一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸信息采集領(lǐng)域。一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，包括如下步驟：1）信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送建立路由信標(biāo)；2）信息采集節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述建立路由信標(biāo)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)及采集節(jié)點(diǎn)之間采用主節(jié)點(diǎn)查詢方式用于節(jié)點(diǎn)之間的識(shí)別和定位；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，建立主節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，建立從節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，節(jié)點(diǎn)之間采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息傳送方式用于信息的傳遞，完成節(jié)點(diǎn)間的通信。本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，能夠自適應(yīng)查找變化的節(jié)點(diǎn)，建立節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)無線節(jié)點(diǎn)的查找和數(shù)據(jù)通信。算法高效合理，能夠提升無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的效率及可靠性。
【專利說明】一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸信息采集領(lǐng)域，特別是涉及一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立路由的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與采集技術(shù)是一種以社區(qū)應(yīng)用環(huán)境的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)信息收集的路由建立方法，用以解決以社區(qū)應(yīng)為應(yīng)用環(huán)境的水、電、熱、氣、安全告警、視頻監(jiān)控等的智能社區(qū)應(yīng)用。
[0003]目前小區(qū)的信息采集，基本是人工或人工參與的非智能采集系統(tǒng)，這種采集系統(tǒng)，浪費(fèi)了大量的人力、物力成本，而且不夠準(zhǔn)確和及時(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。因其具有容易實(shí)現(xiàn)、工程量小、投入成本低、通信可靠等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于解決智能小區(qū)水、電、熱、氣、溫度、濕度、安全告警、視頻監(jiān)控等信息的采集和處理。
[0004]而技術(shù)的進(jìn)步和更新是永無止境的，為了保障無線信息接入系統(tǒng)通信的可靠性，目前本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)采集接入系統(tǒng)及其建立路由和組網(wǎng)方法的研究，一直在不斷地探索中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，提升了無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的路由建立的效率及可靠性。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，對(duì)于由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)以及信息采集節(jié)點(diǎn)建立的固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)(所謂固定節(jié)點(diǎn)是指位置相對(duì)固定，例如無線計(jì)量表終端，接受數(shù)據(jù)的位置相對(duì)固定，接受其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的無線數(shù)據(jù)。典型的應(yīng)用就是智能社區(qū)的計(jì)量表節(jié)點(diǎn)。下文所述的信息采集節(jié)點(diǎn)和信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)均屬于固定節(jié)點(diǎn))，其無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法包括如下步驟:
1)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)(ISUInformat1n Send Unit)發(fā)送建立路由信標(biāo)；
2)信息采集節(jié)點(diǎn)(IQJInformat1n Collect Unit)轉(zhuǎn)發(fā)所述建立路由信標(biāo)；
信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)及信息采集節(jié)點(diǎn)之間采用主節(jié)點(diǎn)查詢方式用于節(jié)點(diǎn)之間的識(shí)別和定位；所有節(jié)點(diǎn)不用地址設(shè)置，節(jié)點(diǎn)的地址通過查詢得到；發(fā)送節(jié)點(diǎn)和采集節(jié)點(diǎn)之間采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息傳送方式用于信息的傳遞；
所述主節(jié)點(diǎn)查詢方式工作流程如下:
步驟a，設(shè)定任意一個(gè)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，通過該主節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢消息，查詢其余所有的節(jié)點(diǎn)；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字，縮小查詢范圍，直到收到相應(yīng)的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)SI, S為節(jié)點(diǎn)英文代號(hào)，I為序列；
步驟b，重復(fù)步驟a的過程，查詢信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)無線信號(hào)覆蓋區(qū)域，該無線信號(hào)覆蓋的一定區(qū)域所有的節(jié)點(diǎn)相應(yīng)；對(duì)所有查詢的節(jié)點(diǎn)中，已經(jīng)被正確查詢的節(jié)點(diǎn)不再響應(yīng)，沒有被正確查詢的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的查詢，根據(jù)查詢結(jié)果，得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢的節(jié)點(diǎn)集合S:{S1、S2、S3、…、Sn}，S為所查詢的節(jié)點(diǎn)集合名字，S1、S2、S3、…、Sn為所查到的節(jié)點(diǎn)。從1、2、3、開始排列。一直到第η個(gè)；
