CN101959295B - 无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器 - Google Patents

无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器。本发明方法中，无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；远程管理服务器存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据上述信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。采用本发明所述方案，通过远程管理服务器为无线传感器网络提供节能策略，能够降低无线传感网络因网络拓扑管理造成的处理量，从而降低无线传感器网络的功耗、延长无线传感器网络的生命期，实现了无线传感器网络的远程节能管理。

Description

无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器
技术领域
本发明涉及无线传感器网络的节能技术，特别是一种无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器。
背景技术
在无线传感器网络中，无线传感器节点往往采用电池供电，其供电容量极其有限，而频繁充电或更换电池又是不便的。因此，如何降低节点功耗、延长无线传感器网络的生存期，是值得研究的问题。
目前，无线传感器网络的节能研究中，其方法和技术按照研究对象的不同主要分为两类：单个节点的节能技术和整个无线传感器网络的节能技术。对于单个节点，其节能技术主要包括：节点硬件电路的低功耗、软件操作***的低功耗优化处理、无线射频收发的节能设计、休眠与唤醒机制等；对于整个无线传感器网络，其节能技术主要包括：基于能量有效性的路由协议、网络拓扑管理与控制、数据融合处理等。
现有技术的方法的特点是：仅仅依靠无线传感器网络本身进行一定的节能处理。但在物联网应用背景下，无线传感器网络可通过网关及远程通信网连接到远程管理服务器，因此，如何利用远程管理服务器为无线传感器网络提供节能管理服务，成为一个值得研究的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器，以利用远程管理服务器为无线传感器网络提供节能管理服务。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种无线传感器网络的节能管理方法，该方法包括：
无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
远程管理服务器存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据上述信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
上述方案中，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：无线传感器网络节点根据所设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；或者，由网关设备主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器；或者，由远程管理服务器主动向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后并予以响应。
上述方案中，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：将节点剩余能量信息与传感数据一起发送至远程管理服务器。
上述方案中，所述无线传感器网络将网络拓扑信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将该新建路由信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备在下一次通信过程中发现该节点退出时，将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，该移动节点已建立到网关设备的新路由，则网关设备将所述新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理。
上述方案中，所述远程管理服务器的信息存储格式包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、及节点剩余能量信息和节点休眠信息；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比。
上述方案中，所述远程管理服务器的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
本发明还提供了一种无线传感器网络的节能管理***，该***包括：无线传感器网络、网关设备、以及远程管理服务器；其中，
无线传感器网络，用于将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
远程管理服务器，用于存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据所存储的信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
上述方案中，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：无线传感器网络节点根据所设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；或者，由网关设备主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器；或者，由远程管理服务器主动向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后并予以响应。
上述方案中，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：将节点剩余能量信息与传感数据一起通过网关设备发送至远程管理服务器。
