[发明专利]一种提高基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间的数据品质控制方法

权利要求书

1.一种提高基于无线mesh网络的分布式网络控制系统间的数据品质控制方法，采用具有数据效验功能的反馈回路和针对TCP/IP网络中具有尺度差异数据的调度机制，保证数据在传输过程中的完整性和可靠性。包括如下步骤：

A、采用多个分布式网络控制系统模块相连，并在单个模块中使用无线mesh网络作为控制信息和业务流的传输平台；

B、基于A步骤所采用的分布式网络控制系统模块，在多个模块间传输过程中使用处理器共享节点PS、输入补偿单元以及延迟节点D相结合的方式，构成开环反馈控制；

C、在B步骤的开环反馈控制系统中的处理器共享节点PS内引入一种队列调度机制。

2.根据权利要求1的方法，对于所述步骤A其特征在于：单个分布式网络控制系统模块是由控制器、执行器、传感器，以及用于数据传输的无线mesh网络，构成的一种闭环全分布式实时或具有延迟的网络反馈控制系统；通过无线mesh网络进行控制信息和业务信息的传输和交换，并使用相应的控制单元对无线mesh网络进行控制。

3.根据权利要求1的方法，对于所述步骤A其特征在于：控制器节点采用事件驱动方式，接收经由无线mesh网络通道到达控制器节点的传感器所获取的数据，并采用相应的控制算法产生控制量，而执行器节点采用时间驱动方式，接收从无线mesh网络传送的控制量，在接收到控制信号后立即动作，周期性作用于被控对象。

4.根据权利要求1的方法，对于所述步骤B其特征在于：当数据经网络传输到达处理器共享节点PS时，检查数据的完整性，如果数据不完整，其进入到延迟处理节点D，并要求数据源在指定的时刻进行丢失数据补偿，准备下一次效验；如果在下一次效验中经过处理器共享节点PS数据被效验完整，则其顺利进入到下一个分布式网络模块中，在延迟处理模块D中的平均时间为其中p_j为第j个数据包到达处理器共享节点PS后，经处理器共享节点PS处理出来之后流向延迟处理节点D的概率，为j类型数据包在延迟处理节点D的总负载，δ_l为延迟处理节点D的服务时间LST变换的均值，K为数据包类型个数，同一数据包访问处理器共享节点j次的概率其中p_i为第i个数据包到达处理器共享节点PS后，经处理器共享节点PS处理出来之后流向延迟处理节点D的概率。

5.根据权利要求1的方法，对于所述步骤B其特征在于：从延迟处理节点D出来的数据，会再一次经过处理器共享节点PS的效验，如效验此次数据具有完整性，则将顺利进入下一相邻分布式网络控制系统模块，如此次数据效验仍不具有完整性，则继续进入延迟处理节点D，等待下一次效验。

6.根据权利要求1的方法，对于所述步骤B其特征在于：在数据上一次经处理器共享节点PS效验后，如数据具有完整性，则下一次的数据到达服从Poisson分布；如数据经效验不具有完整性，那么缺少的数据包会会同其它数据到达，其分布仍服从Poisson分布。

7.根据权利要求1的方法，对于所述步骤C其特征在于：处理器共享节点PS是既具有队列调度功能，又具有效验数据完整性的节点。在处理器共享节点PS内对数据流量设置相应的门限值，当数据流量小于门限值时，被认为是高优先级数据队列，系统立即对其服务；如果在处理器共享节点PS的数据流量超过门限值时，此数据被分为两部分，对于数据流量为门限值的部分被认为是高优先级立即被系统服务，而其余部分被认为是低优先级等待服务，一旦高优先级被服务完成，系统对低优先级服务。

8.根据权利要求1的方法，对于所述步骤C其特征在于：当高优先级处于被服务时，低优先级队列的数据处于等待状态，一旦高优先级被服务完成，对低优先级服务，数据在处理器共享节点PS的平均停留时间为：

E(TPS(ξ))=E(Xξ1)+E(W(ξ))E(F(ξ))1-ρξ+(m-E(Xξ1))1-ρ+(E(W(ξ))+ξ)1-ρξΣi,jE(Fξi)bj(ξ)(ωi+bj(ξ))Πq(ωq2-bj2(ξ))Πq≠j(bq2(ξ)-bj2(ξ))]]>

其中F_PS(ξ)为数据在处理器共享节点PS的停留时间，F(x)为服务时间，服从超指数分布，有：μ为离开延迟节点的数据速率，ξ为队列长度门限值，平均服务时间λ为初始数据到达处理器共享节点PS的速率，ρ＝(λ+μ)m，ρ＜1，并且i，j，q＝1，...，N，ω_q为系统服务速率，F_i(ξ)＝1-β_i(1-ρ_ξ)，β_i为第i次到达的数据包的平均尺度。