步驟0，以集合3:{51、52、53、…、Sn}的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，重復(fù)步驟a、步驟b的過程，遞歸查詢服務(wù)區(qū)域的所有信息采集節(jié)點(diǎn)；
步驟d，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)綁定在一起，信息采集節(jié)點(diǎn)采集信息，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)信息并發(fā)送采集到的信息。
[0007]所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，節(jié)點(diǎn)查詢關(guān)鍵約束如下:
(1)、已經(jīng)通過查詢定位的子節(jié)點(diǎn)，不在響應(yīng)之列；
(2)對(duì)于區(qū)域內(nèi)沒有定位的子節(jié)點(diǎn)，均需響應(yīng)，以此找到最大區(qū)域的發(fā)送節(jié)點(diǎn)系列集合M:{M1、M2、…、Mn}，M為最大發(fā)送的節(jié)點(diǎn)序列集合。MU M2,…、Mn為所查到的節(jié)點(diǎn)。從1、2、3、開始排列。一直到第η個(gè)；
(3)根據(jù)查找順序，取得查詢列表，以鏈表方式表示；
(4)主鏈表如下表示:Lm: {Lml、Lm2、…、Lmn}, Lm為鏈表。Lml、Lm2、…、Lmn為鏈表內(nèi)的元素。共計(jì)Lml、Lm2、…、Lm個(gè)元素。其中1、2、3、…、m為m個(gè)數(shù)據(jù),表示m個(gè)序列；
(5)每個(gè)主鏈表下采集節(jié)點(diǎn)鏈表如下表示:Ls: {Lsl、Ls2、…、Lsk}，Ls為采集的節(jié)點(diǎn)鏈表。Lsl、Ls2、…、Lsk為鏈表兀素；
(6 )根據(jù)查詢結(jié)果，形成一個(gè)小區(qū)無線節(jié)點(diǎn)分布圖。
[0008]所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，節(jié)點(diǎn)間采用內(nèi)部協(xié)議通信，節(jié)點(diǎn)間通信方式如下:
(1)信息采集中心發(fā)命令，由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)定時(shí)查詢集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}；
(2)以集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}內(nèi)的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢區(qū)域內(nèi)的采集節(jié)點(diǎn)系列集合 M: {Ml、M2、-,Mn}；
(3)以集合M: {Ml、M2、…、Mn}為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢其下的采集節(jié)點(diǎn)鏈表Ls: {Lsl、Ls2、…、Lsk}所有節(jié)點(diǎn)的信息上報(bào)。
[0009]所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，信息采集節(jié)點(diǎn)記錄周圍的場(chǎng)強(qiáng)信息并反饋回信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)反饋的場(chǎng)強(qiáng)信息后，建立相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫，并通過對(duì)該場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)信息進(jìn)行分析后，建立上述固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由表，組建固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0010]信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息。根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)，信息接收節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，建立查詢主節(jié)點(diǎn)。有主節(jié)點(diǎn)建立查詢鏈表。建立從節(jié)點(diǎn)查詢鏈表。依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)。完成節(jié)點(diǎn)的通信。
[0011]當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集信息時(shí)，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息。信息采集節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查詢信息，有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，采集信息，發(fā)送所采集的信息。信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息結(jié)束后，有激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有激活狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。如果在一定的時(shí)間，如I秒鐘，沒有收到信息采集節(jié)點(diǎn)的信息，也變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。并記錄信息采集節(jié)點(diǎn)失聯(lián)。
[0012]發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，提出一個(gè)高效合理的算法，用該算法能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)，無線節(jié)點(diǎn)的查找和數(shù)據(jù)通信。當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，能夠自適應(yīng)查找變化的節(jié)點(diǎn)。根據(jù)新的查找節(jié)點(diǎn)表，而建立新的節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？蔀橛脩魧?shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、控制提供無縫的、高速實(shí)時(shí)的、可靠的、低成本的解決方案；且提升了路由建立的效率及可靠性。