上述方案中，所述无线传感器网络将网络拓扑信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将该新建路由信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备在下一次通信过程中发现该节点退出时，将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，该移动节点已建立到网关设备的新路由，则网关设备将所述新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理。
本发明还提供了一种远程管理服务器，包括：信息存储模块和节能决策模块；其中，
信息存储模块，用于存储接收到的节点剩余能量信息、网络拓扑信息和节点休眠信息；
节能决策模块，用于根据存储的节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息进行节能决策，并将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
上述方案中，所述信息存储模块中信息的存储格式，包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、及节点剩余能量信息和节点休眠信息；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比；
所述节能决策模块的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；所述节能决策模块进行节能决策，具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
本发明所提供的无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器，无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；远程管理服务器存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据所存储的信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。采用本发明所述方案，通过远程管理服务器为无线传感器网络提供节能策略，能够降低无线传感网络因网络拓扑管理造成的处理量，从而降低无线传感器网络的功耗、延长无线传感器网络的生命期，实现了无线传感器网络的远程节能管理。
附图说明
图1为本发明无线传感器网络的节能管理***组成结构示意图；
图2为本发明无线传感器网络的节能管理方法流程图；
图3为本发明远程管理服务器中信息的存储格式组成图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；远程管理服务器存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据所存储的信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
在无线传感器网络中，远程管理服务器并不能完成所有的节能处理工作，但是，对于单个节点的节能处理，远程管理服务器可以控制节点的休眠与唤醒；对于整个无线传感器网络的节能处理，远程管理服务器可以管理和控制网络拓扑。
本发明中无线传感器网络***如图1所示，包括：无线传感器网络、网关设备、以及远程管理服务器；其中，网关设备与远程管理服务器通过远程通信网进行信息交互，远程通信网支持2G移动通信、3G移动通信、各种类型的数字用户线路(xDSL，x Digital Subscribe Line)、光纤接入(FTTx，Fiber-to-the-x)、宽带无线接入、卫星/微波等远距离接入方式的一种或几种。
下面通过具体实施例对本发明所述方案进行详细描述。
本发明提供的无线传感器网络的节能管理方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤201：无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
本步骤中，无线传感器网络可以周期性地将节点剩余能量信息发送至远程管理服务器，具体为：无线传感器网络节点根据所设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；所述节点剩余能量信息发送的周期可以由远程管理服务器或网关设备确定。
如果网关设备在一定周期内未收到节点剩余能量信息，则网关设备可以主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，或者，远程管理服务器可以主动通过网关设备向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后并予以响应。
为节省节点因额外发送剩余能量信息造成的功耗，可将节点剩余能量信息与传感数据一起发送至远程管理服务器；所述传感数据，是指节点为实现本身的感知任务而周期性上传的数据。假设节点剩余能量信息上传周期为T1，传感数据上传周期为T2，如果T1大于T2，则节点只需在T1时间内上传一次剩余能量信息，且该信息与传感数据一起上传；如果T1小于T2，则节点必须额外单独上传节点剩余能量信息。由于节点没必要过于频繁地上传剩余能量信息，一般来讲，T1应大于T2。
另外，当无线传感器网络在网络拓扑发生变化时，会将网络拓扑信息发送至远程管理服务器；例如：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点会建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将此新建路由信息发送至远程管理服务器，或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备会在下一次通信过程中发现该节点退出，并将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，此移动节点建立了到网关设备的新路由，则网关设备将此新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理；这里，网关设备可以通过与无线传感器网络之间的通信来判断通信线路是否正常，此处与现有技术中实现完全相同，不再详细描述。
无线传感器网络在网络建立或有新节点加入时，新节点会将节点休眠信息发送至远程管理服务器；所述节点休眠信息包括：节点是否支持休眠模式、节点是否已经采用了休眠。
步骤202：远程管理服务器将接收到的节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息进行存储；
