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      鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法

      文檔序號(hào):7822671閱讀:373來源:國知局
      鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法
      【專利摘要】本發(fā)明提供的鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,包括:a.將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使所述傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);b.獲取無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)參數(shù);c.計(jì)算無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax;d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax,布置無線傳感器節(jié)點(diǎn),使無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax。本發(fā)明針對(duì)無線鏈狀網(wǎng)絡(luò),能夠有效提高無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,填補(bǔ)了國內(nèi)無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)研究的空白,為無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)在管狀等環(huán)境中的應(yīng)用提供了方法,保證了無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 【專利說明】鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及煤礦及通信領(lǐng)域,尤其涉及鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002]隨著科技的進(jìn)步,在煤礦企業(yè)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于礦井巷道、隧道等管狀結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi)的情況越來越普遍,在現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,其結(jié)構(gòu)多是星形或樹形網(wǎng)絡(luò),雖然現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性研究比較多,但目前針對(duì)純粹的一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)和幾十個(gè)無線傳感器組成的無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)尚沒有提高穩(wěn)定傳輸可靠性的技術(shù)方法,也沒有相關(guān)的方法來指導(dǎo)煤礦企業(yè)進(jìn)行無線傳感器的布點(diǎn)施工。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]有鑒于此,本發(fā)明提供一種鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,用于解決鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用穩(wěn)定可靠傳輸。
      [0004]本發(fā)明提供的一種鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,包括:
      [0005]a.將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使所述傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
      [0006]b.獲取無線網(wǎng)關(guān)能夠管理的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點(diǎn)路由級(jí)數(shù)Nraute ;
      [0007]c.計(jì)算無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax,
      [0008]d.根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax,布置無線傳感器節(jié)點(diǎn),使無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax。
      [0009]進(jìn)一步,所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax的計(jì)算方法為:
      _ O]若 Nrwte ( Nmax/2,則 Lmax = Nroute X L1 ;
      _ ]若 Nroute > Nmax/2,則 Lfflax = Nfflax X L/2。
      [0012]進(jìn)一步,所述無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)中,任意一段無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi),至少有三個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布。
      [0013]進(jìn)一步,所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為3個(gè),但不超過Nmax個(gè)。
      [0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明針對(duì)純粹的由一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)和幾十個(gè)無線傳感器組成的無線鏈狀網(wǎng)絡(luò),能夠有效提高無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,填補(bǔ)了國內(nèi)無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)研究的空白,為無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)在管狀等環(huán)境中的應(yīng)用提供了方法,保證了無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴?br>
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
      [0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0017]圖2是本發(fā)明的原理流程示意圖。

      【具體實(shí)施方式】
      [0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
      [0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是本發(fā)明的原理流程示意圖。
      [0020]如圖1、2所示,本實(shí)施例的方法包括
      [0021]a.將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使所述傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
      [0022]b.獲取無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)參數(shù);
      [0023]c.計(jì)算無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax ;
      [0024]d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax,布置無線傳感器節(jié)點(diǎn),使無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax。
      [0025]本實(shí)施例中,步驟b所述無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為無線網(wǎng)關(guān)能夠管理的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點(diǎn)路由級(jí)數(shù)NMUte。
      [0026]本實(shí)施例中,無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax的計(jì)算方法為:
      [0027]若Nroute ( Nmax/2,則 Lfflax = NrouteXL1 式(I)
      [0028]若Nroute > Nmax/2,則 Lmax = Nfflax XL1^ 式(2)
      [0029]本實(shí)施例中,無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)中,任意一段無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi),至少有三個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布。
      [0030]本實(shí)施例中,無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為3個(gè),但不超過Nmax個(gè)。