[0013]2、本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，提升了無線數(shù)據(jù)信息接入系統(tǒng)中路由建立的效率，具有低功耗、低成本、使用方便、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。無線節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)的傳輸快捷方便，不會(huì)因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的變化而有任何影響，有效可靠的解決了小區(qū)的各種信息采集。信息收集正確、完整，信息收集周期可以根據(jù)用戶需求隨時(shí)修改，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)收集的靈活性。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1:本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016]實(shí)施例1
參見圖1、圖2，本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，對(duì)于由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)以及信息采集節(jié)點(diǎn)建立的固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，其路由建立的方法包括如下步驟:
1)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)(ISUInformat1n Send Unit)發(fā)送建立路由信標(biāo)；
2)信息采集節(jié)點(diǎn)(IQJInformat1n Collect Unit)轉(zhuǎn)發(fā)所述建立路由信標(biāo)；其與現(xiàn)有技術(shù)不同的是:信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)及信息采集節(jié)點(diǎn)之間采用主節(jié)點(diǎn)查詢方式用于節(jié)點(diǎn)之間的識(shí)別和定位；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，其他信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，設(shè)置任一節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，建立主節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，建立從節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，發(fā)送節(jié)點(diǎn)和采集節(jié)點(diǎn)之間采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息傳送方式用于信息的傳遞，完成節(jié)點(diǎn)間的通信。
[0017]實(shí)施例2
參見圖1、圖2，本實(shí)施例的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其與實(shí)施例1進(jìn)一步不同的是:在信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)設(shè)置為內(nèi)部方法休眠/激化方法，開始所有的節(jié)點(diǎn)均為休眠方式，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)的大小查詢區(qū)域內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)分布圖；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集信息時(shí)，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，信息采集節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查詢信息，由休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，采集信息，發(fā)送所采集的信息；信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息結(jié)束后，由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有又由激活狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)如果在一定的時(shí)間內(nèi)，沒有收到信息采集節(jié)點(diǎn)的信息，也變?yōu)樾菝郀顟B(tài)，并記錄信息采集節(jié)點(diǎn)失聯(lián)。
[0018]實(shí)施例3
參見圖1、圖2，本實(shí)施例的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其與實(shí)施例1或?qū)嵤├?進(jìn)一步不同的是:所有節(jié)點(diǎn)不用地址設(shè)置，節(jié)點(diǎn)的地址通過查詢得到；主節(jié)點(diǎn)查詢方式工作流程如下:
步驟a，設(shè)定任意一個(gè)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，通過該主節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢消息，查詢其余所有的節(jié)點(diǎn)；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字，縮小查詢范圍，直到收到相應(yīng)的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)SI ；
步驟b，重復(fù)步驟a的過程，查詢信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)無線信號(hào)覆蓋區(qū)域，該無線信號(hào)覆蓋的一定區(qū)域所有的節(jié)點(diǎn)相應(yīng)；對(duì)所有查詢的節(jié)點(diǎn)中，已經(jīng)被正確查詢的節(jié)點(diǎn)不再響應(yīng)，沒有被正確查詢的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的查詢，根據(jù)查詢結(jié)果，得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢的節(jié)點(diǎn)集合S:{S1、S2、S3、…、Sn}；
步驟c，以集合S:{S1、S2、S3、…、Sn}的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，重復(fù)步驟a、步驟b的過程，遞歸查詢服務(wù)區(qū)域的所有信息采集節(jié)點(diǎn)；
步驟d，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)綁定在一起，信息采集節(jié)點(diǎn)采集信息，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)信息并發(fā)送采集到的信息。