本步骤中，在远程管理服务器中信息的存储格式如图3所示，包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、节点剩余能量信息、及节点休眠信息等；其中，网络标识，用于标识不同的无线传感器网络，可以用网关设备的IP地址标识，也可以采用其他标识，同一个无线传感器网络内的节点具有相同的网络标识；节点标识，用于标识无线传感器网络内的节点，可以采用节点的IP地址或MAC地址标识；节点到网关设备的路由信息，用于记录从本节点到网关设备的详细路径；节点剩余能量信息，用于记录本节点当前的剩余能量；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比；节点休眠信息，用于指示节点是否支持休眠模式、节点是否已经采用了休眠。
远程管理服务器存储节点剩余能量信息，为：远程管理服务器将对应节点剩余能量信息进行更新并存储；
远程管理服务器存储网络拓扑信息，包括：对于新加入节点，则远程管理服务器为该节点新建一条信息，存储该节点到网关设备的路由信息；对于退出节点，则远程管理服务器删除此节点到网关设备的路由信息；对于移动节点，则远程管理服务器查询并修改此节点到网关设备的路由信息。
步骤203：远程管理服务器根据所存储的信息进行节能决策，并将决策信息通过网关设备发送至无线传感器网络；
本步骤中，所述节能决策的内容主要包括：网络拓扑的控制、以及节点的休眠与唤醒控制；在网络拓扑的控制中，对于承担数据转发任务的簇首节点或路由节点，会因为数据转发而消耗过多的能量，容易失效，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；其中，无线传感器网络的类型包括：基于簇的结构、以及基于路由节点的结构；
如果无线传感器网络为基于簇的结构，则当每隔一定时间，或每当无线传感器网络上传的剩余能量信息达到一定次数时，远程管理服务器会根据簇首节点的剩余能量信息进行节能决策，如果簇首节点的剩余能量低于某一阈值或明显低于簇内某些节点，则将簇首节点更换为簇内剩余能量最多的节点，并将此决策信息通过网关设备发至无线传感器网络；新簇首节点收到远程服务器的决策信息后，执行簇首功能，并向簇内节点广播簇首更换消息，节点加入新簇并与新簇首通信，同时原簇首节点变为簇内普通节点。
如果无线传感器网络为基于路由节点的结构，且路由节点供电能力有限，例如：当使用电池供电时，则远程管理服务器会根据路由节点的剩余能量信息进行节能决策，如果路由节点的剩余能量低于某一阈值或明显低于其它某些子节点，则将路由节点更换为剩余能量最多的子节点，并将此决策信息通过网关设备发至无线传感器网络；新路由节点收到远程服务器的决策信息后，执行路由功能，并向原路由节点的子节点广播路由更换消息，各节点更改自己的路由信息，即将自己的父节点改为新路由节点，同时原路由节点变为普通节点。
在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，如果节点支持休眠，则判断节点是否已启用休眠，如果节点未采用休眠模式，则远程管理服务器向节点发送休眠配置命令；节点接收到休眠配置命令后，根据自己上传数据的任务情况，例如：上传数据的时间间隔，配置节点自身的休眠时间，待执行完上传数据的周期任务、即步骤201～204所述任务后，新节点进入休眠状态。并在休眠时间到时，自动唤醒并执行相关任务。
步骤204：无线传感器网络将决策执行结果通过网关设备反馈给远程管理服务器。
本步骤中，无线传感器网络根据节能决策执行节能后，将执行结果、即执行成功与否通过网关设备反馈给远程管理服务器。
为实现上述方法，本发明还提供了一种无线传感器网络的节能管理***，该***包括：无线传感器网络、网关设备、以及远程管理服务器；其中，
无线传感器网络，用于将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
远程管理服务器，用于存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据上述信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：无线传感器网络节点根据所设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；或者，由网关设备主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器；或者，由远程管理服务器主动向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后并予以响应。
所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：将节点剩余能量信息与传感数据一起通过网关设备发送至远程管理服务器。
所述无线传感器网络将网络拓扑信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将该新建路由信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备在下一次通信过程中发现该节点退出时，将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，该移动节点已建立到网关设备的新路由，则网关设备将所述新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理。
本发明还提供了一种远程管理服务器，包括：信息存储模块和节能决策模块；其中，
信息存储模块，用于存储接收到的节点剩余能量信息、网络拓扑信息和节点休眠信息；
节能决策模块，用于根据存储的节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息进行节能决策，并将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络。
所述信息存储模块中信息的存储格式，包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、节点剩余能量信息和节点休眠信息等；其中，
网络标识，用于标识不同的无线传感器网络，可以用网关的IP地址标识，也可以采用其他标识；
节点标识，用于标识无线传感器网络内的节点，可以采用节点的IP地址或MAC地址标识；
节点到网关设备的路由信息，用于记录从本节点到网关设备的详细路径；
节点剩余能量信息，用于记录本节点当前的剩余能量；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比；
节点休眠信息，用于指示节点是否支持休眠模式、节点是否已经采用了休眠。
