[发明专利]工业无线网络拓扑管理方法

摘要

本发明公开了一种工业无线网络拓扑管理方法，用于解决现有工业无线网络管理方法实用性差的技术问题。技术方案是将网状的子网结构采用分层的结构进行管理，简化网状结构，同时规定节点只能与它同层次或低一层次的节点直接通信。采用贪心法将多个sink节点划分为多个小型网络。计算每个小型网络的网络负载：当前网络负载总量最小的小型网络先选择节点，而选择节点时先选择离自己近的节点，逐层进行选择且保证选择节点的连通性，当具有多个距离相等的节点时则选择采集频率较大的传感器节点。根据被选节点到该小型网络sink节点的距离、采集频率等更新当前小型网络的负载，然后小型网络选择新的节点，直到所有节点都划分完成，实用性好。

主权项

1.一种工业无线网络拓扑管理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、网络分层；将网状的子网结构采用分层的结构进行管理，简化网状结构，降低系统管理器资源分配的复杂度，同时规定节点只能与它同层次或低一层次的节点直接通信；步骤二、计算网络负载；采用贪心法将多个sink节点划分为多个小型网络；采用以下公式计算每个小型网络的网络负载：sink_i∈Φ_i式中，Load_i是第i个小型网络当前负载；k是小型网络当前节点的个数；d_j是小型网络中第j个节点与sink_i节点的距离；Pt是传感器节点的发送功率；Pr是传感器节点的接收功率；f_j是小型网络中第j个节点的数据采集频率；sink_i是第i个小型网络的sink节点；Φ_i是第i个小型网络；以传感器节点与sink节点的距离、采集频率、发送功率和接收功率作为依据，考虑节点距离能够减小数据传输延迟，并且减小数据包转发次数；为了达到均衡负载以及减小延迟的效果，在划分子网时同时考虑传感器节点与sink节点之间的距离以及传感器节点的采集频率，以传感器节点与sink节点的距离、采集频率、发送功率和接收功率的运算作为度量计算小型网络的负载；当节点到sink节点距离为d时，从源节点延此路径到sink节点则会带来d次数据的发送与d次数据的接收，而考虑最后一次接收数据的sink节点是有固定电源供电，则实际电池电量消耗为d次数据发送与d‑1次数据接收；步骤三、贪心法划分网络；当前网络负载总量最小的小型网络先选择节点，选择节点时先选择离自己近的节点，逐层进行选择且保证选择节点的连通性，当具有多个距离相等的节点时则选择采集频率较大的传感器节点；步骤四、重复步骤二和三；当选择完成后，根据被选节点到小型网络sink节点的距离、采集频率更新当前小型网络的负载，小型网络选择新的节点，直到所有节点都划分完成。