[0019]節(jié)點(diǎn)查詢關(guān)鍵約束如下:(1)已經(jīng)通過查詢定位的子節(jié)點(diǎn)，不在響應(yīng)之列；
(2)對(duì)于區(qū)域內(nèi)沒有定位的子節(jié)點(diǎn)，均需響應(yīng)，以此找到最大區(qū)域的發(fā)送節(jié)點(diǎn)系列集合M:{M1、M2、-,Mn} ; (3)根據(jù)查找順序，取得查詢列表，以鏈表方式表示;
(4)主鏈表如下表示:Lm: {Lml、Lm2、…、Lmn} ; (5)每個(gè)主鏈表下采集節(jié)點(diǎn)鏈表如下表示:Ls: {Lsl、Ls2、…、Lsk} ; (6)根據(jù)查詢結(jié)果,形成一個(gè)小區(qū)無線節(jié)點(diǎn)分布圖。
[0020]實(shí)施例4
本實(shí)施例的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其實(shí)施例3進(jìn)一步不同的是:節(jié)點(diǎn)間采用內(nèi)部協(xié)議通信，節(jié)點(diǎn)間通信方式如下:
(1)信息采集中心發(fā)命令，由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)定時(shí)查詢集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}；
(2)以集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}內(nèi)的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢區(qū)域內(nèi)的采集節(jié)點(diǎn)系列集合 M: {Ml、M2、...、Mn}。
[0021](3)以集合M: {Ml、M2、…、Mn}為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢其下的采集節(jié)點(diǎn)鏈表Ls:{Lsl、Ls2、…、Lsk}所有節(jié)點(diǎn)的信息上報(bào)。
[0022]所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，信息采集節(jié)點(diǎn)記錄周圍的場(chǎng)強(qiáng)信息并反饋回信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)反饋的場(chǎng)強(qiáng)信息后，建立相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫，并通過對(duì)該場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)信息進(jìn)行分析后，建立上述固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由表，組建固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0023]參見圖1、圖2，本發(fā)明無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，包括:步驟SlOJf息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送建立路由信標(biāo)；步驟S11、信息采集節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述建立路由信標(biāo)；步驟S12、信息采集節(jié)點(diǎn)記錄周圍的場(chǎng)強(qiáng)信息并反饋回信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)。
[0024]采集節(jié)點(diǎn)查詢工作流程如下:發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢消息。由于是節(jié)點(diǎn)查詢，需要查詢所有的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有其關(guān)鍵字，可以是時(shí)間序列。無線信號(hào)覆蓋的一定區(qū)域，所有的節(jié)點(diǎn)相應(yīng)。由于發(fā)送節(jié)點(diǎn)接受的信息是無序的，所以，發(fā)送節(jié)點(diǎn)縮小查詢時(shí)間序列范圍，繼續(xù)查詢。直到收到正常的查詢時(shí)間序列，此時(shí)的采集節(jié)點(diǎn)為Si。SI為從接點(diǎn)。該固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)中主要包括信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)40、信息采集節(jié)點(diǎn)30、信息收集中心(ICC Informat1n Collect1n Center)20、中央控制平臺(tái)100。在固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)中，ISU和ICU是與用戶的數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，相互連接，協(xié)調(diào)工作，共同構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集接入系統(tǒng)。信息收集中心20通過網(wǎng)關(guān)10與中央控制平臺(tái)100通訊。
[0025]固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組網(wǎng)作為信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的下行采集通道，實(shí)現(xiàn)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和電表之間的數(shù)據(jù)的透明傳輸，具體的方式如下:將電表作為一個(gè)計(jì)量點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，ISU安裝在電表側(cè)；ISU的安裝既可以嵌入到電表中，與電表形成一體化的設(shè)計(jì)，成為固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線電表，同時(shí)也可以設(shè)置于信息采集節(jié)點(diǎn)與電表的485總線相連，形成485信息采集節(jié)點(diǎn)；將ICU安裝在信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)側(cè)，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以將ICU嵌入到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)中，也可以通過485或232接口與信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)連接。