[发明专利]一种基于链路质量的电力需求侧采集网络数据分发方法

说明书

技术领域

本发明一种电力需求侧基于链路质量的数据分发方法涉及电力需求侧管理领域，尤其涉及一种基于无线传感器网络中基于链路质量的节点数据更新方法。

背景技术

无线传感器网络将现实的物理世界与逻辑的信息世界结合在一起，实现了物与物的互联，将人类的感知触角深入到现实世界的每一个角落，能够为人类的生产和生活提供最直接、最真实、最有效的信息。随着无线传感器网络应用规模的扩大，对传感器网络进行管理、维护和升级是提高网络实用性的重点。在无线传感器网络实地部署之后，不可避免地需要对传感器节点的软件功能进行更新。

传统的节点重编程方式需要就节点与计算机上的串口等通信接口相连接，通过人工操作方式将计算机上编译好的代码镜像文件烧录到节点上。人工烧录的优点在于简单和易于实现，但在实际应用中存在着不可人工回收、或人工回收造成环境影响、或人工回收成本过高等局限性。

数据分发能够有效解决以上问题。该方法在传感器网络实地部署之后，通过无线方式对网络进行远程任务再分配、节点软件功能更新和网络功能再配置。然而目前的数据分发方法多采用泛洪法，分发效率低，所分发数据冗余度高。

此外，消息竞争和碰撞问题是无线传感器网络数据分发协议的主要问题，由于数据分发协议的广播特性，消息竞争和碰撞造成包重传，延长了数据分发时间，耗费大量网络节点能量。MNP协议引入了发送节点选择机制来保证在一个节点邻域中最多只能有一个发送节点发送数据。通过发送节点选择机制，减少潜在发送节点个数，降低包碰撞概率。但MNP协议的发送节点选择机制需要节点在分发每个数据页时都要多次发送ADV包，邻近域的节点在接收到ADV包后都需要反馈REQ包，节点通过请求节点的个数来计算其影响度。MNP协议的发送节点选择机制未考虑节点间的链路质量，而且需要大量的控制信息(ADV和REQ包)来进行节点影响度的计算，大大增加了控制消息的开销。

在电力需求侧管理领域，无线传感器网络节点的选用和部署一方面解决了数据采集的问题，另一方面在功能更新和配置上提出了节能高效的需求，也对该领域的控制数据分发方法提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的是解决冗余分发数据带来的网络资源浪费问题，使用节点间的链路质量来进行节点影响度计算，提高分发协议在网络质量差情况下的性能，根据ADV摘要信息建立请求节点列表和发送节点列表对节点状态进行维护，降低了控制消息的开销。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于链路质量的电力需求侧采集网络数据分发方法，其包括以下步骤：

步骤1)节点链路准备工作

步骤1.1)计算链路质量信息，考虑到无线网络链路质量的不对称性，数据分发协议数据量大，以及电力需求侧管理网络中采集源规模较大等特性，本发明使用期望传输计数度量(ETX：expected transmission count metric)方法进行链路质量估量，ETX综合考虑了包丢失率和双向链路质量，能够提高无线网络的吞吐量；

步骤1.2)传输链路质量信息，使用链路估计交换协议(LEEP：Link Estimation Exchange Protocol)实现链路质量信息交换，节点S与节点R之间的链路质量包括节点S到节点R的链路质量和节点R到节点S的链路质量，将节点S到节点R的链路质量称为节点R的inbound链路质量，将节点R到节点S的链路质量称为节点R的outbound链路质量，本发明使用双向链路质量，即inbound和outbound链路质量的平均值作为节点间的链路质量信息；

步骤1.3)计算节点影响度，节点接收到相邻节点的ADV消息时，根据ADV消息中所含的已完成页ID计算节点影响度，即：节点S接收到节点R发送的ADV消息，如果节点R的已完成页ID小于节点S的已完成ID，则节点S含有节点R需要的页信息，将节点R定义为节点S的未覆盖节点，本发明综合考虑节点的未覆盖节点的个数及其链路质量来计算节点的影响度，节点S的影响度U可使用以下公式计算：