[发明专利]高可靠高安全无线网络拓扑控制系统

权利要求书

1.高可靠高安全无线网络拓扑控制系统，其特征在于：包括控制器节点、若干普通节点以及后端工作站；

普通节点通过广播数据包获取局部网络邻居节点信息，并根据控制器节点的请求将局部网络邻居节点信息反馈给控制器节点；

控制器节点感知全网拓扑状态，获取全网节点数量以及各节点间链路质量，生成全网拓扑连接状态图，并获得各个普通节点到控制器节点的最优化路由，形成全网传感节点路由表并下发到各普通节点；

控制器节点通过以太网与后端工作站相连，实现前后端测试信息远距离通信与系统间信息交互；

控制器节点感知全网拓扑状态的过程如下：

控制器节点通过邻居发现算法获取邻居节点信息，根据邻居节点信息和普通节点发送的局部网络邻居节点信息，感知全网拓扑状态，获取全网节点数量以及各节点间链路质量；

控制器节点通过邻居发现算法获取邻居节点信息的具体实现方法如下：

(5.1)控制器节点每隔时间t1向外无线广播一组邻居发现包b2_s，记录回复数据包的周围邻居节点地址，每个邻居节点每回复一次数据包，该邻居节点到控制器节点的链路质量加1；

(5.2)当广播邻居发现包b2_s总个数达到规定数N2时，返回初始状态，控制器节点生成自身的邻居节点信息及对应的链路质量表；

控制器节点形成全网传感节点路由表并下发到各普通节点的过程如下：

(6.1)控制器节点每隔时间t2向邻居节点发送拓扑发现请求包t_s，获取自身邻居节点信息及对应的链路质量表，同时通过普通节点之间的邻居转发，实现全网普通节点均收到控制器节点的t_s包，并回复给控制器节点自身邻居节点信息及对应的链路质量表，进入步骤(6.2)；

(6.2)控制器节点收集到所有普通节点返回的自身邻居节点信息及对应的链路质量表，整合成全网拓扑连接状态图，根据链路质量信息计算得到各普通节点到控制器节点的最佳路由途径，形成全网传感节点路由表，下发到各邻居节点，并通过节点转发逐跳下发到所有普通节点；

(6.3)判断控制器节点是否收到某个普通节点发送的拓扑修复请求包t_p，如果没有接收到，则返回步骤(6.11)，如果接收到，则进入步骤(6.4)；

(6.4)控制器节点重新感知全网拓扑状态，整合成全网拓扑连接状态图，形成全网传感节点路由表，下发到各邻居节点，并通过节点转发逐跳下发到所有普通节点，返回步骤(6.3)。

2.根据权利要求1所述的高可靠高安全无线网络拓扑控制系统，其特征在于：普通节点通过邻居发现算法获取局部网络邻居节点信息，具体实现方法如下：

(2.1)第i个普通节点每隔时间t1向外无线广播一组邻居发现包b1_s，记录回复邻居确认包b1_r的邻居节点地址，每个邻居节点每回复一次，该邻居节点到第i个普通节点的链路质量加1；

(2.2)当广播邻居发现包b1_s总个数达到规定数N1时，b1_s包总数清零，第i个普通节点生成自身的邻居节点信息及对应的链路质量表，i＝1，2，……，n，n为普通节点总个数。

3.根据权利要求2所述的高可靠高安全无线网络拓扑控制系统，其特征在于：普通节点根据控制器节点的请求将局部网络邻居节点信息反馈给控制器节点的实现方式如下：

(3.1)当第i个普通节点接收到控制器节点发送的拓扑发现请求包t_s时，将自身邻居节点信息及对应的链路质量表发送给控制器节点，同时向各邻居节点转发控制器节点的t_s包；

(3.2)当第i个普通节点接收到其他普通节点转发的拓扑发现请求包t_s时，将自身邻居节点信息及对应的链路质量表通过该其他普通节点发送给控制器节点，同时第i个普通节点向自身各邻居节点转发控制器节点的拓扑发现请求包t_s包。

4.根据权利要求1所述的高可靠高安全无线网络拓扑控制系统，其特征在于：t2大于t1。

5.根据权利要求1所述的高可靠高安全无线网络拓扑控制系统，其特征在于：当某个普通节点增加、减少或损坏时，其邻居节点根据全网传感节点路由表向控制器节点发送拓扑修复请求包t_p。