構(gòu)建好以上的機(jī)構(gòu)之后，即可開通組網(wǎng)，形成固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的下行網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以形成信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和電表之間的透明的通信通道，實(shí)現(xiàn)電表和信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間的透明數(shù)據(jù)采集，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以通過645規(guī)約，直接讀取網(wǎng)內(nèi)任意電表的參數(shù)。本實(shí)施例中，ISU設(shè)置于信息采集節(jié)點(diǎn)，I⑶設(shè)置于信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)。安裝在信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的I⑶與安裝在信息采集節(jié)點(diǎn)的ISU之間可以通信，而ISU相互之間不能直接通信，但可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0026]上述主站可用于規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確定微蜂窩地域及數(shù)量，形成蜂窩結(jié)構(gòu)；并根據(jù)該蜂窩結(jié)構(gòu)確定ICU的編碼方案；以及根據(jù)該ICU的編碼方案，分配頻率資源給ICU，確定ISU的物理ID及邏輯ID，形成兩者的ID映射表。
[0027]設(shè)置有ICU的信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)，可從該主站中下載該ID映射表，并在確定所有的ISU都在線后，指示I⑶建路由，組網(wǎng)絡(luò)。
[0028]首先，上述信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的I⑶發(fā)出建立路由信標(biāo)(組網(wǎng)信標(biāo))，由于固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)特性，該組網(wǎng)信標(biāo)只能發(fā)送至ICU附近的第一級(jí)信息采集節(jié)點(diǎn)中ISU，本實(shí)施例中的固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)為多級(jí)多跳(MESH)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，該組網(wǎng)信標(biāo)還需通過接收到該組網(wǎng)信標(biāo)的ISU繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，才能使其被固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)中的所有ISU接收；且該ISU轉(zhuǎn)發(fā)組網(wǎng)信標(biāo)至其他ISU后，還可收集相應(yīng)ISU的場(chǎng)強(qiáng)信息；該場(chǎng)強(qiáng)信息可包括:信息采集節(jié)點(diǎn)的ID以及信號(hào)強(qiáng)度等；該周圍的場(chǎng)強(qiáng)信息可以是該信息采集節(jié)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)發(fā)到的其他信息采集節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)信息。上述信息采集節(jié)點(diǎn)可將收集的場(chǎng)強(qiáng)信息以多跳路由的方式進(jìn)行傳輸，反饋至信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)。該信息采集節(jié)點(diǎn)與信息采集節(jié)點(diǎn)之間，以及信息采集節(jié)點(diǎn)與信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間通過Vifi方式進(jìn)行通信。參照?qǐng)D2，上述步驟S12之前還包括:
步驟S120、信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送場(chǎng)強(qiáng)收集指令。
[0029]上述信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的ICU在發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)后的設(shè)定時(shí)隙內(nèi)，再發(fā)送場(chǎng)強(qiáng)收集指令，進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)信息的收集。該場(chǎng)強(qiáng)收集指令可通過多跳路由的方式在信息采集節(jié)點(diǎn)間轉(zhuǎn)發(fā)，接收到該收集場(chǎng)強(qiáng)指令的信息采集節(jié)點(diǎn)可將相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)信息(其收集的場(chǎng)強(qiáng)信息)反饋給信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)。
[0030]上述步驟S12之后還包括:
步驟S121、信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)反饋的場(chǎng)強(qiáng)信息；
步驟S122、根據(jù)所述場(chǎng)強(qiáng)信息建立路由表。
[0031]上述信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)反饋的場(chǎng)強(qiáng)信息后，建立相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫，并通過對(duì)該場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)信息進(jìn)行分析后，建立上述固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由表，組建固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0032]上述步驟Sll之前還包括:
步驟S110、信息采集節(jié)點(diǎn)通過TDMA (Time Divis1n Multiple Access,時(shí)分多址)協(xié)議確認(rèn)轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)隙，以及通過CSMA(Carrier Sense Multiple Access,載波偵聽多路訪問)協(xié)議建立轉(zhuǎn)發(fā)的偵測(cè)以及回避機(jī)制。增強(qiáng)了固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，提升了傳輸效率?br> [0033]上述固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)中存在兩種數(shù)據(jù)傳輸方式:ISU發(fā)送數(shù)據(jù)給ICU或者ICU發(fā)送數(shù)據(jù)給ISU。同時(shí)，該固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)中，存在兩種通信模式可供選擇:信標(biāo)使能通信和信標(biāo)不使能通信。