所述节能决策模块的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；所述节能决策模块进行节能决策，具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无线传感器网络的节能管理方法，其特征在于，该方法包括：
无线传感器网络将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
远程管理服务器存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据上述信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络；
所述远程管理服务器的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：无线传感器网络节点根据预设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；或者，由网关设备主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器；或者，由远程管理服务器主动向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后予以响应。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：将节点剩余能量信息与传感数据一起发送至远程管理服务器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线传感器网络将网络拓扑信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将该新建路由信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备在下一次通信过程中发现该节点退出时，将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，该移动节点已建立到网关设备的新路由，则网关设备将所述新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述远程管理服务器的信息存储格式包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、及节点剩余能量信息和节点休眠信息；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比。
6.一种无线传感器网络的节能管理***，其特征在于，该***包括：无线传感器网络、网关设备、以及远程管理服务器；其中，
无线传感器网络，用于将节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息通过网关设备发送至远程管理服务器；
远程管理服务器，用于存储所述节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息，并根据所存储的信息进行节能决策，将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络；
所述远程管理服务器的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：无线传感器网络节点根据预设周期向网关设备发送本节点剩余能量信息，并当网关设备收集到所有节点剩余能量信息后，将所有节点剩余能量信息发送至远程管理服务器；或者，由网关设备主动向无线传感器网络发起数据请求，并由无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器；或者，由远程管理服务器主动向无线传感器网络查询节点剩余能量信息，无线传感器网络接收到该查询命令后予以响应。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述无线传感器网络将节点剩余能量信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：将节点剩余能量信息与传感数据一起通过网关设备发送至远程管理服务器。
9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述无线传感器网络将网络拓扑信息通过网关设备发送至远程管理服务器，为：当有新节点加入无线传感器网络时，新节点建立到网关设备的路由，在路由建立完成后，网关设备将该新建路由信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点退出无线传感器网络时，网关设备在下一次通信过程中发现该节点退出时，将该节点退出信息发送至远程管理服务器；或者，当有节点发生移动时，如果在网关设备发现原通信线路失效之前，该移动节点已建立到网关设备的新路由，则网关设备将所述新路由信息发送至远程管理服务器，否则，按照该节点退出无线传感器网络处理。
10.一种远程管理服务器，其特征在于，所述远程管理服务器包括：信息存储模块和节能决策模块；其中，
信息存储模块，用于存储接收到的节点剩余能量信息、网络拓扑信息和节点休眠信息；
节能决策模块，用于根据存储的节点剩余能量信息、和/或网络拓扑信息、和/或节点休眠信息进行节能决策，并将所述节能决策通过网关设备发送至无线传感器网络；
所述远程管理服务器的节能决策，包括：网络拓扑的控制，以及节点的休眠与唤醒控制；具体为：在网络拓扑的控制中，远程管理服务器根据存储的网络拓扑信息判断无线传感器网络的类型，并根据能量均衡原则，每隔一定时间或一定能量消耗更换路由节点或簇首节点；在节点的休眠与唤醒控制中，远程管理服务器根据节点休眠信息判断节点是否支持休眠，并当节点支持休眠且未采用休眠模式时，向节点发送休眠配置命令，节点根据上传数据的任务情况配置节点自身的休眠时间，并当执行完上传数据任务后进入休眠状态，待休眠时间到自动唤醒。
11.根据权利要求10所述的远程管理服务器，其特征在于，
所述信息存储模块中信息的存储格式，包括：网络标识、节点标识、节点到网关设备的路由信息、及节点剩余能量信息和节点休眠信息；其中，所述节点剩余能量信息包括：剩余能量的绝对值及剩余能量的百分比。
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120030320A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Broadcom Corporation Network power management
