一种无线传感器网络的通信调度方法及系统转让专利
申请号 : CN200910006056.7
文献号 : CN101478826B
文献日 : 2010-11-03
发明人 : 冯冬芹 , 张赫男 , 褚健 , 金建祥
申请人 : 中控科技集团有限公司 , 浙江大学
摘要 :
本发明公开了一种无线传感器网络的通信调度方法，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；并进一步提供了基于该宏周期划分下的通信调度方法。本发明同时公开了一种无线传感器网络的通信调度系统，该方法和系统能够实现无线传感器网络的确定性和实时性通信。
权利要求 :
1.一种无线传感器网络的通信调度方法，其特征在于，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该方法进一步包括：
周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；
确定当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片的分配依据，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；
根据所述分配依据为各个节点分配非周期报文时间片；
非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收非周期报文声明之后、分配非周期报文时间片之前，该方法进一步包括：判断非周期报文声明的内容中是否包含网段结构变化信息；如果包含，根据所述网段结构变化信息进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据重分配结果进行非周期报文时间片的申请；申请的非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息；
相应的，所述分配依据还包括：所述根据重分配结果进行非周期报文时间片申请的信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述非周期报文时间片包括：用于对应节点传输数据非周期报文的数据非周期报文时间片、用于对应节点传输功能非周期报文的功能非周期报文时间片；所述功能非周期报文时间片包括：周期时段组态时间片、网段变化发现时间片、时钟同步时间片。
5.一种无线传感器网络的通信调度系统，其特征在于，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该系统包括：周期时段调度器、非周期时段调度器；其中，
周期时段调度器，用于为网段中各个节点进行周期报文时间片的分配；
非周期时段调度器，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明，确定当前通信宏周期中非周期报文传输时段内非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；还用于非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输；
其中，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：
节点信息管理器，用于进行网段中节点信息的管理；还用于接收非周期时段调度器发来的网段结构变化信息，进行网段内节点信息的更新，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器；相应的，非周期时段调度器还用于：判断非周期报文声明的内容中是否包含网段结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器；
周期时段调度器还用于：接收到完整的网段结构变化信息时，进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据分配结果向非周期时段调度器发送非周期报文时间片申请；申请的所述非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，非周期时段调度器包括：接收模块、声明内容判断模块、时间片分配模块、通知消息发送模块；其中，接收模块，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；还用接收周期时段调度器发来的非周期报文时间片的申请信息，将所述申请信息发送给时间片分配模块；
声明内容判断模块，用于判断接收模块接收到的所述声明的内容是否包含网段结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器；还用于将所述声明中的非周期报文时间片申请信息发送给时间片分配模块；
时间片分配模块，用于确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；
通知消息发送模块，用于根据时间片分配模块的分配结果，非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
8.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
说明书 :
技术领域
本发明涉及无线传感器网络的通信调度技术，尤其涉及一种无线传感器网络的通信调度方法及系统。
背景技术
随着无线传感器网络技术的发展，相较有线传输而言，无线通信技术在其配置、安装、修改和扩展等方面表现出明显的优势。特别是在工业控制领域和流程工业领域，使用无线传感器网络进行无线通信具有广阔的应用前景。但将无线通信技术应用于工业控制，特别是在流程工业中进行规模化应用，除了需要无线通信技术具有可靠性外，还需要研究流程工业的特点与需求，解决无线通信技术在流程工业中应用的关键问题，如：确定性通信与实时通信技术、降低多跳网络的传输延时技术、可靠的时间同步技术、安全技术等，以形成无线通信技术在流程工业中应用的解决方案。
