[发明专利]包括无线续传模块的灯杆通讯系统及网络通讯节点优化方法

权利要求书

1.一种包括无线续传模块的灯杆通讯系统，其特征在于，包括：位于一定范围内的若干个带有通讯模块的灯杆、n个无线续传模块以及一个控制终端；

所述灯杆的通讯模块与无线续传模块无线连接，实现近距离通信；

所述无线续传模块与控制终端通过光缆连接，实现远程通信；

每个所述无线续传模块覆盖一部分灯杆，且无线续传模块的无线容量与所覆盖灯杆的通讯模块负载量总和相匹配；

n个所述无线续传模块对于所述范围内灯杆的覆盖率达到预设值。

2.根据权利要求1所述的一种包括无线续传模块的灯杆通讯系统，其特征在于，所述无线续传模块安装在其中一个灯杆上。

3.根据权利要求1所述的一种包括无线续传模块的灯杆通讯系统，其特征在于，多个所述无线续传模块与控制终端之间的光缆铺设成本总和满足预设条件。

4.针对灯杆通讯系统的网络通讯节点优化方法，适用于权利要求1-3任一所述的一种包括无线续传模块的灯杆通讯系统，其特征在于，包括：

获取一定范围内，需要与控制终端进行通讯的灯杆所处的地图数据，按照获取到的地图数据及每个灯杆的高度进行三维建模；

在三维模型中规划出满足预设覆盖率的无线续传模块分布的初级方案，并标记出每个无线续传模块的安装位置和对应的覆盖范围；

计算相邻无线续传模块覆盖范围的重合体积，判断所述重合体积的占比是否小于设定的阈值时，若是则直接获得无线续传模块分布的最终方案；否则调整无线续传模块的分布，直至相邻覆盖范围的重合体积的占比小于所述阈值，从而获得无线续传模块分布的最终方案。

5.根据权利要求4所述的针对灯杆通讯系统的网络通讯节点优化方法，其特征在于，所述在三维模型中规划出满足预设覆盖率的无线续传模块分布的初级方案，包括：

为不同类型的灯杆赋予不同的权重，获取无线续传模块的覆盖半径R，每个灯杆与控制终端之间所需的光缆铺设成本；

将获取到的地图数据及每个灯杆的高度用包围盒的方式进行三维建模，将正面的左下角记为坐标原点(0,0,0)，同时获取预设的单位长度；

将所有灯杆在三维模型中以黑点的形式标记；

规划过程如下：

1)随机选取1个黑点作为初始点，以该初始点为球心O，覆盖半径R为半径，统计在覆盖半径R中的n个黑点，记为点集P；

2)获取点集P内每个黑点对应灯杆的权重，将半径R除以对应灯杆的权重得到n个黑点对应的有效半径，对n个黑点的有效半径求交并取相交部分中心得到重心O1；

第1步，统计所有距离球心O小于所述单位长度的黑点点集P’；

第2步，计算无线续传模块位于所述黑点点集P’内每个黑点处所对应的光缆铺设成本y，以及以该黑点为球心、以R为半径的覆盖范围内所有黑点的权重之和w，从而得到黑点点集P’内每个点对应的光缆铺设平均成本为y/w；

第3步，选择其中平均成本最小的黑点b作为预测点并记录，黑点b所覆盖的黑点点集为P1，其平均成本记为Y；

3)将重心O1作为新的球心O，统计距离球心O小于半径R的黑点点集P；

4)重复2)、3)步骤，直到O和O1重合，此时获得多个预测点；

5)选出所有预测点对应的平均成本Y中的最小值，并将其对应的黑点点集P1全部标为已覆盖；

6)计算此时所有灯杆的覆盖率是否满足预设覆盖率，若是则输出多个无线续传模块的安装预测点和对应的覆盖范围，获得无线续传模块分布的初级方案，否则转到1)重新进行安装预测点的规划，直至所有灯杆的覆盖率满足预设覆盖率，其中覆盖范围在三维模型中以球体进行标记。

6.根据权利要求4所述针对灯杆通讯系统的网络通讯节点优化方法，其特征在于，所述调整无线续传模块的分布，包括：

8)计算所述无线续传模块分布的初级方案中，体积重合最大的两个球体的球心连线，给其中一个球体沿所述球心连线方向一定的偏移量，偏移量大小为所述球心连线方向上保证两个球的覆盖点集不变情况下的最大移动距离；

9)对8)中偏移量较大的球体以对应的偏移量进行一次偏移；

10)重新计算所有预测点对应球体的重合体积，判断其是否超过设定阈值，若是则重复8)、9)，直至重合体积小于设定阈值时输出所有预测点的位置，获得无线续传模块分布的最终方案。