CN101959295B (zh) * 2010-09-21 2015-06-03 中兴通讯股份有限公司 无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器
CN102325041B (zh) * 2011-07-18 2013-12-04 南京邮电大学 一种基于复杂网络理论的无线传感器网络分组管理方法
CN102263819A (zh) * 2011-07-18 2011-11-30 中交四航工程研究院有限公司 一种基于传感器网络的工程安全监测***及方法
CN103179650B (zh) * 2011-12-23 2015-11-25 国际商业机器公司 物联网中的高效的面向服务实例的能量管理***和方法
CN102665296B (zh) * 2012-05-10 2016-03-30 中国科学院计算技术研究所 一种无线传感器网络数据收集和发布装置及方法
US9351057B2 (en) * 2012-10-24 2016-05-24 Broadcom Corporation Service provisioning enabled management in SIEPON switching subsystem
CN103118388A (zh) * 2012-12-28 2013-05-22 丰唐物联技术（深圳）有限公司 一种家庭网关自动更新节点信息的***
US20140185503A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Unisys Corporation Communication protocol for wireless sensor networks using communication and energy costs
US20140286178A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Unisys Corporation Communication protocol for wireless sensor networks using communication and energy costs
CN104219743B (zh) * 2013-06-03 2018-09-25 王大庆 用于无线传感和控制的低能耗通信方法和装置
CN103476147B (zh) * 2013-08-27 2016-02-24 浙江工业大学 一种面向节能的无线传感器网络目标跟踪方法
CN103619049B (zh) * 2013-10-14 2016-08-17 天津工业大学 无线传感器网络节能路由方法
CN103546901A (zh) * 2013-10-15 2014-01-29 常州大学 一种无线传感器网络能量状态采集方法及其装置
CN103813372B (zh) * 2014-02-19 2017-04-05 重庆邮电大学 一种基于IPv6的无线传感器网络管理方法
CN103984304A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 江苏宁克传感器科技有限公司 一种酒店智能节能***
CN104053207B (zh) * 2014-06-20 2018-04-03 江苏大学 一种无线传感器网络空间查询方法
CN104202787A (zh) * 2014-09-10 2014-12-10 西安电子科技大学 基于最佳冗余度的无线传感器网络自适应路由方法
CN104378770A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 合肥工业大学 一种适用于树型拓扑结构的无线组网方法
CN104378812B (zh) * 2014-11-28 2017-09-29 北京农业信息技术研究中心 农田自组织网络可再生能源节点差异化拓扑控制方法
CN105228176B (zh) * 2015-08-21 2019-01-18 慧感(上海)物联网科技有限公司 一种轻量级无线传感网络的传感节点运行模式切换方法
CN105221934A (zh) * 2015-09-15 2016-01-06 慧感(上海)物联网科技有限公司 一种密封件泄漏实时监测设备、***及方法
CN105554900A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 上海电机学院 一种剩余能量排序负载调度方法及***
CN105517135B (zh) * 2015-12-31 2018-08-31 宁波大学 一种基于排队论的中继路由休眠时间预估方法
US9980220B2 (en) * 2016-02-01 2018-05-22 Cisco Technology, Inc. Low power wireless communication device and remote management techniques
US10516589B2 (en) 2016-08-31 2019-12-24 At&T Intellectual Property I, L.P. Sensor web management system for internet of things sensor devices with physically imprinted unique frequency keys
CN106656230A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 上海谱翱数据科技有限公司 通信节点和网关设备
US10228966B2 (en) * 2017-02-03 2019-03-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Methods ad systems for hibernation of processes in computing devices
CN107317687B (zh) * 2017-06-21 2021-03-09 西安万像电子科技有限公司 远程控制方法、设备及***
US11350360B2 (en) * 2017-06-27 2022-05-31 Amazon Technologies, Inc. Generating adaptive models for IoT networks
CN107566154B (zh) * 2017-07-25 2020-04-14 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种电量控制方法及装置