目前，对于可用于现场设备层的无线短程网，采用的主流协议是IEEE802.15.4/ZigBee；对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网，采用的主流通信协议则是IEEE 802.11系列。然而，上述协议制定之初并不是针对无线传输在工控领域的应用，均基于竞争性通信机制，即：当网络中节点间的通信出现冲突时采取退避重传的机制，当网络中节点规模较大或数据传输量较大时会造成信息的拥堵，从而造成通信数据到达目标节点的时间出现延时，且到达时间的不确定性。此外，无线信号的衰减特性使得无线节点很难做到对所有潜在竞争节点进行完全监听，这进一步加剧了节点通信中冲突的产生，进而加剧了通信数据到达目标节点的延时性和不确定性。
通过以上分析可知，上述协议的竞争性通信机制，使得上述协议难以适应工业控制应用中最基本的确定性、实时性通信要求。
目前，对于可用于现场设备层的无线短程网，采用的主流协议是IEEE802.15.4/ZigBee；对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网，采用的主流通信协议则是IEEE 802.11系列。然而，上述协议制定之初并不是针对无线传输在工控领域的应用，均基于竞争性通信机制，即：当网络中节点间的通信出现冲突时采取退避重传的机制，当网络中节点规模较大或数据传输量较大时会造成信息的拥堵，从而造成通信数据到达目标节点的时间出现延时，且到达时间的不确定性。此外，无线信号的衰减特性使得无线节点很难做到对所有潜在竞争节点进行完全监听，这进一步加剧了节点通信中冲突的产生，进而加剧了通信数据到达目标节点的延时性和不确定性。
通过以上分析可知，上述协议的竞争性通信机制，使得上述协议难以适应工业控制应用中最基本的确定性、实时性通信要求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种无线传感器网络的通信调度方法及系统，以实现无线传感器网络公共信道内的确定性和实时性通信。
为此，本发明实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种无线传感器网络的通信调度方法，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该方法进一步包括：
周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；
确定非周期报文时间片的分配依据，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片；
根据所述分配依据为各个节点分配非周期报文时间片；
非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
其中，接收非周期报文声明之后、分配非周期报文时间片之前，该方法进一步包括：
判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息；如果包含，根据所述信息进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据重分配结果进行非周期报文时间片的申请；申请的非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息；
相应的，所述分配依据还包括：所述根据重分配结果进行非周期报文时间片申请的信息。
所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
所述非周期报文时间片包括：用于对应节点传输数据非周期报文的数据非周期报文时间片、用于对应节点传输功能非周期报文的功能非周期报文时间片；所述功能非周期报文时间片包括：周期时段组态时间片、网段变化发现时间片、时钟同步时间片。
本发明同时提供一种无线传感器网络的通信调度系统，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该系统包括：周期时段调度器、非周期时段调度器；其中，
周期时段调度器，用于为网段中各个节点进行周期报文时间片的分配；
非周期时段调度器，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明，确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；还用于非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输；
其中，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
其中，该系统进一步包括：
节点信息管理器，用于进行网段中节点信息的管理；还用于接收非周期时段调度器发来的网段结构变化信息，进行网段内节点信息的更新，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器；相应的，
非周期时段调度器还用于：判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网络结构变化信息发送给节点信息管理器；
周期时段调度器还用于：接收到完整的网段结构变化信息时，进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据分配结果向非周期时段调度器发送非周期报文时间片申请；申请的所述非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息。
非周期时段调度器包括：接收模块、声明内容判断模块、时间片分配模块、通知消息发送模块；其中，
接收模块，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；还用接收周期时段调度器发来的非周期报文时间片的申请信息，将所述申请信息发送给时间片分配模块；
声明内容判断模块，用于判断接收模块接收到的所述声明的内容是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器；还用于将所述声明中的非周期报文时间片申请信息发送给时间片分配模块；
