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)點布置方法，包括：a.將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使所述傳感器節(jié)點與無線網(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.計算無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax；d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax，布置無線傳感器節(jié)點，使無線傳感器節(jié)點的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax。本發(fā)明針對無線鏈狀網(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)中對相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性研究比較多，但目前針對純粹的一個無線網(wǎng)關(guān)和幾十個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)點布置方法，用于解決鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場應(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)點布置方法，包括:
[0005]a.將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使所述傳感器節(jié)點與無線網(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)點的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點路由級數(shù)Nraute ；
[0007]c.計算無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax,
[0008]d.根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和節(jié)點最大布置距離Lmax，布置無線傳感器節(jié)點，使無線傳感器節(jié)點的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax。
[0009]進(jìn)一步，所述無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax的計算方法為:
_ 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)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi)，至少有三個無線傳感器節(jié)點分布。
[0013]進(jìn)一步，所述無線傳感器節(jié)點的數(shù)量至少為3個，但不超過Nmax個。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明針對純粹的由一個無線網(wǎng)關(guān)和幾十個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)合附圖和實施例對本發(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。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(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，本實施例的方法包括
[0021]a.將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使所述傳感器節(jié)點與無線網(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.計算無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax ；
[0024]d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax,布置無線傳感器節(jié)點，使無線傳感器節(jié)點的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax。
[0025]本實施例中，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)點的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點路由級數(shù)NMUte。
[0026]本實施例中，無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax的計算方法為:
[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)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi)，至少有三個無線傳感器節(jié)點分布。
[0030]本實施例中，無線傳感器節(jié)點的數(shù)量至少為3個，但不超過Nmax個。
[0031]本實施例中，無線傳感器鏈狀網(wǎng)絡(luò)包括一個無線網(wǎng)關(guān)和至少3個無線傳感器節(jié)點，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)，多個無線傳感器節(jié)點串聯(lián)成鏈狀結(jié)構(gòu)，沿管狀空間的走向排列。
[0032]在本實施例中，將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使傳感器節(jié)點與無線網(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)點的數(shù)量不大于Nmax;無線傳感器節(jié)點可以接收網(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)點具有無線路由的功能，其路由級數(shù)為Nraute ;無線傳感器節(jié)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離為L1，在鏈狀網(wǎng)絡(luò)任意一段距離L1內(nèi)，至少有3個及以上的無線傳感器節(jié)點分布；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個及以上的無線傳感器節(jié)點分布，所以傳感器節(jié)點間平均最大布置間隔為L/2，則網(wǎng)絡(luò)最大布置距離Lmax,由路由級數(shù)計算為NrouteXL1,由節(jié)點最大數(shù)量計算為NmaxXL1A因為該鏈狀網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠傳輸?shù)淖畲蟛贾镁嚯x必須滿足路由級數(shù)和節(jié)點最大數(shù)量兩種距離算法，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2兩種計算方法。
[0034]下面用兩個具體數(shù)值的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0035]實施例一:
[0036]將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使傳感器節(jié)點與無線網(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)點的數(shù)量不大于100，無線傳感器節(jié)點可以接收網(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)點具有無線路由的功能，其路由級數(shù)為32級；無線傳感器節(jié)點間的標(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個及以上的無線傳感器節(jié)點分布；
[0037]本實施例中，由于路由級數(shù)Nraute = 32，無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點的最大數(shù)量為 Nmax = 100，滿足 Nroute ( N—/2。
[0038]因此，利用式⑴計算最大布置距離Lmax:
[0039]Lmax = 32 X 100，即 Lmax = 3200 米
[0040]實施例二:
[0041]將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使傳感器節(jié)點與無線網(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)點的數(shù)量不大于60，無線傳感器節(jié)點可以接收網(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)點具有無線路由的功能，其路由級數(shù)為32級；無線傳感器節(jié)點間的標(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個及以上的無線傳感器節(jié)點分布；
[0042]本實施例中，由于路由級數(shù)Nraute = 32，無線網(wǎng)關(guān)能夠管理無線傳感器節(jié)點的最大數(shù)量為 Nmax = 60，滿足 Nroute > Ν./2。
[0043]因此，利用式⑵計算最大布置距離Lmax:
[0044]Lmax = 60 X 100/2，即 Lmax = 3000 米
[0045]本發(fā)明針對純粹的由一個無線網(wǎng)關(guān)和幾十個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，對礦井巷道、隧道等管狀結(jié)構(gòu)的受限空間內(nèi)，多個無線傳感器節(jié)點串聯(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，盡管參照較佳實施例對本發(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)點布置方法，其特征在于:包括: a.將無線傳感器節(jié)點串聯(lián)，使所述傳感器節(jié)點與無線網(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.計算無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax； d.根據(jù)無線傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和最大布置距離Lmax，布置無線傳感器節(jié)點，使無線傳感器節(jié)點的布置距離不超過無線傳感器節(jié)點最大布置距離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)點的最大數(shù)量Nmax、無線傳感器節(jié)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1以及無線傳感器節(jié)點路由級數(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)點布置方法，其特征在于:所述無線傳感器節(jié)點最大布置距離Lmax的計算方法為:
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)點間的標(biāo)準(zhǔn)有效傳輸距離L1范圍內(nèi)，至少有三個無線傳感器節(jié)點分布。
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)點布置方法，其特征在于:所述無線傳感器節(jié)點的數(shù)量至少為3個，但不超過Nmax個。
【文檔編號】H04W84/18GK104469790SQ201410763935
【公開日】2015年3月25日 申請日期: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, 饒鑫鑫, 趙慶川, 梁光清, 孫世嶺 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司