[发明专利]一种农业物联网深度路由预防方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物联网的深度路由，尤其涉及一种农业物联网深度路由预防方法。

背景技术

农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。

对于任一农业物联网，判断网络质量的好坏，需要综合网络性能指标。该指标包含了由于不同应用的多种属性，在此只考虑实际需求指标，分别是能量损耗、延时、带宽和包丢失率。

能量损耗为信息路由在信息的传送过程中，传感器节点处的能量损耗和处理节点处的能量损耗所构成，传送时经过的节点越多，能量损耗越大。信息在农业物联网内路由、多跳的过程中必然会导致信息传输的延时产生，路由路径越复杂，产生的延时越大。网络带宽是无线网络通信协议的重要的评价指标之一，带宽指从源节点到目的节点的路径的可用数据带宽。网络丢包率为路径下的所有数据包及丢失的数据两者之间的比值。

路由的级数即一个节点的信息传送到目的节点过程中，需要中转的趟数。根据网络综合服务性能指标计算得出，当路由级数大于6级时，能量损耗加大，延时时间加长，网络丢包率增加，网络质量变差，因此称路由级数大于6级时为深度路由。

为了了解路由深度与网络质量的关系，利用路由深度与网络延时、网络带宽对比，过程如下：在一条直线上放置10个节点，每个节点在电路板的主电源线上串入一个1欧姆电阻，并测量该电阻电压。通过该方法间接测量该节点在5分钟内的功耗情况。按照路由通信规则，设定每个节点采集频率为3秒一次。采集完毕后直接发送自己的数据，每个节点均具有路由功能。每个节点的射频信号功率放大倍数调至0，射频模块内部功率放大也调到0倍，确保同一直线的节点信息只能通过前向节点路由传输。10个节点依次按编号顺序从小到大开机，先开1号节点，记录该节点的信号延时、能耗情况，并在5分钟内后打开节点2，节点1保持开机情况，测量2号节点的网络参数情况。依次类推，直到将10个节点的电源全部打开。分别记录10个节点在路由深度发生变化后的能耗情况、延时情况。如图1、图2所示。

得到的结果证明，路由深度越大，网络质量越差，特别是网络延时和能耗在6级之后开始呈指数上升模式。这种现象造成农业物联网的可靠性与实时性降低。

因此必须发明一种方法，解决现有技术中路由深度过大，网络质量差的问题。

发明内容

本发明公开了一种农业物联网深度路由预防方法，解决了路由深度过大，网络质量差的问题。

一种农业物联网深度路由预防方法，包括根据节点地理位置生成节点通信路径图，在所述节点通信路径图中，建立直角坐标系，通过横向对比法，确定当前节点在有效范围内的横向距离最大的相邻节点，历遍所有节点建立最大横向路径通信图；

当前节点发送信息时，根据最大横向路径通信图与目标节点之间建立最大横向路径链接，并将信号发送给目标节点。

所述当前节点为任意一个节点，在整个网络中，所有节点需要依次的按照网络架构将数据传送至上位机；

所述的相邻节点为相邻的前向节点。

相邻的前向节点是指当前节点向上位机传送数据时，沿数据传输方向的下一个节点，根据传输的需要与当前节点相邻的前向节点一般有多个，因此要分别计算与当前节点的距离并进行比较；

所述目标节点为与上位机通信的最终节点，一般仅有一个。

所述根据节点地理位置生成节点通信路径图的过程如下：

有GIS地图情况下，将节点布置于农田中，利用GPS位置测定仪测量该节点处的卫星定位数据；

将节点的卫星定位数据转化为相应的图纸坐标；

获得所有节点的图纸坐标，并将图纸坐标叠加在GIS地图上，得到所述节点通信路径图。

所述根据节点地理位置生成节点通信路径图的过程如下：

无GIS地图情况下，在农田中确定一已知地理位置参照点；

在平面地图中确定待设置的节点与参照点之间的地理位置偏移；

根据所述地理位置偏移将待设置的节点布置在农田中。

节点通信路径图为本发明中建立最短路径通信图的基础，根据有GIS地图及无GIS地图两种情况，利于按实际情况建立节点通信路径图。

所述横向对比法为：

L′＝x_a-x_b；

其中：

L′为两个节点在节点通信路径图中x轴方向的水平距离；