CN108512894B (zh) * 2018-02-05 2021-08-24 集能芯成科技（北京）有限公司 一种面向自供能传感网的分布式负载均衡方法及***
CN109362048B (zh) * 2018-08-15 2021-05-25 杭州电子科技大学 基于无线传感器网络的地下管廊检测方法
US10334332B1 (en) * 2018-08-29 2019-06-25 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for managing battery life in redundant wireless sensors
CN109951894A (zh) * 2019-05-14 2019-06-28 广东工业大学 一种休眠调度方法、装置、设备及介质
CN110072208B (zh) * 2019-05-16 2024-06-11 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 一种光伏发电为基础的无线智能网络通信装置
CN111031595B (zh) * 2019-12-17 2022-07-05 北京必创科技股份有限公司 一种无线休眠控制***和方法
CN111132200B (zh) * 2019-12-31 2023-03-28 齐齐哈尔大学 基于势博弈与刚性子图的三维水下网络拓扑控制方法
CN111880847B (zh) * 2020-06-30 2021-03-30 上海万位科技有限公司 一种终端工作状态的自调整方法、装置、设备和存储介质
US11575751B2 (en) * 2020-12-14 2023-02-07 International Business Machines Corporation Dynamic creation of sensor area networks based on geofenced IoT devices
CN113514327B (zh) * 2021-04-22 2023-05-09 中煤科工集团重庆研究院有限公司 厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器
CN113155613B (zh) * 2021-04-22 2022-10-14 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种电磁波穿透混凝土传输装置及方法
CN113890770A (zh) * 2021-10-20 2022-01-04 国电南瑞科技股份有限公司 一种物联网节点设备低功耗运行方法及***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101013987A (zh) * 2007-02-05 2007-08-08 南京邮电大学 一种高效的无线传感器网络拓扑控制方法
CN101094138A (zh) * 2007-06-15 2007-12-26 武汉大学 基于d－s算法的延长无线传感器网络生命周期的方法
CN101119254A (zh) * 2007-08-20 2008-02-06 电子科技大学 基于跨层设计的无线传感器网络节能方法
CN101364951A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 北京邮电大学 无线传感器网络的服务质量保障***
CN201429177Y (zh) * 2009-05-14 2010-03-24 杭州光泽科技有限公司 空调节能远程智能实时监测控制与优化评价***

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7522568B2 (en) * 2000-12-22 2009-04-21 Terahop Networks, Inc. Propagating ad hoc wireless networks based on common designation and routine
US7277414B2 (en) * 2001-08-03 2007-10-02 Honeywell International Inc. Energy aware network management
US7318010B2 (en) * 2006-02-07 2008-01-08 Deere & Company Method of regulating wireless sensor network energy use
KR100881273B1 (ko) * 2006-12-08 2009-02-05 한국전자통신연구원 무선 센서 네트워크의 센서 노드와 그 운용 방법
EP2227065B1 (en) * 2009-03-04 2015-02-18 Fujitsu Limited Improvements to short-range wireless networks
CN201417392Y (zh) * 2009-04-29 2010-03-03 湖南省第四工程有限公司 基于LonWorks的智能家居***
CN201417965Y (zh) * 2009-05-22 2010-03-03 山东鲁电电气集团有限公司 供配电***综合一体化节能***
CN101959295B (zh) * 2010-09-21 2015-06-03 中兴通讯股份有限公司 无线传感器网络的节能管理方法、***及远程管理服务器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101013987A (zh) * 2007-02-05 2007-08-08 南京邮电大学 一种高效的无线传感器网络拓扑控制方法
CN101094138A (zh) * 2007-06-15 2007-12-26 武汉大学 基于d－s算法的延长无线传感器网络生命周期的方法
CN101119254A (zh) * 2007-08-20 2008-02-06 电子科技大学 基于跨层设计的无线传感器网络节能方法
CN101364951A (zh) * 2008-09-26 2009-02-11 北京邮电大学 无线传感器网络的服务质量保障***
CN201429177Y (zh) * 2009-05-14 2010-03-24 杭州光泽科技有限公司 空调节能远程智能实时监测控制与优化评价***

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