[发明专利]一种基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场环境监控方法

摘要

本发明公开了一种基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场环境监控方法，首先构建基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场环境监控系统，包括：ZigBee无线通信技术组建的具有移动协调器节点的养猪场无线传感网络、养猪场嵌入式现场控制中心和用户远程控制中心；其次，针对ZigBee协议传输范围有限造成的网络孤点问题，采用一种新的基于两跳邻居的网络借地址路由算法，通过优化设计现有的借地址路由算法，将父节点的借址范围设为两跳邻居节点，同时优先考虑向同枝子孙节点借址，一方面使得网络孤点问题得以缓解，提高了网络节点的入网率，降低了组网耗时和能量损耗，另一方面实现了协调器作为移动节点的养猪场环境监控系统下网络孤立节点的高效入网。

主权项

1.一种基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场环境监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建基于巡检小车与借地址路由算法的养猪场环境监控系统，包括：ZigBee无线通信技术组建的具有移动协调器节点的养猪场无线传感网络、养猪场嵌入式现场控制中心和用户远程控制中心；具有移动协调器节点的养猪场无线传感网络包括可移动协调器节点、路由节点和终端节点；可移动协调器节点和养猪场嵌入式现场控制中心设置在巡检小车上；通过ZigBee协议栈，将采集到的数据汇聚到可移动协调器节点，可移动协调器节点由巡检小车上的蓄电池直接供电，并通过串行通信接口与嵌入式现场控制中心实现数据交换；嵌入式现场控制中心包括现场控制器，嵌入式现场控制中心通过网络接入点和无线网卡与用户远程控制中心连接；用户远程控制中心包括电脑、网络接入点和无线网卡，用户远程控制中心通过Internet网络协议连入互联网访问现场控制器；步骤2，针对ZigBee协议传输范围有限造成的网络孤点问题，采用一种新的基于两跳邻居的网络借地址路由算法，该算法包括两个部分：新的借地址路由算法，首先估算出网络孤立节点的借址空间大小，再将路由节点的借址范围设为两跳邻居节点，父节点获取两跳通信范围内的邻居节点的地址信息，同时会优先考虑向同枝子孙节点借址；借地址算法的路由选择，即树路由首先对目的节点的类型进行判断，再进行数据包的转发；新的借地址路由算法的具体过程为：步骤2.1，节点X向路由节点Y发送一个空闲地址请求，路由节点Y判断自己是否有空闲地址，若有空闲地址，则将地址分配给节点X；否则，路由节点Y进入借地址操作；步骤2.2，路由节点Y给节点X发送一个含有网络深度dy的信息，要求节点X将网络深度dx设置为dy+1，并作为Y的子节点加入网络；步骤2.3，路由节点Y发送一个响应给节点X，要求节点X计算其申请的地址空间大小，则节点X需要计算其子节点地址空间大小；若节点X为全功能设备FFD，则计算出子节点地址空间为o(x)，并将o(x)+x作为借址包发送给路由节点Y；若节点X为半功能设备RFD，则子节点地址空间o(x)＝0，并将o(x)+x作为借址包发送给路由节点Y；步骤2.4，路由节点Y收到节点X的借址包后，向其两跳邻居范围内的节点转发借址包，收到借址包的邻居节点根据自己的剩余地址空间做出回复；若此处没有找到符合借址要求的邻居节点，则返回步骤2.1，节点X重新向新的路由节点发送借址请求；步骤2.5，路由节点Y收到邻居节点的借址回复包后，路由节点Y将判断符合借址条件的节点中是否有自己的同枝节点，若有，则在同枝下的子孙节点中选出剩余地址较多的节点作为借址节点；若没有，则在符合借址条件的邻居节点中选出剩余地址较多的节点作为借址节点；然后将借用的地址空间分配给节点X，再由节点X将空闲地址分配给下面的子节点；若上述过程不能完成借址操作，则等待可移动协调器节点到达传输范围内时，再通过分布式地址分配算法完成孤立节点的入网请求。