时间片分配模块，用于确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；
通知消息发送模块，用于根据时间片分配模块的分配结果，非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
对于上述技术方案的技术效果分析如下：
本发明中将通信宏周期划分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，并进一步将两个时段分别划分为若干个时间片，网段中的节点被分配各自对应1个或多个相应的周期报文时间片和非周期报文时间片，各个时间片之间没有重叠；实现了对于节点的分时调度，避免了节点间对网络公共信道的竞争，消除了由于竞争所引起的通信延时，保证了通信的实时性和确定性。
本发明中网络结构变化的发现、时钟同步以及周期时段通信组态的变化信息均通过非周期报文进行传输，使得无线传感器网络中所有的通信过程整合于周期时段和非周期时段中，形成了网络信息传输的单周期循环，避免了其他分时通信协议中节点通信调度顺序不确定性问题。
进一步地，网络结构的变化不会干扰系统对于其他节点的通信调度，进一步保证了无线传感器网络通信的实时性和确定性。
为此，本发明实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种无线传感器网络的通信调度方法，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该方法进一步包括：
周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；
确定非周期报文时间片的分配依据，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片；
根据所述分配依据为各个节点分配非周期报文时间片；
非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
其中，接收非周期报文声明之后、分配非周期报文时间片之前，该方法进一步包括：
判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息；如果包含，根据所述信息进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据重分配结果进行非周期报文时间片的申请；申请的非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息；
相应的，所述分配依据还包括：所述根据重分配结果进行非周期报文时间片申请的信息。
所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
所述非周期报文时间片包括：用于对应节点传输数据非周期报文的数据非周期报文时间片、用于对应节点传输功能非周期报文的功能非周期报文时间片；所述功能非周期报文时间片包括：周期时段组态时间片、网段变化发现时间片、时钟同步时间片。
本发明同时提供一种无线传感器网络的通信调度系统，将通信宏周期分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，且每个传输时段分为若干个时间片；所述周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将周期报文传输到目标节点，所述周期报文至少包括非周期报文声明；所述非周期报文时间片用于对应节点通过一跳或多跳将非周期报文传输到目标节点；
该系统包括：周期时段调度器、非周期时段调度器；其中，
周期时段调度器，用于为网段中各个节点进行周期报文时间片的分配；
非周期时段调度器，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明，确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；还用于非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输；
其中，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
其中，该系统进一步包括：
节点信息管理器，用于进行网段中节点信息的管理；还用于接收非周期时段调度器发来的网段结构变化信息，进行网段内节点信息的更新，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器；相应的，
非周期时段调度器还用于：判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网络结构变化信息发送给节点信息管理器；
周期时段调度器还用于：接收到完整的网段结构变化信息时，进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据分配结果向非周期时段调度器发送非周期报文时间片申请；申请的所述非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息。
非周期时段调度器包括：接收模块、声明内容判断模块、时间片分配模块、通知消息发送模块；其中，
接收模块，用于根据周期时段调度器的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；还用接收周期时段调度器发来的非周期报文时间片的申请信息，将所述申请信息发送给时间片分配模块；
声明内容判断模块，用于判断接收模块接收到的所述声明的内容是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器；还用于将所述声明中的非周期报文时间片申请信息发送给时间片分配模块；
时间片分配模块，用于确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；
通知消息发送模块，用于根据时间片分配模块的分配结果，非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述分配依据进一步包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来。
