一种无线传感器网络节点的快速入网方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线传感器网络，尤其是一种无线传感器网络节点的快速入网方法。
【背景技术】
[0002] 现有的无线传感器网络节点入网流程一般如图1所示，在节点首次上电启动后， 包括如下步骤： 步骤a;节点侦听同步包； 步骤b;是否在设定时长内接收到同步包，如果不是，执行步骤C;否则，执行步骤d; 步骤C;节点重启，休眠仓储休眠时间后唤醒，返回步骤a;即，节点进入仓储模式； 步骤t节点依据接收到的同步包携带的偏移时间判断该同步包是否是整秒点同步包， 如果不是，执行步骤e;否则，执行步骤f; 步骤e;节点依据同步包携带的偏移时间得出整秒点同步包的接收时间，在所述接收 时间接收整秒点同步包，在设定时长内接收到整秒点同步包，则执行步骤f;否则，返回步 骤C; 步骤f;节点WOs为时间偏移量，依据整秒点同步包的接收时间得出下一个整秒点同 步包的接收时间，并在所述下一个整秒点同步包的接收时间接收整秒点同步包，在设定时 长内接收到整秒点同步包，则执行步骤g;否则，返回步骤C; 步骤g;节点判断接收两个整秒点同步包的间隔时间与Is的差值是否大于允许误差， 如果是，返回步骤C;否则，执行步骤h; 步骤h;节点设置同步参数、检测参数，节点将自身当前的参数赋值给状态包的相应变 量，将状态包发送给网关； 步骤i;节点接收网关回复的ack，则表明成功接入网关，结束本次入网流程。
[0003] 其中，步骤C中，所述仓储休眠时间是指节点设备在仓库未安装使用时连续两次 唤醒的时间间隔，执行步骤C即表示节点进入仓储模式，为了节能，该时间间隔一般较长， 为分钟级，例如Imin，即节点首次启动，并在步骤b未能在设定时长内接收到同步包，则认 为自身尚未安装投入使用，转入仓储模式，此后，为了节能，在成功入网前或掉网后重新入 网时，均W仓储模式进行寻网； 所述设定时长的取值范围为(帖时长，2X帖时长）； 所述偏移时间指同步包的发送时间偏移前一个整秒点的时间； 所述依据同步包/整秒点同步包携带的偏移时间得出整秒点同步包的接收时间可W通过W下公式实现： 整秒点同步包的接收时间=节点接收到所述同步包或者整秒点同步包的时间WIs-偏 移时间）； 所述允许误差的取值可W为本地时钟的1个时钟节拍（TimeTick)和2个时钟节拍中 的一个；优选的，所述允许误差取本地时钟的2个时钟节拍。
[0004] 在各种应用场景中，无线传感器网络会不可避免地受到来自各个方面的干扰，如 移动信号、电磁波等，使得节点掉网，或节点和网关间通信较长时间被阻隔使得节点掉网， 如无线车辆检测系统中大车较长时间压占车辆检测设备，使得车辆检测设备掉网。基于此， 节点要快速准确的将检测数据上传至网关，尽可能避免丢失数据包，则要求掉网的节点能 快速入网，上述入网流程，在首次启动后一次尝试入网失败即转入仓储模式，充分避免了节 点设备在库房大量耗能，W及在节点设备故障时大量耗能，但却导致节点首次尝试入网后 的其余入网过程均W仓储模式进行，耗时较长，显然不能满足节点应用场景中掉网后快速 入网的需求。
【发明内容】
[0005] 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节点的快速入网方 法，采用该方法能使得掉网重启后时钟与网关时钟仍同步的节点快速入网。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下： 节点掉网后重启，执行W下步骤： A、 节点使用掉网前的同步参数接收同步包来确定当前自身时钟与网关时钟同步； B、 节点设置相关参数，接入无线传感器网络。
[0007] 进一步地，步骤A前该方法还包括：节点确定并非因自身故障造成掉网。
[0008] 进一步地，因节点自身故障造成掉网时，该方法还包括；节点进入仓储模式。
[0009] 进一步地，所述确定并非因节点自身故障造成掉网具体为： 节点获取自身掉网前最近的连续工作时间； 判断自身掉网前最近的连续工作时间是否不小于设定的工作时长阔值，如果是，则认 为并非因节点自身故障造成掉网；否则，认为因节点自身故障造成掉网。
[0010] 进一步地，所述节点获取自身掉网前最近的连续工作时间具体为： 预先设置第一计时器； 节点入网时，第一计时器复位，开始计时； 节点确定自身掉网，第一计时器停止计时； 节点重启，读取第一计时器计时值。
[0011] 进一步地，节点确定当前自身时钟与网关时钟不同步时，该方法还包括：节点进入 仓储模式。
[0012] 进一步地，该方法还包括：预先设置第二计时器；相应的， 步骤A中，节点使用掉网前的同步参数接收同步包来确定当前自身时钟与网关时钟同 步具体为；第二计时器开始计时，节点执行W下步骤直到确定当前自身时钟与网关时钟同 步，或者第二计时器计时至第一时长： all、节点依据同步时隙分布和自身基准计数器确定当前时间后的首个同步包的理论 接收时间； al2、在该理论接收时间的基础上，提前打开射频模块的时间和n倍的时隙允许误差的 和，即得到所述当前时间后的首个同步包的接收时间； al3、节点在所述首个同步包的接收时间接收同步包，如果在接收时长内接收到同步 包，则当前节点时钟与网关同步；否则，执行步骤al4 ; al4、第二计时器计时每增加第二时长时，返回步骤all;其中， 所述第一时长的取值范围为巧OOX帖时长，lOOOX帖时长]，最佳取值为300X帖时 长、500X帖时长或1000X帖时长；所述第二时长的取值范围为[Is, 6s]，最佳取值为Is、 2s、3s或6s;所述接收时长为；打开射频模块的时间+n倍的时隙允许误差+同步时隙时长； n为正整数，取1、2、3、4或5,最佳取值为2。
[0013] 进一步地，所述第二计时器计时值为mX第二时长的整数倍时和/或所述第二计 时器计时值满Imin时，步骤al2为； 在该理论接收时间的基础上提前打开射频模块的时间和n倍的时隙允许误差的和，得 到调整前的接收时间； 判断系统的累计同步误差值是否大于设定值，如果大于，将所述调整前的接收时间提 前一个时钟节拍，即得到所述当前时间后的首个同步包的接收时间，并将系统的累计同步 误差值减小C倍的设定值；否则，将所述调整前的接收时间推迟一个时钟节拍，即得到所述 当前时间后的首个同步包的接收时间，并将系统的累计同步误差值增加C倍的设定值；其 中， m为大于1小于15的整数，最佳取值为4 ;设定值的取值范围为分钟级，具体的取值依 经验定；C的取值范围为（0,3]，最佳取值为；1、1.