[发明专利]一种基于ZigBee优先的分级抗干扰方法

说明书

本发明公开了一种基于ZigBee优先的分级抗干扰方法。该方法在物联网网关上搭载了WiFi模块和ZigBee模块，将WiFi的无线接入点部署成三信道的蜂窝网通信模型，实时监测WiFi的通信指标并计算干扰度。通过心跳包的包接受率PRR和包错误率PER相结合的方式进行信道状态评估，判断ZigBee传输是否出现干扰。使用分级抗干扰的信道跳变算法减小或消除干扰，干扰刚发生时在WiFi信道间隙中选取ZigBee信道，在干扰仍未解决时利用外层WiFi信道扩大选取范围，在干扰最严重时调整自身WiFi的信道用于选择ZigBee的最佳传输信道。本发明解决了2.4GHz频段ZigBee和WiFi相互干扰的问题。

技术领域

本发明属于物联网无线通信技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee优先的分级抗干扰方法。

背景技术

生活中处处可见网关，比如家用路由器即是PC和手机的网关，为用户连接局域网和广域网提供了便利。随着物联网的快速发展，物联网网关作为连接WSN(Wireless SensorNetworks)和传统通信网络的桥梁，具有越来越重要的研究与应用价值。机场中存在多种类型通信协议的设备，因为单独管理的成本较高，所以往往会设计一个能够兼容多种通信协议的物联网网关。在设计物联网网关时必须要考虑到相同频段的无线干扰问题，如在2.4GHz频段工作的ZigBee和WiFi无线通信协议。

ZigBee技术具有低功耗、低成本以及易部署等优点，被广泛应用在智能测控领域。而WiFi是可以将个人电脑、移动终端等以无线方式相连的技术，提供便携的入网能力。在机场中广泛分布着ZigBee和WiFi信号，ZigBee对于WiFi来说相当于窄带的噪声源，且本身功率较低，所以不容易对WiFi造成干扰。WiFi共划分14个信道，通常在1、6，11三个互不重叠的信道进行数据传输，理论上将ZigBee的信道设置成不与WiFi信道重叠可以避免WiFi信号的干扰。但实际上在人流量密集的机场环境中，除了机场本身覆盖的WiFi信号，旅客携带的一些设备也会产生WiFi热点，这使得信道情况变得更加复杂，容易对ZigBee信号产生同频和邻频干扰。

另一种常见的2.4GHz设备Bluetooth，因为本身跳频技术的优势，和WiFi、ZigBee之间的干扰基本可以忽略，所以研究一种ZigBee和WiFi之间的干扰解决方法是必要的。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于ZigBee优先的分级抗干扰方法,辅以信道状态评估方法和信道跳变算法，在保证ZigBee的传输质量的同时充分发挥WiFi的传输能力，提高机场ZigBee和WiFi共存环境下物联网网关进行ZigBee数据传输的鲁棒性，以解决ZigBee和WiFi之间干扰的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种基于ZigBee优先的分级抗干扰方法，所述方法中物联网网关搭载WiFi模块和ZigBee协调器模块，WiFi模块作为接入移动设备的无线接入点(Access Point，AP)，ZigBee是一种低速短距离的无线通信技术，ZigBee协调器模块作为测控终端采集信息的汇聚节点；所述方法包括以下步骤：

步骤1、物联网网关上电初始化，设置物联网网关WiFi模块的信道并启动WiFi模块热点，提供手持终端接入功能，监测物联网网关的带宽使用率，监测周围其他WiFi无线接入点设备信息，监测物联网网关所处2.4GHz频段的干扰度；

步骤2、进行频段干扰度计算以生成ZigBee协调器模块的优先信道列表，选择最干扰度最小的信道作为ZigBee协调器模块工作信道，运行测控终端信息采集程序；

步骤3、测控终端定时向网关发送心跳包，ZigBee协调器模块进行信道状态评估，当判断网络出现干扰时使用分级抗干扰的信道跳变算法再次计算频段干扰度以生成优先信道列表，然后依据优先信道列表进行分级抗干扰信道跳变，跳变的信道根据干扰度从小到大在优先信道列表中依次选取。