对于上述技术方案的技术效果分析如下：
本发明中将通信宏周期划分为周期报文传输时段和非周期报文传输时段，并进一步将两个时段分别划分为若干个时间片，网段中的节点被分配各自对应1个或多个相应的周期报文时间片和非周期报文时间片，各个时间片之间没有重叠；实现了对于节点的分时调度，避免了节点间对网络公共信道的竞争，消除了由于竞争所引起的通信延时，保证了通信的实时性和确定性。
本发明中网络结构变化的发现、时钟同步以及周期时段通信组态的变化信息均通过非周期报文进行传输，使得无线传感器网络中所有的通信过程整合于周期时段和非周期时段中，形成了网络信息传输的单周期循环，避免了其他分时通信协议中节点通信调度顺序不确定性问题。
进一步地，网络结构的变化不会干扰系统对于其他节点的通信调度，进一步保证了无线传感器网络通信的实时性和确定性。
附图说明
图1为本发明通信调度方法所适用的无线传感器网络结构示例图；
图2为本发明通信宏周期划分示意图；
图3为本发明一种无线传感器网络的通信调度方法流程示意图；
图4为本发明另一种无线传感器网络的通信调度方法流程示意图；
图5为本发明一种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图；
图6为本发明另一种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图；
图7为本发明第三种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图。
图2为本发明通信宏周期划分示意图；
图3为本发明一种无线传感器网络的通信调度方法流程示意图；
图4为本发明另一种无线传感器网络的通信调度方法流程示意图；
图5为本发明一种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图；
图6为本发明另一种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图；
图7为本发明第三种无线传感器网络的通信调度系统结构示意图。
具体实施方式
以下，通过具体实施例结合附图详细说明本发明无线传感器网络的通信调度方法及系统的实现。
本发明实施例可以适用于如图1所示的无线传感器网络，网络中所有节点根据自组网过程，形成以“簇(由一个父节点簇头及多个子节点共同组成)”为基本通信单元的树形拓扑结构，进而构成无线传感器网络。这种由树形拓扑结构构成的无线传感器网络包括网关节点、路由节点、终端节点三种节点，由同一网关节点管理的设备共同组成一个网段。如图1a所示，D1～D10即组成了一个网段，其中，D1为网关节点，D2、D3为路由节点，D4～D9为终端节点，D10为待加入的终端节点，当D10加入网段后，D4将变为路由节点。另外，本发明的通信调度方法及系统还可以适用于其他无线传感器网络，只要该无线传感器网络中各个节点之间的路由是相对固定的即可。
在无线传感器网络的一个网段内，所有无线设备的通信均按周期进行，完成一个通信周期所需的时间T称为一个通信宏周期。如图2所示，在本发明实施例中，将通信宏周期T分为两个时段：周期报文传输时段Tp和非周期报文传输时段Tn；其中，
所述周期报文传输时段Tp分为若干个周期报文时间片。根据节点的报文发送量为相应的节点分配一个或多个所述周期报文时间片。节点在周期报文时间片中发送的报文可以包括：发送给网段中其他节点的数据周期报文、发送给网关节点的非周期报文声明。所述非周期报文声明包括的内容可以为：申请非周期报文时间片信息和/或网段结构变化信息等。
所述非周期报文传输时段Tn分为若干个非周期报文时间片。根据非周期报文时间片中发送的报文内容可以分为：发送数据非周期报文的数据非周期报文时间片和发送功能非周期报文的功能非周期报文时间片。功能非周期报文时间片进一步分为：时钟同步时间片、周期时段组态时间片、以及网络变化时间片。所述时钟同步时间片用于由网关节点通知其他非网关节点相应的时钟同步信息；所述周期时段组态时间片用于由网关节点通知其他非网关节点该非网关节点对应的周期报文时间片的变化；所述网络变化时间片用于网关节点通知其他非网关节点进行网段结构变化的发现。
图3为一种本发明无线传感器网络的通信调度方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明。
所述非周期报文声明中包括对应节点的非周期报文时间片申请信息。
步骤302：根据所述非周期报文声明为相应节点分配非周期报文时间片。
所述非周期报文时间片为当前通信宏周期所包含的非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
步骤303：非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述非周期报文声明中还可以包括对应节点发现的网段结构变化信息，所述网段结构变化信息包括新节点的加入或在线节点的退出等。相应的，图3所示的本发明实施例中，当接收到所述非周期报文声明后，进一步包括：
步骤301’：判断所接收到的非周期报文声明的内容中是否包括网段结构的变化信息，如果包括，则根据网段结构的变化重新为网段中的节点进行周期报文时间片的分配，并相应申请非周期报文时间片；否则，执行步骤302。
本步骤中申请的非周期报文时间片，用于网关节点通知所述相应节点该相应节点所对应周期报文时间片的变化。
另外，步骤302中进行非周期报文时间片的分配依据还可以包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来等。
以下，通过图4所示的通信调度方法进行本发明更加详细的说明。图4为本发明无线传感器网络的通信调度方法流程示意图。如图4所示，该方法包括：
步骤401：在周期报文传输时段，非网关节点确定并生成非周期报文声明。
非网关节点生成非周期报文声明的原因可能有：非网关节点存在非周期数据报文需要发送；或者，非网关节点在之前的宏周期中，被网关节点通知进行网段结构变化发现时，发现了网络结构的变化，如节点的加入或退出，需要将网段结构变化信息发送给网关节点；或者，需要时钟同步时间片来完成子节点同本地时钟的同步等；相应的，
