[发明专利]一种自组织可自愈无线树型网络及其组建方法

说明书

技术领域

本发明属于无线网络技术领域，涉及一种自组织可自愈无线树型网络及其组建方法。

背景技术

目前无线网络是国际上最为关注、涉及多学科高度交叉、知识高度集中的热点研究领域。无线网络节点可以按照需求布置在环境中，通过自组网方式形成网络，能够完成对各种环境信息的实时感知和采集。这些信息以无线方式发送出去，并以多跳方式传送到客户端。与有线通信方式相比，无线通信具有无需布线，低成本，灵活机动等特点。目前无线网络技术在军事、工业、医疗、交通等领域具有广阔的应用前景。

但是目前无线网络组建的在过程中，必须有相应的无线通信标准，和组网协议，网络组建流程比较复杂，组建网络的硬件设备受标准和协议的限制。要想了解组网过程和网络结构，必须进入设备的网络层。这就使得研究人员必须了解设备的通信标准，深入研究设备的网络层。才能够对整个网络结构以及网络的组建进行了解。而且目前很多网络不具备自组网能力，网络中有一个设备出现问题时，整个网络就不能正常工作，整个网络不具备自愈能力。

发明内容

本发明的目的是提出一种组网简单，通用性强，能够自组织组建网络并且整个网络能够自愈的无线树型网络及其组建方法。

本发明的技术解决方案是，组建的网络由协调器和若干路由器组成，协调器与计算机相连，负责收集网络中所有路由器的信息，协调器通过网络中所有路由器的地址、路由器的网络层数、协调器与路由器之间的父子关系、路由器与路由器之间的父子关系来确定整个网络的结构，网络的层数设定为N层；

其中协调器的工作流程如下：

(A)协调器上电后，判断是否收到新路由器的入网请求信息，如收到，回复入网请求信息到该路由器，然后，进入步骤(B)，如未收到，直接进入步骤(B)；

(B)协调器判断是否收到新路由器入网确认信息，如收到，回复入网确认信息到该路由器，然后，进入步骤(C)，如未收到，直接进入步骤(C)；

(C)协调器判断是否收到路由器的心跳信息或者路由转发信息，如收到，进行信息处理并回复该路由器，然后，进入步骤(D)，如未收到，直接进入步骤(D)；心跳信息和路由转发信息的数据格式相同，包括命令字，序列号，目标地址，本地地址，父节点地址，源地址，源地址网络层数，数据长度，采集的数据信息和CRC校验；

(D)协调器判断自己的心跳时间是否到达，如时间到达，发送自己的心跳信息到计算机，然后，返回到步骤(A)，如时间未到达，直接返回到步骤(A)；协调器的心跳信息包括网络中的路由器地址，路由器父节点地址，路由器所在网络层数，路由器采集的数据信息；

路由器的工作流程如下：

(1)路由器上电后，首先判断自己是否在网络中，如未在网络中进入步骤(2)，如在网络中，进入步骤(5)；

(2)路由器广播发送入网请求信息，如收到回复，将第一个回复的协调器或者路由器作为自己的父节点，自己为该父节点的子节点，提取该父节点的网络层数并加1来作为自己的网络层数，然后，进入步骤(3)，如未收到回复，直接返回步骤(1)；

(3)路由器判断自己的网络层数是否大于N，如不大于N，向自己的父节点发送入网确认信息，然后，进入步骤(4)，如大于N，直接返回步骤(1)；

(4)路由器判断是否收到父节点的入网确认信息的回复，如收到，置入网成功标志，然后，返回步骤(1)，如未收到，直接返回步骤(1)；

(5)路由器判断自己在网络中后，判断是否收到新路由器的入网请求信息，如收到，回复入网请求到该路由器，然后，进入步骤(6)，如未收到，直接进入步骤(6)；

(6)路由器判断是否收到新路由器入网确认信息，如收到，回复入网确认信息到该路由器，然后，进入步骤(7)，如未收到，直接进入步骤(7)；

(7)路由器判断是否收到子节点的心跳信息或者路由转发信息，如收到，回复信息到该子节点，然后，向自己的父节点转发该信息，然后，进入步骤(8)，如果未收到，直接进入步骤(9)；

(8)路由器判断是否收到自己父节点的回复，如收到，进入步骤(9)，如未收到，置离开网络的标志，然后，进入步骤(9)；

(9)路由器判断自己是否仍在网络中并且心跳时间到达，如在网络中且时间到达，向自己的父节点发送心跳信息，然后，进入步骤(10)，如已经离开网络或者时间未到达，直接返回步骤(1)；

(10)路由器判断是否收到父节点的心跳信息回复，如收到回复，返回步骤(1)，如未收到回复，置离开网络标志，然后，返回步骤(1)。