一种数据传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感器网络数据链路层技术领域，尤其涉及一种数据传输方法。
【背景技术】
[0002]随着科技医疗水平的飞速进步和无线技术的不断发展，人体健康监控给无线体域网络(Wireless Body Area Networks, WBANs)的发展带来巨大的挑战与机遇。WBANs是以个人为中心的针对穿戴式与植入人体传感器的无线网络，用于检测人体生命特征，如心脏速率、温度、血压、心电图和脑电图等。WBANs中，传感器节点的电池是低密度的，并且受尺寸的限制使得在大多数情况下电池不可更换与再充电。因此，高效的能效使用方案是无线体域网络媒体访问控制(Media Access Control，简称MAC)层设计的重要组成部分。
[0003]尽管目前有几种类型的短距离无线网络可以被用于形成一个WBAN，诸如IEEE802.11 协议的无线局域网络(Wireless Local Area Networks,简称 WLAN)和IEEE802.15.2 协议的无线个人局域网络(Wireless Personal Area Network，简称 WPAN)，但是这些都不能符合WBANs能源效率方面的要求，无法实现灵活的带宽管理。IEEE802.11协议的WLAN已被设计用于10?100米的无线网络覆盖范围，其高带宽与高能耗使得节点电池寿命只能维持几个小时正常工作。IEEE802.15.2协议的WPAN已被用于设计低速率无线个人区域网络，可保证10米覆盖范围的250kbs数据速率，但是无法满足IEEE802.15.4标准MAC控制报文在竞争传输期的1Mbps速率，并且该标准没有形成有效的节能方案。
[0004]再者，一般的无线传感器网络技术更多的专注于解决分布式点对点(Ad hoc)问题。用于无线传感器网络的MAC协议可分为两类，基于竞争的)载波侦听多路访问(CarrierSense Multiple Access，简称 CSMA)和基于无竞争的时分多址(Time Divis1n MultipleAccess，简称TDMA)。大多数WBANs应用有不间断的周期性带宽请求与实时重要事件报告，所以基于竞争的MAC协议不是能量有效的且不是灵活带宽管理的。
[0005]鉴于此，在无线体域网络中如何在节约能源的同时提高数据传输效率成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述的技术问题，本发明提供一种数据传输方法，应用在无线体域网络中，能够在无线体域网络中在节约能源的同时提高数据的传输效率。
[0007]第一方面，本发明提供一种数据传输方法，应用在无线体域网络中，包括:
[0008]节点采用第一周期性带宽向网关发送数据时，判断待发送的数据量是否大于预设第一阈值或小于预设第二阈值，所述第一周期性带宽为所述网关根据所述节点发送的周期性带宽请求确定的；
[0009]若待发送的数据量大于预设第一阈值或小于预设第二阈值，则所述节点向所述网关发送可调整带宽请求；
[0010]所述网关根据所述可调整带宽请求生成一个调整带宽，所述网关根据所生成的调整带宽和所述第一周期性带宽得到第二周期性带宽；
[0011]所述网关向所述节点发送第一消息，所述第一消息携带所述第二周期性带宽的信息;
[0012]所述节点采用所述第二周期性带宽向所述网关发送数据。
[0013]可选地，所述网关根据所生成的调整带宽和所述第一周期性带宽得到第二周期性带宽，包括:
[0014]所述网关根据所生成的调整带宽将所述第一周期性带宽增加或减少，得到第二周期性带宽。
[0015]可选地，在所述节点采用第一周期性带宽向网关发送数据时，判断待发送的数据量是否大于预设第一阈值或小于预设第二阈值之前，还包括:
[0016]节点向网关发送周期性带宽请求；
[0017]所述网关在接收到所述周期性带宽请求后，根据服务质量QoS要求和当前可用带宽为所述节点分配第一周期性带宽；
[0018]所述网关向所述节点发送第二消息，所述第二消息携带所述第一周期性带宽的信息;
[0019]所述节点采用所述第一周期性带宽向所述网关发送数据。
[0020]可选地，所述方法还包括:
[0021]在所述节点有突发数据需要上传至所述网关时，所述节点向所述网关发送突发带宽请求，所述突发带宽请求携带初始突发带宽长度，所述突发数据为所述节点所采集的生理特征数据超过预设阈值范围时产生的；
[0022]所述网关根据所述突发带宽请求为所述节点分配突发带宽；
[0023]所述网关向所述节点发送第三消息，所述第三消息携带所分配的突发带宽的信息;
[0024]所述网关判断所述节点是否使用所分配的突发带宽向所述网关发送数据；
[0025]若所述节点使用了所分配的突发带宽向所述网关发送数据，则所述网关为所述节点分配的突发带宽的长度不变，所述节点继续使用所分配的突发带宽向所述网关发送下一帧数据；
[0026]若所述节点没有使用所分配的突发带宽向所述网关发送数据或所述网关没有接收到来自所述节点的数据，则所述网关向所述节点发送第一确认ACK消息，以表明没有在所述突发带宽内接收到所述节点发送的数据，并且所述网关在下一帧为所述节点所分配的突发带宽的长度降低为其上一帧所分配的突发带宽的一半；
[0027]所述网关向所述节点发送第四消息，所述第四消息携带所述网关在下一帧为所述节点所分配的突发带宽的长度降低为其上一帧所分配的突发带宽的一半的信息；
[0028]所述节点采用长度降低为上一帧所分配的突发带宽的一半的突发带宽向所述网关发送下一帧数据，返回所述网关判断所述节点是否使用所分配的突发带宽向所述网关发送数据的步骤，直至所述突发数据传输完毕或者发生第一突发情况。
[0029]可选地，所述第一突发情况包括:
[0030]所述网关与所述节点失去联系。
[0031 ] 可选地，所述方法还包括:
[0032]若所述节点没有向所述网关待发送的数据，所述节点进入睡眠模式。
[0033]可选地，所述睡眠模式，包括:
[0034]在所述节点没有向所述网关待发送的数据时，所述节点在争用介入部分CAP期间通过载波侦听多路访问/碰撞避免CSMA/CA向所述网关发送睡眠请求；
[0035]所述网关向所述节点发送第二确认ACK消息，以表明所述网关已收到所述睡眠请求；
[0036]所述网关在下一帧数据的下行链路时间向所述节点发送睡眠确认消息；
[0037]所述节点根据所述睡眠确认消息判断是否允许节点睡眠；
[0038]若允许节点睡眠，则所述节点根据所述睡眠确认消息在下一帧开始睡眠，在睡眠期间，若所述节点被所述网关分配了时隙GTS，则所述节点在所述时隙GTS内向所述网关发送数据；
[0039]所述节点侦听所述网关是否发送第三确认ACK消息，所述第三确认ACK消息为所述网关在接收到所述节点在所述时隙GTS内所发送的数据后向所述节点返回的确认消息；
[0040]若所述节点接收到所述第三确认ACK信号，则继续睡眠，直到睡眠时间结束；若所述节点没有接收到所述第三确认ACK信号，则提前终止睡眠，并进行时间的重同步，以达到所述网关与所述节点的时间一致性。
[0041]可选地，在所述节点根据所述睡眠确认消息判断是否允许节点睡眠的步骤之后，还包括:
[0042]若不允许节点睡眠，则所述节点结束所述睡眠请求。
[0043]可选地，所述睡眠请求包括:睡眠的起始帧数和持续时间。
[0044]可选地，所述睡眠确认消息包括:是否允许节点睡眠、节点睡眠的时间长度。
[0045]由上述技术方案可知，本发明的数据传输方法，通过节点采用第一周期性带宽向网关发送数据时判断待发送数据量是否大于预设第一阈值或小于预设第二阈值，第一周期性带宽为网关根据节点发送的周期性带宽请求确定的，若待发送数据量大于预设第一阈值或小于预设第二阈值则节点向网关发送可调整带宽请求，网关根据所述可调整带宽请求生成一个调整带宽，并根据所生成的调整带宽将第一周期性带宽增加或减少得到第二周期性带宽，节点采用第二周期性带宽向网关发送数据，由此，能够在无线体域网络中在节约能源的同时提高数据的传输效率。
【附图说明】
[0046]图1为本发明实施例使用的一种基于TDMA的MAC协议的数据帧的结构示意图；
[0047]图2为本发明一实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图；
[0048]图3为本发明一实施例提供的一种数据传输方法的在所述节点有突发数据需要上传至所述网关时的部分流程示意图；
[0049]图4为本发明一实施例提供的一种数据传输方法的睡眠模式的流程示意图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出