所述非周期报文声明报文包括的内容可以为：申请非周期报文时间片信息和/或网段结构变化信息等。所述申请非周期报文时间片信息可以包括：该非网关节点所需发送的非周期报文所需要的非周期报文时间片长度、非周期报文的优先级等信息。
步骤402：非网关节点在自身对应的周期报文时间片中，将自身需要发送的数据周期报文发送到相应的目标节点，并将所述非周期报文声明发送给网关节点。
其中，非周期报文声明的目标节点为网关节点；所述数据周期报文的目标节点根据实际应用环境设定，这里并不限定，而且，所述目标节点接收到数据周期报文后进行何种操作这里不再赘述。
步骤403：网关节点接收各个非网关节点发来的所述非周期报文声明，将所述非周期报文声明与对应非网关节点的物理地址和逻辑地址一起，发送给非周期时段调度器。
其中，网关节点将本步骤中的所述信息发送给非周期时段调度器的方法并不限定，例如，网关节点在各个周期报文时间片内接收到所述非周期报文声明后，即可以实时将所述非周期报文声明和对应节点的物理地址、逻辑地址传输给非周期时段调度器；或者，也可以接收完周期报文时段的所有非周期报文声明后，再将所有信息一起传输给非周期时段调度器；或者，也可以使用其他传输方法等等。
步骤404：非周期时段调度器判断所述非周期报文声明的内容中是否有网段结构变化信息，如果有，执行步骤405；否则，执行步骤408。
其中，网段结构变化可以为：在线节点退出、新节点加入等。
步骤405：非周期时段调度器将网段结构变化信息发送给节点信息管理器，执行步骤406。
步骤406：节点信息管理器根据网段结构变化信息更新该网段的节点信息，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器。
所述完整的网段结构变化信息是节点信息管理器结合所有非周期报文声明后，统计出的由于个别节点加入和退出所引起的网段结构特性发生变化的所有信息。
步骤407：周期时段调度器根据所述完整的网段结构变化信息为网段中的相应节点分配周期报文时间片，根据分配结果向非周期时段调度器申请非周期报文时间片，执行步骤408。
周期报文时间片中发送报文的源节点为掌握时间片的节点。周期时段调度器向非周期时段调度器申请的非周期报文时间片类型应为周期时段组态时间片，用于网关节点通知相应的节点，该相应节点所对应的周期报文时间片发生变化。
所述相应节点可能为网段中所有节点，也可能为网段中的部分节点。周期时段调度器需根据实际情况相应确定。
另外，周期报文时间片分配时，为各个节点所分配的周期报文时间片中最好仅包括周期报文传输时间，不包括该报文的目标节点接收到所述报文后返回确认帧(ACK)的时间；确认帧(ACK)最好作为一条单独的周期报文，在所述目标节点对应的周期报文时间片中，由目标节点按原路径反向传递给源节点。
本步骤中进行周期报文时间片的分配时，需要在满足传输要求的前提下，尽量使个别节点周期时间片的分配(或重分配、删除)不会影响到其他节点。
步骤408：非周期时段调度器根据内容为非周期报文时间片申请的非周期报文声明、时钟同步周期是否到来、网络变化发现周期是否到来、以及周期时段调度器发来的非周期报文时间片申请信息等，为网段中各个节点相应分配非周期报文时间片。
其中，非周期调度管理器根据各个节点申请非周期报文时间片的优先级、时间片长度信息以及非周期时段的未分配时间，按照优先级从高到低的顺序分配非周期报文时间片。另外，当两个节点同时申请相同优先级的非周期报文时间片时，非周期调度管理器优先为网络地址号小(网关节点的网络地址号应设为最小)的节点分配非周期报文时间片。
非周期时段调度器为不同的节点可能分配不同类型的非周期报文时间片，例如，数据非周期报文时间片、时钟同步时间片、周期时段组态时间片、以及节点变化时间片等。如图2所示，在该非周期报文传输时段中，非周期时段调度器为各个节点相应分配了不同的非周期报文时间片。
时钟同步周期或节点发现周期到来时，非周期时段调度器相应为网关节点分配时钟同步时间片或网络变化时间片，以通过网关通知相应节点进行时钟同步或网络变化发现。
另外，各种非周期报文时间片按优先级从高到低的顺序排列为：网关节点的数据非周期报文时间片、非网关节点的数据非周期报文时间片、时钟同步时间片、周期时段组态时间片、节点发现时间片。
步骤409：在各个节点对应的非周期报文时间片，非周期时段调度器通过网关节点通知非周期报文的发送节点进行非周期报文的发送。
其中，所述通知可以通过发送非周期报文发送请求消息完成。所述非周期报文发送请求消息中可以包括：非周期报文发送节点的物理地址、逻辑地址、非周期报文时间片的类型、长度、该非周期报文时间片的起始时刻与非周期报文时段的起始时刻间的偏移量等。
非周期报文时间片不同于周期报文时间片，被分配非周期报文时间片的节点不一定是报文传送的源节点，当报文传输路径仅为源、目标节点间的直接路径时，也可以是报文传送的目标节点。
步骤410：所述非周期报文的发送节点根据所述非周期报文发送请求消息中携带的信息，相应发送非周期报文到目标节点。
其中，网段中的各个节点在非周期时段到来时，处于监听非周期报文发送请求消息的状态，当某一节点收到网关节点发出的该请求后，在该请求消息中规定的非周期报文时间片内，对应所分配的非周期报文时间片类型，从某一类待发送非周期报文队列中按照一定顺序选取并发送一个或多个非周期报文。
其中，步骤409～步骤410的过程重复进行，直到当前宏周期中的非周期时段结束。
对于图4所示的本发明实施例，所有报文时间片长度，应大于该时间片内由每个报文源节点到目标节点传输所需的路径传输时间之和，每个路径可以是由周期报文的源节点、目标节点以及一个或多个路由节点组成的多跳路径，也可以是源节点、目标节点之间的直接路径，或者，还可以根据需要将多条源节点相同的单跳路径合并为一条广播单跳路径。
另外，为了确保时间片中某一路径上传送的报文能够在时间片结束之前传递到目标节点，可以引入对报文路径延时的估算，即：在网络建立之初通过收发节点在网络中的拓扑位置计算路径的跳数，综合报文长度信息粗略估计报文传输延时，并为该估计结果加上相当的余量；随后，在实现时钟同步的网络中，源节点和目标节点分别记录历史报文收发时间戳，以二者差值以及报文长度信息估算出某一路径上的线路延时，使这一估计不断精确。
