一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及数据传输技术领域，用于选择合适的传输路径能够高效地将信息传输至基站并且消耗较少的节点能量。本发明专利技术的主要技术方案为：确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据，所述无线传感器网络中包括多个传感器节点；计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。

【技术实现步骤摘要】
一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质
本专利技术涉及数据传输
，尤其涉及一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
近些年来，无线传感器技术已经成为通信和计算机领域新兴的研究热点。由部署在检测区域内的大量传感器节以及基站组成的无线传感器网络(WSN)引起了人们极大的关注。无线传感器网络节点具有一定的计算、存储和信息传输等功能，可以通过在待监测区域人工或随机播撒布置传感器节点，实时采集所需要的数据信息，通过单跳或者多跳方式传输至基站。智能电网是电网技术发展的必然趋势，为了满足电力用户的多元化需求，电网公司需要对电网和用户之间建立实时互动的新型供电关系。对电力用户负载消耗电量及使用时间进行实时监测是建立新型关系的首要环节，运用无线传感器网络技术进行数据采集可以为实时监测提供技术支撑。在电能监测系统中，传感器节点之间需要长距离的信息传输，某些传感器网络节点距离基站较远，而节点电源能量有限，若节点较早的耗尽电量会给节点维护带来困难。因此，如何选择合适的传输路径能够高效地将信息传输至基站并且消耗较少的节点能量，使得节点电量均衡消耗，是值得研究的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质，用于选择合适的传输路径能够高效地将信息传输至基站并且消耗较少的节点能量。本专利技术实施例提供一种数据的传输方法，所述方法包括：确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据，所述无线传感器网络中包括多个传感器节点；计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。本专利技术实施例提供一种数据的传输装置，所述装置包括：确定模块，用于确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据，所述无线传感器网络中包括多个传感器节点；计算模块，用关于计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；加入模块，用于若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；传输模块，用于所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数据的传输方法。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数据的传输方法。本专利技术提供的一种数据的传输方法、装置、计算机设备及存储介质，首先确定无线传感器网络中的簇头节点，然后计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。本专利技术通过改变簇的范围、改进成簇机制和根据数据传输的距离、能量因素和数据量共同确定节点的入簇机制，确定了簇头节点的最佳覆盖半径。从而可较好地均衡传感器节点的能量消耗，延长整个网络的生命周期和系统维护周期，实现用电能效数据的高效和长距离传输，保障用能监测系统的稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例中数据的传输方法的硬件结构示意图；图2是本专利技术一实施例中数据的传输方法的一流程图；图3是本专利技术一实施例中确定无线传感器网络中首轮簇头节点流程图；图4是本专利技术一实施例中传感器节点与簇头节点通信示意图；图5是本专利技术一实施例中无线通信示意图；图6是本专利技术一实施例中数据的传输装置的一原理框图；图7是本专利技术一实施例中计算机设备的一示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供的数据的传输方法以无线传感器网络技术为基础，包含电源模块、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块、远程监测终端(基站)；所述电源模块用于为数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块提供能量；所述数据采集模块用于对待监测区域内电力用户负载消耗电量及使用时间进行实时数据采集；所述数据处理模块用于对数据采集模块采集到的数据进行处理；所述无线通信模块用于将数据处理模块处理后的数据通过Wifi或Zigbee技术传输至远程监测终端(基站)；所述远程监测中心对各数据传输模块的数据进行收集，并将数据进行保存，以供调取各用户电量使用情况、历史消费数据及其他用电参数。如图2所示，本专利技术实施例提供一种数据的传输方法，包括如下步骤：S10，确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据。需要说明的是，本专利技术实施例中的无线传感器网络包括多个传感器节点，传感器节点按照用户的位置进行规划部署。具体的，在应用到实际的电能检测领域中，由于电能监测一般会在用户的电表处布置，因此传感器节点会装在电表处，电表的排列一般是规则的，那么传感器节点的放置位置也是规则的。其中，簇头节点是从无线传感器中的确定的一个或多个传感器节点，用于实现与其对应的簇范围内的其他无线传感器通讯。如图3所示，在本专利技术提供的一个实施例中，所述簇头节点包括首轮确定的簇头节点和非首轮确定的簇头节点，首轮确定的簇头节点是第一轮进行确定的簇头节点，非首轮确定的簇头节点是除了第一轮之外其他轮确定的簇头节点，具体的，所述确定无线传感器网络中首轮的簇头节点，包括：S101，确定无线传感器网络中所有传感器节点担任簇头节点的概率。具体的，本专利技术通过下述公式确定所述无线传感器网络中所有传感器节点担任簇头节点的概率：其中，所述popt为初始设置的簇头节点与传感器节点数量的比值，所述Er(i)为传感器节点i剩余的能量值，所述为r轮过后所有传感器节点整体的平均剩余能量值。需要说说明的是，本专利技术实施例中的剩余能量指的是节点的剩余电量。S102，随机生成每个所述传感器节点对应的随机数，所述随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据的传输方法，其特征在于，所述方法包括：/n确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据，所述无线传感器网络中包括多个传感器节点；/n计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；/n若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；/n所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。/n

【技术特征摘要】
1.一种数据的传输方法，其特征在于，所述方法包括：
确定无线传感器网络中的簇头节点，所述簇头节点用于接收簇内其他传感器节点传输的数据，所述无线传感器网络中包括多个传感器节点；
计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，所述覆盖范围内的多个所述传感器节点构成一个簇；
若存在所述传感器节点在多个所述簇头节点的覆盖范围内，则所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇；
所述簇头节点接收其所在簇内所有传感器节点采集的数据，并将接收到的数据发送给基站。


2.根据权利要求1所述的数据的传输方法，其特征在于，所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇之前，所述方法还包括：
所述簇头节点向其他传感器节点广播簇头节点信息，所述簇头节点信息中包括簇头节点ID、覆盖范围以及自身的剩余能量，以使得所述传感器节点选择加入与簇头节点通讯信号最强所在的簇。


3.根据权利要求1所述的数据的传输方法，其特征在于，所述簇头节点包括首轮确定的簇头节点和非首轮确定的簇头节点，所述确定无线传感器网络中首轮的簇头节点，包括：
确定所述无线传感器网络中所有传感器节点担任簇头节点的概率；
随机生成每个所述传感器节点对应的随机数，所述随机数在0至1的范围内；
将所述传感器节点的随机数小于设定阈值设定为簇头节点，所述设定阈值是根据所述传感器节点担任簇头节点的概率确定的。


4.根据权利要求3所述的数据的传输方法，其特征在于，通过下述公式确定所述无线传感器网络中所有传感器节点担任簇头节点的概率：



其中，所述popt为初始设置的簇头节点与传感器节点数量的比值，所述Er(i)为传感器节点i剩余的能量值，所述为r轮过后所有传感器节点整体的平均剩余能量值；
所述设定阈值通过下述公式确定：



其中，G为最近1/pi轮中没有担任过簇头节点的集合，r表示当前循环进行的轮数，Si表示传感器节点i。


5.根据权利要求4所述的数据的传输方法，其特征在于，通过下述公式确定无线传感器网络中非首轮的簇头节点，包括：



其中，dmax表示簇头节点到基站最大的传输距离，d(i)表示传感器节点i到基站之间的距离。


6.根据权利要求1或2所述的数据的传输方法，其特征在于，所述计算每个所述簇头节点数据接收的覆盖范围，包括：
簇头节点i的数据接收覆盖半径R(i)为：
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏一鸣，余碧莹，赵子豪，唐葆君，廖华，梁巧梅，袁潇晨，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11