[发明专利]轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法及装置

权利要求书

1.一种轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据数量、通信距离因素对无源传感器节点进行分组，每组节点包括一个中心节点和多个子节点，且通过不同的网络号和通信频段相互独立，以建立分布式无源无线传感器网络；

通过超帧设计对所述分布式无源无线传感器网络进行时隙调度，以执行预设任务；

根据所述分布式无源无线传感器网络中节点能量的大小动态选取所述中心节点，以进行所述分布式无源无线传感器网络的组网和能量均衡；以及

将所述分布式无源无线传感器网络中所述子节点所采集的数据通过所述中心节点进行汇总，并向地面固定基站设备传输，以将所述数据传输至服务器。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法，其特征在于，所述通过超帧设计对所述分布式网络进行时隙调度，进一步包括：

通过时分复用将所述分布式无源无线传感器网络接入协议，其中，超帧的周期长为10s，且平均分为1000个时隙，每个时隙的时长为10ms。

3.根据权利要求2所述的轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法，其特征在于，所述时隙按照功能划分为基站信号监听时隙、中心节点广播时隙、中心节点变更时隙、节点数据采集时隙、子节点上行时隙、中心节点上行时隙、能量均衡时隙和休眠时隙。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法，其特征在于，所述组网过程进一步包括：

在所述节点同步后，随机设立一个预设长度的发包定时器，定时器定时结束时，节点将发送所述节点的组网广播包；

在所述发包定时器选择完成后，所述节点开启子网内部监听，同时设定预设监听时间；在所述发包定时器完成计时，将触发节点发送组网广播包，待组网广播包发送完毕，所述节点重新回到监听模式，按照流程继续执行；若上述节点在监听过程中收到网络中心节点的广播包，所述节点将根据上述广播包的信息执行入网流程；

若所述节点收到其他子节点而不是中心节点的组网广播包，则上述节点将根据所述中心节点选取算法计算中心节点；若所述节点未收到预设数量的组网广播包，则记录所述组网广播包中的地址信息和电量信息，并重新回到监听状态；若所述节点收到预设数量的组网广播包以获取中心节点，则所述节点将立即发送广播包，并将所述中心节点的信息告知网络中的所有节点；

当所述监听定时器超时，则所述节点在整个入网流程中没有收到所述中心节点的广播包；若所述节点收到的组网广播包的数量未达到中心节点选取算法所需的数量，则网络中多数节点并未开启，当前不适合组建网络，所以节点将执行退避休眠算法；待休眠过程结束，重新开启入网流程。

5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆无源无线传感器网络节点组网方法，其特征在于，根据所述分布式无源无线传感器网络中节点能量的大小进行所述中心节点的动态选取，以进行所述述分布式无源无线传感器网络的组网和能量均衡，进一步包括：

设置所述子网的无源无线传感器节点的数目为N，临界点为k，且k＝log₂^N，收到组网广播包的数量为m；

所述子节点收到组网广播包后，解析组网广播包，由k＝log₂^N，计算k值，N为节点数目；

如果k小于或等于1，则选取能量较高的子节点作为所述中心节点；

若k值大于1且收到的组网广播包的数量m小于k，则当前不适合组建网络，上述中心节点不改变；

若k值大于1且收到的组网广播包的数量m大于或等于k，则节点更新当前最大能量的子节点，将当前最大能量的子节点作为所述中心节点，并返回新选取的中心节点的身份信息。