图5为本发明无线传感器网络的通信调度系统结构示意图，如图5所示，该系统包括：周期时段调度器510、非周期时段调度器520；其中，
周期时段调度器510，用于为网段中各个节点进行周期报文时间片的分配。
非周期时段调度器520，用于根据周期时段调度器510的周期报文时间片分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明，确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；还用于非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述通知可以通过非周期报文发送请求消息完成。
其中，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
进一步地，如图6所示，该系统还可以包括：
节点信息管理器530，用于进行网段中节点信息的管理；还用于接收非周期时段调度器520发来的网段结构变化信息，进行网段内节点信息的更新，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器510；相应的，
非周期时段调度器520还用于：判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网络结构变化信息发送给节点信息管理器；
周期时段调度器510还用于：接收到完整的网段结构变化信息时，进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据分配结果向非周期时段调度器发送非周期报文时间片申请；申请的所述非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息。
另外，周期时段调度器510还可以将需要发送周期报文的节点的物理地址、逻辑地址、周期报文发送所需的周期报文时间片长度等信息实时存储，用于作为周期报文时间片的分配依据，对周期报文传输时段进行管理。
非周期时段调度器520，还可以根据时钟同步周期是否到来、网络变化发现周期是否到来等信息为网段中各个节点相应分配非周期报文时间片。
另外，如图7所示，非周期时段调度器520还可以由以下模块实现，包括：接收模块5201、声明内容判断模块5202、时间片分配模块5203、通知消息发送模块5204；其中，
接收模块5201，用于根据周期时段调度器510的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；还用接收周期时段调度器510发来的非周期报文时间片的申请信息，将所述申请信息发送给时间片分配模块5203。
声明内容判断模块5202，用于判断接收模块5201接收到的所述声明的内容是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器530；还用于将所述声明中的非周期报文时间片申请信息发送给时间片分配模块5203。
时间片分配模块5203，用于确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息。
通知消息发送模块5204，用于根据时间片分配模块5203的分配结果，非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
图5～图7所示的本发明通信调度系统可以设置于网关节点中，或者，也可以设置于上位机或其他的硬件设备中，或者，还可以将上述三个管理器分别设置于不同的硬件设备中，例如，非周期时段调度器520设置于网关节点中，而其他两个管理器设置于上位机中；甚至三个管理器分别设置于三个不同的上位机中等等。另外，三个管理器之间可以直接实现通信，也可以通过网关节点进行管理器间信息的传输，只要上述三个管理器之间可以实现信息通信即可，这里也不限制。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例无线传感器网络的通信调度方法的过程可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时执行上述方法中的对应步骤。所述的存储介质可以如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明实施例可以适用于如图1所示的无线传感器网络，网络中所有节点根据自组网过程，形成以“簇(由一个父节点簇头及多个子节点共同组成)”为基本通信单元的树形拓扑结构，进而构成无线传感器网络。这种由树形拓扑结构构成的无线传感器网络包括网关节点、路由节点、终端节点三种节点，由同一网关节点管理的设备共同组成一个网段。如图1a所示，D1～D10即组成了一个网段，其中，D1为网关节点，D2、D3为路由节点，D4～D9为终端节点，D10为待加入的终端节点，当D10加入网段后，D4将变为路由节点。另外，本发明的通信调度方法及系统还可以适用于其他无线传感器网络，只要该无线传感器网络中各个节点之间的路由是相对固定的即可。
在无线传感器网络的一个网段内，所有无线设备的通信均按周期进行，完成一个通信周期所需的时间T称为一个通信宏周期。如图2所示，在本发明实施例中，将通信宏周期T分为两个时段：周期报文传输时段Tp和非周期报文传输时段Tn；其中，
所述周期报文传输时段Tp分为若干个周期报文时间片。根据节点的报文发送量为相应的节点分配一个或多个所述周期报文时间片。节点在周期报文时间片中发送的报文可以包括：发送给网段中其他节点的数据周期报文、发送给网关节点的非周期报文声明。所述非周期报文声明包括的内容可以为：申请非周期报文时间片信息和/或网段结构变化信息等。
所述非周期报文传输时段Tn分为若干个非周期报文时间片。根据非周期报文时间片中发送的报文内容可以分为：发送数据非周期报文的数据非周期报文时间片和发送功能非周期报文的功能非周期报文时间片。功能非周期报文时间片进一步分为：时钟同步时间片、周期时段组态时间片、以及网络变化时间片。所述时钟同步时间片用于由网关节点通知其他非网关节点相应的时钟同步信息；所述周期时段组态时间片用于由网关节点通知其他非网关节点该非网关节点对应的周期报文时间片的变化；所述网络变化时间片用于网关节点通知其他非网关节点进行网段结构变化的发现。