      [0031]本實(shí)施例中,無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)和至少3個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn),該網(wǎng)絡(luò)布置于礦井巷道、隧道等管狀結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi),多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián)成鏈狀結(jié)構(gòu),沿管狀空間的走向排列。
      [0032]在本實(shí)施例中,將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中,無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為Nmax,控制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不大于Nmax;無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),也可以發(fā)送自身及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),即無線傳感器節(jié)點(diǎn)具有無線路由的功能,其路由級(jí)數(shù)為Nraute ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離為L(zhǎng)1,在鏈狀網(wǎng)絡(luò)任意一段距離L1內(nèi),至少有3個(gè)及以上的無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布;該鏈狀網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠傳輸?shù)淖畲蟛贾镁嚯x不超過Lmax,
      [0033]如圖1所示,在鏈狀網(wǎng)絡(luò)任意一段距離L1內(nèi),至少有3個(gè)及以上的無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布,所以傳感器節(jié)點(diǎn)間平均最大布置間隔為L(zhǎng)/2,則網(wǎng)絡(luò)最大布置距離Lmax,由路由級(jí)數(shù)計(jì)算為NrouteXL1,由節(jié)點(diǎn)最大數(shù)量計(jì)算為NmaxXL1A因?yàn)樵撴湢罹W(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠傳輸?shù)淖畲蟛贾镁嚯x必須滿足路由級(jí)數(shù)和節(jié)點(diǎn)最大數(shù)量?jī)煞N距離算法,所以Lmax取決于NrauteXL1或NmaxXL1A中的較小值,因此得出不同條件下公式I和公式2兩種計(jì)算方法。
      [0034]下面用兩個(gè)具體數(shù)值的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
      [0035]實(shí)施例一:
      [0036]將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中,無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為100,控制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不大于100,無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),也可以發(fā)送自身及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),即無線傳感器節(jié)點(diǎn)具有無線路由的功能,其路由級(jí)數(shù)為32級(jí);無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離為100米,在鏈狀網(wǎng)絡(luò)任意100米內(nèi),至少有3個(gè)及以上的無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布;
      [0037]本實(shí)施例中,由于路由級(jí)數(shù)Nraute = 32,無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為 Nmax = 100,滿足 Nroute ( N—/2。
      [0038]因此,利用式⑴計(jì)算最大布置距離Lmax:
      [0039]Lmax = 32 X 100,即 Lmax = 3200 米
      [0040]實(shí)施例二:
      [0041]將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中,無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為60,控制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不大于60,無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),也可以發(fā)送自身及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),即無線傳感器節(jié)點(diǎn)具有無線路由的功能,其路由級(jí)數(shù)為32級(jí);無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離為100米,在鏈狀網(wǎng)絡(luò)任意100米內(nèi),至少有3個(gè)及以上的無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布;
      [0042]本實(shí)施例中,由于路由級(jí)數(shù)Nraute = 32,無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量為 Nmax = 60,滿足 Nroute > Ν./2。
      [0043]因此,利用式⑵計(jì)算最大布置距離Lmax:
      [0044]Lmax = 60 X 100/2,即 Lmax = 3000 米
      [0045]本發(fā)明針對(duì)純粹的由一個(gè)無線網(wǎng)關(guān)和幾十個(gè)無線傳感器組成的單一無線鏈狀網(wǎng)絡(luò),以冗余理論為研究基礎(chǔ),結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)和節(jié)點(diǎn)容量,以及無線發(fā)射距離等參數(shù)的的關(guān)系,獲取鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸?shù)淖畲蟛贾镁嚯x,大大提高了無線鏈狀網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,對(duì)礦井巷道、隧道等管狀結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi),多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián)成鏈狀結(jié)構(gòu),沿管狀空間的走向排列布置方法提供了指導(dǎo)。
      [0046]最后說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
      【權(quán)利要求】
      1.一種鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,其特征在于:包括: a.將無線傳感器節(jié)點(diǎn)串聯(lián),使所述傳感器節(jié)點(diǎn)與無線網(wǎng)關(guān)形成無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu); b.獲取無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)參數(shù); c.計(jì)算無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax; d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax,布置無線傳感器節(jié)點(diǎn),使無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,其特征在于:步驟b所述無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為無線網(wǎng)關(guān)能夠管理的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點(diǎn)路由級(jí)數(shù)Nfoute ο
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,其特征在于:所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)最大布置距離Lmax的計(jì)算方法為:
      右 Nroute ^ N—/2,則 Lmax = NrouteX L1 ;
      右 Nroute > Nmax/2, JjllJ Lmax = N—X 1^/2。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,其特征在于:所述無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)中,任意一段無線傳感器節(jié)點(diǎn)間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi),至少有三個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提高鏈路傳輸可靠性的節(jié)點(diǎn)布置方法,其特征在于:所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為3個(gè),但不超過Nmax個(gè)。
      【文檔編號(hào)】H04W84/18GK104469790SQ201410763935
      【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
      【發(fā)明者】李軍, 于慶, 譚凱, 饒?chǎng)析? 趙慶川, 梁光清, 孫世嶺 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
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