[发明专利]一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法

权利要求书

1.一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，包括：

预先确定无线传感器网络中各个传感器节点的父子节点关系；

各个父节点分别将其数据传输负载信息发送至其各自对应的子节点；

各个子节点根据父节点的数据传输负载情况，动态调整其分配给对应父节点的数据流量，并按照调整后的数据流量向其父节点传输数据，使得每个子节点对应的各个父节点的数据传输负载趋于均衡。

2.根据权利要求1所述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，所述父子节点关系按照如下方式确定：

由无线传感器网络中的网关节点采用广播消息的方式对外发出节点跳数询问消息，收到该节点跳数询问消息的每个传感器节点分别进行广播消息转发，并采用广播路由算法进行节点层次发现，得到无线传感器网络中除所述网关节点之外的各个传感器节点距离所述网关节点的跳数和节点转发关系，从而确定各个传感器节点的父子节点关系。

3.根据权利要求1所述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，对于无线传感器网络中的每个传感器节点，若根据预先确定的父子节点关系明确该传感器节点存在子节点，则该传感器节点即被判定为无线传感器网络中的一个父节点；

每个作为父节点的传感器节点向其子节点发送数据传输负载信息的具体方式为：通过数据压力指数模型计算该传感器节点的数据压力指数，将所述数据压力指数作为该传感器节点的数据传输负载信息发送至其对应的子节点。

4.根据权利要求3所述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，传感器节点的数据压力指数按照如下的数据压力指数模型计算：

其中，为无线传感器网络中第m个传感器节点向其子节点发送的数据压力指数，m∈{1,2,…,M}，M为无线传感器网络中传感器节点的总个数；为第m个传感器节点的各个父节点产生的数据压力指数的总和，n_父(m)为第m个传感器节点对应的父节点总个数；f_N(m)为第m个传感器节点自身产生的数据传输流量，为第m个传感器节点对应的各个子链路的数据传输流量总和；hop(m)为该第m个传感器节点到无线传感器网络中网关节点的跳数。

5.根据权利要求3所述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，对于每个作为父节点的传感器节点，每当其接收到其对应的子节点发送的数据流量分配值时，则根据新接收到的数据流量分配值，重新计算该传感器节点的数据压力指数，作为数据传输负载信息重新发送至其对应的子节点。

6.根据权利要求1所述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其特征在于，对于无线传感器网络中的每个传感器节点，若根据预先确定的父子节点关系明确该传感器节点存在父节点，则该传感器节点即被判定为无线传感器网络中的一个子节点；

每个作为子节点的传感器节点动态调整其发送给父节点的数据流量的方式为：

s31)初始化该传感器节点的父链路流量分配表，所述父链路流量分配表中记录有该传感器节点分配给其对应的各个父节点的数据流量分配值；

s32)该传感器节点根据其当前的父链路流量分配表，将其对应的各个父节点的数据流量分配值通过消息传输至各相应的父节点，然后等待接收其各个父节点反馈的数据传输负载信息；

s33)该传感器节点在接受到其对应的各个父节点反馈的数据传输负载信息后，根据各个父节点当前的数据传输负载情况，判断各个父节点当前的数据传输负载是否达到均衡，若是则执行步骤s35)，否则执行步骤s34)；

s34)通过数据负载均衡模型重新计算该传感器节点分配给其对应的各个父节点的数据流量分配值，并将重新计算的各个父节点的数据流量分配值更新至父链路流量分配表，然后返回步骤s32)；

s35)该传感器节点按照其当前的父链路流量分配表，确定其分配给各个父节点的数据流量，分别向其对应的各个父节点传输数据。