[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

说明书

本发明提出了一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，其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，由此，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。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体涉及一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，缩写为WSN)是由大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络当中的节点分为两种，一种是汇聚节点(或称为网关节点)，一种是传感器节点(或称为传感器节点)。汇聚节点主要指的是网关，能够在传感器节点当中将错误的报告数据剔除，并与相关的报告相结合将数据加以融合，对发生的事件进行判断；同时，汇聚节点与用户节点连接可借助广域网络或者卫星直接通信，并对收集到的数据进行处理。

基于LoRa技术的无线传感器网络通常简称为LoRa无线传感器网络，其工作在1GHz以下的非授权频段，在应用时，类似Wi-Fi自建网络(网关)，属于私有网络，设备和网关数据通信不需要额外付费，成为许多无线传感器网络系统的首选方案。

在无线传感器网络中，电量最先耗尽的传感器节点决定了无线传感器网络的运行时间，传感器节点的电量消耗主要用于数据传输，因此传感器节点耗尽电能的时间主要由数据传输通信量决定。其中，对于处于通信热点位置、数据转发量大而耗电快的传感器节点，通常被称为热节点。所以，在无线传感器网络数据采集应用中，如果数据传输负载分配不均衡，则容易导致局部传感器节点电能耗尽而停止工作，数据传输链路断裂，从而造成整个无线传感器网络运行寿命缩短的问题。

因此，在LoRa无线传感器网络的实际应用中，如何实现其网络中数据传输负载的均衡调控，成为了需要研究和解决的热点问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，以更好的实现LoRa无线传感器网络中数据传输负载的均衡调控。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法，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。

上述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法中，作为优选方案，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。

上述的LoRa无线传感器网络数据动态负载均衡调控方法中，作为优选方案，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；