[发明专利]一种无线网络路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，特别是公开一种无线网络通信的路由方法，适用于无线集抄、无线物联网、智能家居和无线传感器网络，属于无线通信技术领域。

背景技术

当前，世界众多站在技术前沿的国家和企业纷纷嗅到了即将由“物联网”引发的一场科技革命与经济浪潮，纷纷制定标准、研究新技术和应用，以期掌握市场主动。中国更是迫切需要提升对物联网的认识程度，并快快推动物联网的发展。在智能设施建设、智能驾驶系统，智能医疗等领域，物联网的解决方案，将有效节约资源、拉动内需。目前，物联网已经得到我国各级政府和行业主管部门的高度重视，相信在产业链各个实力企业的鼎力支持和推动下，物联网及相关无线技术的发展，必将成为我国信息网络化发展的最新趋势。

目前，国内外无线通信以ZigBee及其扩展路由方法为主，典型的协议是国际IEEE 802.15.4协议，这套协议使用的就是广播寻址的方式，一次性可以寻找到多条路径保存在中心节点中，然后逐渐淘汰，全部淘汰后再发起一次路径寻找过程。这种路由方法只是找到了可用路径，并没有找到最优路径，导致通信成功率不理想。

发明内容

本发明的目的解决现有技术中无线路由算法无法保证寻找到最优的路径，导致通讯成功率不理想的缺点，提供一种应用于物联网的无线网络路由方法，通过邻居节点的收集和通信质量动态计算出最优路径。

本发明是这样实现的：一种无线网络路由方法，包括以下步骤：

1、启动相邻节点互相识别过程，中心节点向外广播一个自身信息数据包，收到此包的子节点再向外广播自身信息包，如此循环，直至全网广播完成，每个节点广播自身信息数据包的次数由中心节点信息包中的信息域决定；

2、节点关系信息收集过程，广播过程中，中心节点和子节点收集其它子节点的地址和通信质量信息作为自身的相邻节点信息，广播结束后，中心开始逐个收集一级子节点的相邻节点地址与通信质量指标；

3、相邻节点优选过程，中心节点收集到大量的节点关系信息后，为每个子节点选择几个最优的相邻节点作为父节点保存，其余信息丢弃，父节点可以是中心节点，也可以是普通子节点，最优相邻节点排在第一个位置，其它相邻节点按顺序排列；

4、路径计算过程，中心节点到子节点的通信是一个双向通道，但路径是相同的，路径的计算是从子节点的最优父节点开始进行逐个尝试，每个父节点使用递归算法重复上一步计算路径，直到获取到既符合跳数限制，又保证每一跳均为最优质量的路径或者循环结束无可用路径返回；

5、分发路径过程，循环执行上述2、3、4步骤，直到全网收集完成后停止，最后为每个子节点计算出多条到中心的路径，结合其它网络参数下发到每个子节点，子节点主动报警、上传数据的业务将使用这些路径进行通信。

本发明的有益效果是：本发明通过邻居节点的收集和通信质量动态计算出最优路径，实现了在更低的成本上寻找到最优路径，并及时绕过故障节点，保证了通讯成功率。

附图说明

图1 是本发明的网络路由流程图。

图2 是本发明的网络路由节点协作图。

图3 是本发明以一栋大楼为实例的网络拓扑图。

图4是本发明子节点路径查找实例图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

根据附图1，Mesh网络组建需要5个步骤：

1、中心广播发送一个自身信息数据包，开始启动相邻节点互相识别过程，接收到的节点在记住这些信息后，再把自身的信息数据包广播出去，以此类推，全网每个节点广播一定次数后完成识别过程。

2、广播后，中心等待一段时间后，开始对一级节点进行邻近节点信息收集过程，收集过程过程中发现第二级节点。

3、中心节点与第二级节点通信需要通过一级节点进行中继，因此一级节点返回的邻近节点信息需要排序，选择最优的几个相邻节点作为父节点保存。

4、在已经选择出的父节点基础上进行路径计算。第二步和第三步在收集二级节点及二级子节点时是同时进行的，即收集到相邻节点时同时更新了路径。路径的计算是从父节点开始，计算子节点通过父节点到中心的路径，既要保证跳数在系统限制范围内，又要保证每一跳符合最优路径的原则。

5、在计算出的路径基础上收集二级节点的相邻节点信息，三级及以后各级节点以此类推，直至收集完成，然后启动为每个子节点配置多条到中心的路径，这些路径将用作子节点上传信息的传输路径。