[0034]在信標(biāo)使能的通信模式中，I⑶發(fā)起廣播信標(biāo)幀(組網(wǎng)指令或場(chǎng)強(qiáng)收集指令)。通信中使用基于TDMA時(shí)隙的CSMA-CA(CSMA with Collis1n Avoidance,載波偵聽多路訪問沖突檢測(cè))通道訪問機(jī)制，ISU都通過ICU發(fā)送的信標(biāo)幀進(jìn)行同步。在時(shí)隙CSMA-CA機(jī)制下，每當(dāng)ISU需要發(fā)送數(shù)據(jù)幀或命令幀時(shí)，首先定位下一個(gè)時(shí)隙的邊界，即可在下一個(gè)可用時(shí)隙邊界開始發(fā)送數(shù)據(jù)；如果通道忙，ISU需要重新等待隨機(jī)個(gè)數(shù)的時(shí)隙，再檢查通道狀態(tài)，重復(fù)這個(gè)過程直到有空閑通道出現(xiàn)。在上述機(jī)制下，確認(rèn)幀的發(fā)送不需要使用CSMA-CA機(jī)制，而是緊跟接收幀發(fā)送回源節(jié)點(diǎn)。
[0035]在信標(biāo)不使能的通信模式中，ICU不發(fā)送信標(biāo)幀，通信中使用非時(shí)隙CSMA-CA機(jī)制訪問通道。該機(jī)制的通信過程如下:每當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)或者發(fā)送MAC (Medium AccessControl，媒體訪問控制)命令時(shí)，首先等待一段隨機(jī)長(zhǎng)度的時(shí)間，然后開始檢測(cè)通道狀態(tài)。如果信道空閑，立即開始發(fā)送數(shù)據(jù)。如果通道忙，則需要重復(fù)上面等待一段隨機(jī)時(shí)間和檢測(cè)通道狀態(tài)的過程，直到能夠發(fā)送數(shù)據(jù)。在設(shè)備接收到數(shù)據(jù)幀或命令幀而需要響應(yīng)確認(rèn)幀的時(shí)候，確認(rèn)幀應(yīng)緊跟著接收幀發(fā)送，而不使用CSMA-CA機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。
[0036]信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的ICU發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)開始組網(wǎng)過程后，進(jìn)入組網(wǎng)進(jìn)程第一階段即網(wǎng)絡(luò)測(cè)量階段，在此階段，網(wǎng)絡(luò)拒絕響應(yīng)任何操作指令；然后，進(jìn)入組網(wǎng)進(jìn)程第二階段即網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)階段，在此階段，網(wǎng)絡(luò)可以響應(yīng)主站的終止進(jìn)程指令和回送學(xué)習(xí)結(jié)果指令；回送學(xué)習(xí)結(jié)果為組網(wǎng)進(jìn)程第二階段的一部分，將學(xué)習(xí)的結(jié)果根據(jù)回送學(xué)習(xí)結(jié)果指令進(jìn)行回送，該指令為狀態(tài)開關(guān)指令，如開啟，則學(xué)習(xí)成功一個(gè)，回送一個(gè)，如關(guān)閉，則停止；再是，進(jìn)程結(jié)束，ICU向信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MCU發(fā)送進(jìn)程結(jié)束指令。信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MCU在收到該指令后，表示組網(wǎng)結(jié)束，在該指令中包括:在網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)和不在網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)。如此，可自動(dòng)組建高效、可靠的固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行電表參數(shù)的采集，極大地提高了電表參數(shù)采集的效率。
【權(quán)利要求】
1.一種無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，對(duì)于由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)以及信息采集節(jié)點(diǎn)建立的固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，其路由建立的方法包括如下步驟: 1)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送建立路由信標(biāo)； 2)信息采集節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述建立路由信標(biāo)； 其特征是:信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)及信息采集節(jié)點(diǎn)之間采用主節(jié)點(diǎn)查詢方式用于節(jié)點(diǎn)之間的識(shí)別和定位；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，其他信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，設(shè)置任一節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，建立主節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)，建立從節(jié)點(diǎn)查詢鏈表，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)之間采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)信息傳送方式用于信息的傳遞，完成節(jié)點(diǎn)間的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其特征在于:在信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)設(shè)置為內(nèi)部方法休眠/激化方法，開始所有的節(jié)點(diǎn)均為休眠方式，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)的大小查詢區(qū)域內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)分布圖；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集信息時(shí)，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢信息，信息采集節(jié)點(diǎn)收到信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