他们有课程安排，但他们有时候缺课，而且他们的课程安排每学期都改变；
2)向位于大都市(例如，芝加哥或者纽约的市区)的公司的职员提供移动收集器，用于从这些都市中的或者周围的传感器网络收集数据。尽管职员为了工作规律地到该都市上班，但是他们偶尔可以决定取不同的路径，并且/或者可以例如根据他们的工作负担情况而每天有不同的工作安排；
3)向出租车司机提供移动收集器，其中如果充分地分布于很多出租车，则收集器可以提供对城市的很大的覆盖率，但是任何给定出租车的具体移动性(或行进模式)对于无线传感器网络是不可预测的；以及
4)向已知在传感器网络附近的场地运动的高尔夫球员提供移动收集器，其中每个高尔夫球员进行练习的具体规律和时间是不可预测的(例如，高尔夫球员可以在某一周的星期六上午打球，而在两个月之后的星期四下午打球，等等)，并且高尔夫球员的行进(即使是在场地四处的行进)是相对不可预测的，因为高尔夫球员在场地四处的行进经常在很大程度上依赖于他击球的地方。
一般公众手中的蜂窝式电话(和/或其它移动设备)可以被用作移动收集器，条件是该电话可以接受对任何必需的应用的下载，并且被适当地装备(例如，用于与无线传感器网络的接入点的通信)。为了提高被用作移动收集器的用户设备的遍布性，在一些情况下可以向用户提供激励。举例来说，例如对被适当地装备的蜂窝式电话(或者其它移动设备)的折扣、对于在规定时间段内使蜂窝式电话开机或者打电话的折扣率等等的激励可以被实现以鼓励用户的行为靠近所期望的。
在某些实施例中，移动收集器本身可以包括应用(的至少一部分)，从而其可以不必将从无线传感器网络接收到的测量数据发给远程节点。举例来说，每一个都包括一个服务器应用的这些移动收集器的集合可以通过适合的链接相互通信，以建立分布式的应用服务器406。
回到图5，示出了根据本发明的一个实施例的用于通信的接口。图5示出了移动收集器设备501，其具有用于长程通信(例如，在该示例中经由蜂窝式链接503)的接口“A”，并具有用于与无线传感器网络的接入点502通信的接口“B”，所述接入点例如为以上图4的示例中的接入点402_N1和402_N2。接入点502包括用于经由通信链接504与移动收集器501通信的接口“C”和用于经由短程无线通信链接505与无线传感器网络中的至少一个其它传感器节点通信的接口“D”。
图5的示例示出了可以形成无线传感器网络中的接入点502和远程服务器406之间的数据路径的至少一部分的通信链接。尽管这在图5中被示为连续稳定的路径，但是实际并不如此。以下的表1根据一个示例性的实现方式，例如图4的示例，列出了传感器节点与应用服务器406之间的通信路径的各个部分的大致的时间特性。对于不同区段，该示例性实现方式在等待时间值上变化极大。如以下进一步描述的，这可能强烈地影响接入点的物理设计以及信息模型和算法的逻辑设计。当然，其它实现方式可能不会有象对以下表1中的示例性实现方式的评估那样严重的(或者可能有更为严重的)等待时间。