图3为一种本发明无线传感器网络的通信调度方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明。
所述非周期报文声明中包括对应节点的非周期报文时间片申请信息。
步骤302：根据所述非周期报文声明为相应节点分配非周期报文时间片。
所述非周期报文时间片为当前通信宏周期所包含的非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
步骤303：非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述非周期报文声明中还可以包括对应节点发现的网段结构变化信息，所述网段结构变化信息包括新节点的加入或在线节点的退出等。相应的，图3所示的本发明实施例中，当接收到所述非周期报文声明后，进一步包括：
步骤301’：判断所接收到的非周期报文声明的内容中是否包括网段结构的变化信息，如果包括，则根据网段结构的变化重新为网段中的节点进行周期报文时间片的分配，并相应申请非周期报文时间片；否则，执行步骤302。
本步骤中申请的非周期报文时间片，用于网关节点通知所述相应节点该相应节点所对应周期报文时间片的变化。
另外，步骤302中进行非周期报文时间片的分配依据还可以包括：网段的时钟同步周期是否到来和/或网络变化发现周期是否到来等。
以下，通过图4所示的通信调度方法进行本发明更加详细的说明。图4为本发明无线传感器网络的通信调度方法流程示意图。如图4所示，该方法包括：
步骤401：在周期报文传输时段，非网关节点确定并生成非周期报文声明。
非网关节点生成非周期报文声明的原因可能有：非网关节点存在非周期数据报文需要发送；或者，非网关节点在之前的宏周期中，被网关节点通知进行网段结构变化发现时，发现了网络结构的变化，如节点的加入或退出，需要将网段结构变化信息发送给网关节点；或者，需要时钟同步时间片来完成子节点同本地时钟的同步等；相应的，
所述非周期报文声明报文包括的内容可以为：申请非周期报文时间片信息和/或网段结构变化信息等。所述申请非周期报文时间片信息可以包括：该非网关节点所需发送的非周期报文所需要的非周期报文时间片长度、非周期报文的优先级等信息。
步骤402：非网关节点在自身对应的周期报文时间片中，将自身需要发送的数据周期报文发送到相应的目标节点，并将所述非周期报文声明发送给网关节点。
其中，非周期报文声明的目标节点为网关节点；所述数据周期报文的目标节点根据实际应用环境设定，这里并不限定，而且，所述目标节点接收到数据周期报文后进行何种操作这里不再赘述。
步骤403：网关节点接收各个非网关节点发来的所述非周期报文声明，将所述非周期报文声明与对应非网关节点的物理地址和逻辑地址一起，发送给非周期时段调度器。
其中，网关节点将本步骤中的所述信息发送给非周期时段调度器的方法并不限定，例如，网关节点在各个周期报文时间片内接收到所述非周期报文声明后，即可以实时将所述非周期报文声明和对应节点的物理地址、逻辑地址传输给非周期时段调度器；或者，也可以接收完周期报文时段的所有非周期报文声明后，再将所有信息一起传输给非周期时段调度器；或者，也可以使用其他传输方法等等。
步骤404：非周期时段调度器判断所述非周期报文声明的内容中是否有网段结构变化信息，如果有，执行步骤405；否则，执行步骤408。
其中，网段结构变化可以为：在线节点退出、新节点加入等。
步骤405：非周期时段调度器将网段结构变化信息发送给节点信息管理器，执行步骤406。
步骤406：节点信息管理器根据网段结构变化信息更新该网段的节点信息，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器。
所述完整的网段结构变化信息是节点信息管理器结合所有非周期报文声明后，统计出的由于个别节点加入和退出所引起的网段结构特性发生变化的所有信息。
步骤407：周期时段调度器根据所述完整的网段结构变化信息为网段中的相应节点分配周期报文时间片，根据分配结果向非周期时段调度器申请非周期报文时间片，执行步骤408。
周期报文时间片中发送报文的源节点为掌握时间片的节点。周期时段调度器向非周期时段调度器申请的非周期报文时间片类型应为周期时段组态时间片，用于网关节点通知相应的节点，该相应节点所对应的周期报文时间片发生变化。
所述相应节点可能为网段中所有节点，也可能为网段中的部分节点。周期时段调度器需根据实际情况相应确定。
另外，周期报文时间片分配时，为各个节点所分配的周期报文时间片中最好仅包括周期报文传输时间，不包括该报文的目标节点接收到所述报文后返回确认帧(ACK)的时间；确认帧(ACK)最好作为一条单独的周期报文，在所述目标节点对应的周期报文时间片中，由目标节点按原路径反向传递给源节点。
本步骤中进行周期报文时间片的分配时，需要在满足传输要求的前提下，尽量使个别节点周期时间片的分配(或重分配、删除)不会影响到其他节点。
步骤408：非周期时段调度器根据内容为非周期报文时间片申请的非周期报文声明、时钟同步周期是否到来、网络变化发现周期是否到来、以及周期时段调度器发来的非周期报文时间片申请信息等，为网段中各个节点相应分配非周期报文时间片。
其中，非周期调度管理器根据各个节点申请非周期报文时间片的优先级、时间片长度信息以及非周期时段的未分配时间，按照优先级从高到低的顺序分配非周期报文时间片。另外，当两个节点同时申请相同优先级的非周期报文时间片时，非周期调度管理器优先为网络地址号小(网关节点的网络地址号应设为最小)的节点分配非周期报文时间片。
非周期时段调度器为不同的节点可能分配不同类型的非周期报文时间片，例如，数据非周期报文时间片、时钟同步时间片、周期时段组态时间片、以及节点变化时间片等。如图2所示，在该非周期报文传输时段中，非周期时段调度器为各个节点相应分配了不同的非周期报文时间片。
时钟同步周期或节点发现周期到来时，非周期时段调度器相应为网关节点分配时钟同步时间片或网络变化时间片，以通过网关通知相应节点进行时钟同步或网络变化发现。
另外，各种非周期报文时间片按优先级从高到低的顺序排列为：网关节点的数据非周期报文时间片、非网关节点的数据非周期报文时间片、时钟同步时间片、周期时段组态时间片、节点发现时间片。