的查詢信息，由休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，采集信息，發(fā)送所采集的信息；信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息結(jié)束后，由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到信息采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)有又由激活狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)如果在一定的時(shí)間內(nèi)，沒有收到信息采集節(jié)點(diǎn)的信息，也變?yōu)樾菝郀顟B(tài)，并記錄信息采集節(jié)點(diǎn)失聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其特征在于:所有節(jié)點(diǎn)的地址通過查詢得到；主節(jié)點(diǎn)查詢方式工作流程如下: 步驟a，設(shè)定任意一個(gè)信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，通過該主節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢消息，查詢其余所有的節(jié)點(diǎn)；根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字，縮小查詢范圍，直到收到相應(yīng)的關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)SI, S為節(jié)點(diǎn)英文代號(hào)，I為序列； 步驟b，重復(fù)步驟a的過程，查詢信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)無線信號(hào)覆蓋區(qū)域，該無線信號(hào)覆蓋的一定區(qū)域所有的節(jié)點(diǎn)相應(yīng)；對(duì)所有查詢的節(jié)點(diǎn)中，已經(jīng)被正確查詢的節(jié)點(diǎn)不再響應(yīng)，沒有被正確查詢的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的查詢，根據(jù)查詢結(jié)果，得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)查詢的節(jié)點(diǎn)集合S:{S1、S2、S3、…、Sn}，S為所查詢的節(jié)點(diǎn)集合名字，S1、S2、S3、…、Sn為所查到的節(jié)點(diǎn)，從1、2、3開始排列，一直到第η個(gè)； 步驟0，以集合3:{51、52、53、…、Sn}的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，重復(fù)步驟a、步驟b的過程，遞歸查詢服務(wù)區(qū)域的所有信息采集節(jié)點(diǎn)； 步驟d，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)和信息采集節(jié)點(diǎn)綁定在一起，信息采集節(jié)點(diǎn)采集信息，信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)信息并發(fā)送采集到的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其特征在于:節(jié)點(diǎn)查詢關(guān)鍵約束條件如下: (1)已經(jīng)通過查詢定位的子節(jié)點(diǎn)，不在響應(yīng)之列； (2)區(qū)域內(nèi)沒有定位的子節(jié)點(diǎn)均需響應(yīng)，以此找到最大區(qū)域的發(fā)送節(jié)點(diǎn)系列集合M:{Ml、M2、…、Mn}，從1、2、3開始排列，一直到第η個(gè)；其中M為最大發(fā)送的節(jié)點(diǎn)序列集合，Ml、M2、…、Mn為所查到的節(jié)點(diǎn)，所述η為大于I的自然數(shù)； (3)根據(jù)查找順序，取得查詢列表，以鏈表方式表示； (4)主鏈表如下表示:Lm: {Lml、Lm2、…、Lmn}, Lml、Lm2、…、Lmn為鏈表內(nèi)的元素,Lml、Lm2、…、Lmn為m個(gè)數(shù)據(jù)，Lm為鏈表,表示m個(gè)序列； (5)每個(gè)主鏈表下采集節(jié)點(diǎn)鏈表如下表示:Ls: {Lsl、Ls2、…、Lsk}，Ls為采集的節(jié)點(diǎn)鏈表，Lsl、Ls2、…、Lsk為鏈表兀素； (6 )根據(jù)查詢結(jié)果，形成一個(gè)小區(qū)無線節(jié)點(diǎn)分布圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其特征在于:節(jié)點(diǎn)間采用內(nèi)部協(xié)議通信，節(jié)點(diǎn)間通信方式如下: (1)信息采集中心發(fā)命令，由信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)定時(shí)查詢集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}； (2)以集合S: {S1、S2、S3、…、Sn}內(nèi)的節(jié)點(diǎn)為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢區(qū)域內(nèi)的采集節(jié)點(diǎn)系列集合 M: {Ml、M2、-,Mn}； (3)以集合M:{Ml、M2、…、Mn}為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，定時(shí)查詢其下的采集節(jié)點(diǎn)鏈表Ls: {Lsl、Ls2、…、Lsk}所有節(jié)點(diǎn)的信息上報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)路由建立的方法，其特征在于:信息采集節(jié)點(diǎn)記錄周圍的場(chǎng)強(qiáng)信息并反饋回信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)；信息發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收信息采集節(jié)點(diǎn)反饋的場(chǎng)強(qiáng)信息后，建立相應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫，并通過對(duì)該場(chǎng)強(qiáng)信息數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)信息進(jìn)行分析后，建立上述固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由表，組建固定節(jié)點(diǎn)無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】H04W40/24GK104394570SQ201410713729
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】柴遠(yuǎn)波, 王志剛, 石欽亮, 陳萬里, 李偉, 肜瑤 申請(qǐng)人:黃河科技學(xué)院