[发明专利]一种基于接力节点的工业无线传感器网络通信方法

权利要求书

1.一种基于接力节点的工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，网络管理中心NM根据源节点的请求和当前的网络状态信息，选择首选路径；选择包括接力节点R，目的节点D，中间节点集合的接力路径；NM对接力路径和首选路径进行资源配置；通过接力路径建立源节点和目的节点之间的通信。

2.根据权利要求1所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，当接力节点属于首选路径，从首选路径的中间节点中选择到目的节点D的与首选路径不相交的路径即两条路径上没有相同的中间节点；在上述不相交的路径中选择满足delay_RD+delay_SR＜deadline_SD的中间节点作为接力节点，其中，中间节点到目的节点D的路径传输延迟为delay_RD、源节点到中间节点的路径传输延迟为delay_SR，数据包的失效时间为deadline_SD。

3.根据权利要求1所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，选择接力路径的步骤具体为，选择节点集合I中的任意节点i，计算接力路径的有效时间LT，接力路径的电池寿命满足源节点所发起通信的时间要求；由任意节点i的邻居节点集合Nbr_i并集中包含的节点数目确定接力路径造成的通信干扰和资源限制Inf；根据报文优先级队列的深度计算节点间的延迟，由此计算接力节点R到目的节点D的延时delay_RD，根据公式：得到最终的接力路径P。

4.根据权利要求1所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，资源配置包括，接力源地址A_rs用于监听该源地址发送的数据，接力源地址、接力目的地址用于接收接力节点监听到的数据；配置首选路径失效门限L_fm、接力路径失效门限L_fr、接力路径测试失效门限L_tr、优先级更改门限L_pc，用于决定接力节点向NM报告首选路径，接力路径和SR路径通信故障的门限；当节点被NM选中成为接力节点后，NM向接力节点发送一个设置报文。

5.根据权利要求1所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，当接力节点R辅助源节点S与目的节点D之间通信时，接力节点根据接收数据包的时间计算从S传输到R使用的时间delay_SR，当delay_SR≤D₀，采用首选路径进行传输，当D₀≤delay_SR≤D₁，R根据delay_SR对报文的优先级进行调整，再进行发送和重传，如果delay_SR＞D₁，丢弃数据包，向上一跳节点发送负响应，接力节点收到负响应报文后，经过首选路径传输失败的报文通过接力路径进行转发。

6.根据权利要求1所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，当由网络管理中心管理SD间带接力节点的通信时，目的节点统计从首选路径和接力路径接收报文的次数，以及丢失报文的次数；网络管理中心据此对首选路径、接力路径的实时性进行评估，及时更新并优化所使用的资源。

7.根据权利要求5所述工业无线传感器网络通信方法，其特征在于，接力节点统计首选路径、接力路径的失败次数、不可靠节点的地址，源节点到接力节点的延误次数，计算首选路径失败次数、源节点到接力节点延误次数的平均值，低于平均值者，则接力节点在接力路径使用频率低。