步骤409：在各个节点对应的非周期报文时间片，非周期时段调度器通过网关节点通知非周期报文的发送节点进行非周期报文的发送。
其中，所述通知可以通过发送非周期报文发送请求消息完成。所述非周期报文发送请求消息中可以包括：非周期报文发送节点的物理地址、逻辑地址、非周期报文时间片的类型、长度、该非周期报文时间片的起始时刻与非周期报文时段的起始时刻间的偏移量等。
非周期报文时间片不同于周期报文时间片，被分配非周期报文时间片的节点不一定是报文传送的源节点，当报文传输路径仅为源、目标节点间的直接路径时，也可以是报文传送的目标节点。
步骤410：所述非周期报文的发送节点根据所述非周期报文发送请求消息中携带的信息，相应发送非周期报文到目标节点。
其中，网段中的各个节点在非周期时段到来时，处于监听非周期报文发送请求消息的状态，当某一节点收到网关节点发出的该请求后，在该请求消息中规定的非周期报文时间片内，对应所分配的非周期报文时间片类型，从某一类待发送非周期报文队列中按照一定顺序选取并发送一个或多个非周期报文。
其中，步骤409～步骤410的过程重复进行，直到当前宏周期中的非周期时段结束。
对于图4所示的本发明实施例，所有报文时间片长度，应大于该时间片内由每个报文源节点到目标节点传输所需的路径传输时间之和，每个路径可以是由周期报文的源节点、目标节点以及一个或多个路由节点组成的多跳路径，也可以是源节点、目标节点之间的直接路径，或者，还可以根据需要将多条源节点相同的单跳路径合并为一条广播单跳路径。
另外，为了确保时间片中某一路径上传送的报文能够在时间片结束之前传递到目标节点，可以引入对报文路径延时的估算，即：在网络建立之初通过收发节点在网络中的拓扑位置计算路径的跳数，综合报文长度信息粗略估计报文传输延时，并为该估计结果加上相当的余量；随后，在实现时钟同步的网络中，源节点和目标节点分别记录历史报文收发时间戳，以二者差值以及报文长度信息估算出某一路径上的线路延时，使这一估计不断精确。
图5为本发明无线传感器网络的通信调度系统结构示意图，如图5所示，该系统包括：周期时段调度器510、非周期时段调度器520；其中，
周期时段调度器510，用于为网段中各个节点进行周期报文时间片的分配。
非周期时段调度器520，用于根据周期时段调度器510的周期报文时间片分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明，确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；还用于非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
所述通知可以通过非周期报文发送请求消息完成。
其中，所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息；所述非周期报文时间片为当前通信宏周期中非周期报文传输时段内的非周期报文时间片。
进一步地，如图6所示，该系统还可以包括：
节点信息管理器530，用于进行网段中节点信息的管理；还用于接收非周期时段调度器520发来的网段结构变化信息，进行网段内节点信息的更新，将完整的网段结构变化信息发送给周期时段调度器510；相应的，
非周期时段调度器520还用于：判断非周期报文声明的内容中是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网络结构变化信息发送给节点信息管理器；
周期时段调度器510还用于：接收到完整的网段结构变化信息时，进行网段中相应节点所对应周期报文时间片的重分配，根据分配结果向非周期时段调度器发送非周期报文时间片申请；申请的所述非周期报文时间片用于网关节点通知所述相应节点周期报文时间片的变化信息。
另外，周期时段调度器510还可以将需要发送周期报文的节点的物理地址、逻辑地址、周期报文发送所需的周期报文时间片长度等信息实时存储，用于作为周期报文时间片的分配依据，对周期报文传输时段进行管理。
非周期时段调度器520，还可以根据时钟同步周期是否到来、网络变化发现周期是否到来等信息为网段中各个节点相应分配非周期报文时间片。
另外，如图7所示，非周期时段调度器520还可以由以下模块实现，包括：接收模块5201、声明内容判断模块5202、时间片分配模块5203、通知消息发送模块5204；其中，
接收模块5201，用于根据周期时段调度器510的分配结果，周期报文传输时段时，接收网段中各个节点在各自对应的周期报文时间片中发来的非周期报文声明；还用接收周期时段调度器510发来的非周期报文时间片的申请信息，将所述申请信息发送给时间片分配模块5203。
声明内容判断模块5202，用于判断接收模块5201接收到的所述声明的内容是否包含网络结构变化信息，包含时，将所述网段结构变化信息发送给节点信息管理器530；还用于将所述声明中的非周期报文时间片申请信息发送给时间片分配模块5203。
时间片分配模块5203，用于确定非周期报文时间片的分配依据，并根据所述分配依据为网段中的相应节点分配非周期报文时间片；所述分配依据至少包括非周期报文声明中的非周期报文时间片申请信息。
通知消息发送模块5204，用于根据时间片分配模块5203的分配结果，非周期报文传输时段时，在每个非周期报文时间片到来时，通知该时间片对应的节点进行非周期报文的传输。
图5～图7所示的本发明通信调度系统可以设置于网关节点中，或者，也可以设置于上位机或其他的硬件设备中，或者，还可以将上述三个管理器分别设置于不同的硬件设备中，例如，非周期时段调度器520设置于网关节点中，而其他两个管理器设置于上位机中；甚至三个管理器分别设置于三个不同的上位机中等等。另外，三个管理器之间可以直接实现通信，也可以通过网关节点进行管理器间信息的传输，只要上述三个管理器之间可以实现信息通信即可，这里也不限制。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例无线传感器网络的通信调度方法的过程可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时执行上述方法中的对应步骤。所述的存储介质可以如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。