[发明专利]一种基于ZigBee的信号功率自动调节方法

权利要求书

1.一种基于ZigBee的信号功率自动调节方法，其特征在于，首先根据ZigBee硬件特点，将其发射功率从最低功率p₁到最大功率p₁₇划分为1至17，设置17个功率等级，链路质量值LQI值的取值范围从信号最差的0到信号最优的255，基于ZigBee的信号功率自动调节方法，包括步骤：

S1、协调器和路由器周期性地测量其子节点的链路质量值；

S2、当链路质量值的变化区间大于一定值时，触发网络功率调节功能；

S3、在一定时间内通过统计子节点接收到的父节点所发的包数量计算出包接受率；

S4、按照包接受率的大小来调节子节点信号发射功率大小，

其中，所述父节点、子节点均有两种工作状态：构造拓扑网络，接受和转发信号和监测子节点的链路质量工作状态1，和根据链路质量变化和包接受率大小对子节点的发射功率进行调整的工作状态2，协调器、路由器和终端均有工作状态1，向周围发射无线信号，使得其子节点能够改变其发射功率大小，终端无工作状态2，不必监控链路质量并发出功率调整指令，

所述节点指的是协调器、路由器和终端，所述协调器负责接受每个节点所接受到的传感器信息，监测子节点链路质量，通过包接受率大小对子节点发射功率进行调整，构造拓扑网络，确定边沿处的节点作为终端，边沿内的节点作为路由器，配置网络的信道和网络标示符，完成网络地址分配，所述路由器负责绑定子节点，监测其子节点链路质量值大小按照相同方式调整其发射功率，并承担中转和中继功能，接受父节点信号调整发射功率，使边沿信息能够传输到协调器，所述终端负责接收传感器信息，并周期性地向父节点发射无线信号，并按照父节点指令调整发射功率，初始化网络时，父节点将子节点的发射功率从低到高进行调整，直到子节点的包接受率满足通讯要求，

在初始化网络时建立各个节点间的通信链路，通过路由和协调器向其子节点以频率f₁发送包数据包，总计发送N个(N≥1)数据包，发送结束后，其父节点通过计算子节点包接受率D来调整子节点功率大小，当包接收率D不在标准接受率δ(μ-Δ,μ+Δ)范围内时，则将功节点功率等级从α级调到α+1级，从低功率到高功率进行调整，然后重新以f₁频率发送包数据对通信链路质量进行验证，再次计算出D值，如D仍不在δ范围内时，则将发送功率等级调整为α+2，重复上述步骤直到D大于或等于δ，当调整至最大功率等级后，D值仍不满足要求，如G节点，则通过协调器向用户提出警告，要求增加中间节点或者减小G节点与其父节点C之间的距离，

完成通信链路初始化后，网络进入工作状态，各个终端开始采集传感器信息并以一定周期T₁发送至协调器处，同时各父节点通过监测子节点链路质量值LQI值变化范围，来确定是否重新需要调整子节点功率大小，当出现以下两种情况时需要对节点功率大小进行调整：

a)当子节点链路质量值LQI值在连续的N个T₁周期持续下降时，其父节点发出信息，停止子节点信息采集发送，并以频率f₁发送数据包，并计算出子节点包接受率D，当D小于标准接受率δ的最小值μ-Δ时则将功率等级调高1级，并重新发送数据包，进行校验，如D恢复到δ的范围内时，则退出功率调整状态，使子节点重新进入工作状态，如D仍小于δ时，则继续增加功率等级，进入下一轮功率调整，直到D满足要求，如调整至最大功率p₁₇等级后，D仍不满足要求，则通过协调器向用户提出相关警告，

b)当子节点LQI值在连续的N个T₁周期持续上升，并到达255不再变化时，其父节点发出信息，停止子节点信息采集发送，并以频率f₁发送数据包，并计算出子节点包接受率D，当D大于δ的最大值μ+Δ时，则将功率等级降低1级，并进行校验如D满足要求则退出功率调整，如不满足要求则进入下一轮调整，直到D处于δ的范围内。