，可去除建立簡單路由表這部分工作（指建 立向下傳輸?shù)穆酚杀磉@個工作，即不提供向下傳輸?shù)牟呗裕_銷、復(fù)雜度更是降低不少。
【附圖說明】
[0038] 圖1是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖2是更新鄰居命令幀。
[0040] 圖3是接收更新鄰居命令幀處理流程圖。
[0041] 圖4是建立匯聚節(jié)點(diǎn)到傳感節(jié)點(diǎn)路由過程圖。
[0042] 圖5是向上路由算法流程圖。
[0043] 圖6是向上路由測試結(jié)構(gòu)圖
[0044] 圖7是正向路由記錄請求示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
[0046] 對于協(xié)調(diào)器作為匯聚節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測控制系統(tǒng)，已有的樹路由效率低、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)受限； AODVjr路由開銷較大，且由于傳感節(jié)點(diǎn)較多，同時路由發(fā)現(xiàn)容易引起廣播風(fēng)暴，造成網(wǎng)絡(luò)癱 瘓；多對一路由需要維護(hù)路由表、路由發(fā)現(xiàn)表，匯聚節(jié)點(diǎn)需維護(hù)路由記錄表，開銷較大，且匯 聚節(jié)點(diǎn)到傳感節(jié)點(diǎn)的反向路由是通過路由記錄表臨時存儲的，某一時刻可能沒有到某一傳 感節(jié)點(diǎn)的路由?？傊?，已有的路由方式因開銷、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、可靠性等因素，不能很好地適用 于這種應(yīng)用場景。
[0047] 為此，針對這種傳感節(jié)點(diǎn)較多，協(xié)調(diào)器作為匯聚節(jié)點(diǎn)的無線監(jiān)測控制應(yīng)用，提出了 一種更為簡單、穩(wěn)定且開銷小的路由方法--向上路由。這種路由方式1)向上傳輸時基于 原本就需要維護(hù)的鄰居表，開銷很?。?)路由方式不依賴于地址分配方式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳皇?限制；3)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的每個鄰居都可以將數(shù)據(jù)傳遞給匯聚節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)器，采集數(shù)據(jù)向上傳輸 可靠性較高；4)簡單路由表建立完后，協(xié)調(diào)器具有到達(dá)任何傳感節(jié)點(diǎn)的簡單路由表項，控 制命令可靠傳遞。總之，向上路由在協(xié)調(diào)器作為匯聚節(jié)點(diǎn)的ZigBee監(jiān)測控制應(yīng)用中，具有 較高的穩(wěn)定性、可靠性、易用性，且總體開銷比較小。
[0048] 本發(fā)明中涉及到以下內(nèi)容：
[0049] 鄰居表
[0050] ZigBee中的鄰居表是在組網(wǎng)以及通信過程中建立并維護(hù)的，用來存儲在本節(jié)點(diǎn)通 信范圍內(nèi)的那些節(jié)點(diǎn)的信息，主要包含相鄰節(jié)點(diǎn)的64位IEEE地址、16位網(wǎng)絡(luò)地址、設(shè)備邏 輯類型、鄰節(jié)點(diǎn)關(guān)系、鏈路質(zhì)量等，還可以保存鄰居節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展PAN標(biāo)識、深度、邏輯信道、 信標(biāo)階、允許加入標(biāo)識等。鄰居表可以讓一個節(jié)點(diǎn)了解到周邊通信范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)的信息，在網(wǎng) 絡(luò)管理過程中很是重要。
[0051] 命令標(biāo)識符
[0052]
【主權(quán)項】
1. 一種適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于，路由過程包括以下 步驟：
51. 節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)或接收到目的節(jié)點(diǎn)不為本節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時，首先判斷目的節(jié)點(diǎn)是否為 協(xié)調(diào)器；當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)為協(xié)調(diào)器，即在路由方向是向上傳輸時，則跳轉(zhuǎn)到步驟S2 ;否則，在路 由方向是向下傳輸時跳轉(zhuǎn)到步驟S6 ;
52. 查詢鄰居表，判斷是否存在長輩節(jié)點(diǎn)，當(dāng)存在長輩節(jié)點(diǎn)時，則跳轉(zhuǎn)到步驟S3,否則 跳轉(zhuǎn)到步驟S7 ;
53. 置長輩節(jié)點(diǎn)為下一跳；
54. 將數(shù)據(jù)發(fā)送給下一跳，判斷鏈路是否中斷，當(dāng)鏈路中斷時，則跳轉(zhuǎn)到步驟S5,否則 建立或更新反向簡單路由表，并結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸；
55. 判斷數(shù)據(jù)傳輸是否為向上傳輸，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸為向上傳輸時，則查詢鄰居表，選擇 一個不屬于步驟S4中鏈路中斷的鄰居節(jié)點(diǎn)作為下一跳后跳轉(zhuǎn)至步驟S4,否則跳轉(zhuǎn)到步驟 S6 ；
56. 查詢簡單路由表，判斷是否有達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)的路由，當(dāng)存在時，根據(jù)簡單路由表設(shè) 置下一跳地址，跳轉(zhuǎn)到步驟S4,否則等待T時刻后繼續(xù)判斷是否有達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)路由；
57. 置父節(jié)點(diǎn)為下一跳后跳轉(zhuǎn)至步驟S4。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于， 所述路由方法的編址方式為隨機(jī)編址或樹形編址。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征 在于，所述鄰居表用于存儲在節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)信息，主要包含相鄰節(jié)點(diǎn)的64位 IEEE地址、16位網(wǎng)絡(luò)地址、設(shè)備邏輯類型、鄰節(jié)點(diǎn)關(guān)系、鏈路質(zhì)量，還能夠保存鄰居節(jié)點(diǎn)的 擴(kuò)展PAN標(biāo)識及深度值； 其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的命令標(biāo)識符為OxOI-Oxf f，選用其中的OxOf作為更新鄰居命令標(biāo) 識符。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于， 所述鄰居表的建立方式如下： 路由方式選為向上路由，根據(jù)所設(shè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建網(wǎng)絡(luò)； 組建網(wǎng)絡(luò)后，從協(xié)調(diào)器開始廣播更新鄰居命令幀，命令幀標(biāo)識符為OxOf，命令幀載荷中 包含本節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，以及本節(jié)點(diǎn)的深度值；其它非終端節(jié)點(diǎn)在本輪更新鄰居過程中第 一次收到廣播命令后，需繼續(xù)廣播此命令幀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于， 網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器的深度值為〇,其他節(jié)點(diǎn)的深度為父節(jié)點(diǎn)深度值加1 ; 更新鄰居命令幀從協(xié)調(diào)器開始自上而下廣播，當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到深度值大的節(jié)點(diǎn)的廣播時， 不做處理；否則，判斷兩節(jié)點(diǎn)間深度相差值； 當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)間深度相差值大于等于2時，判斷廣播節(jié)點(diǎn)是否為最優(yōu)長輩節(jié)點(diǎn)，當(dāng)其為最 優(yōu)長輩節(jié)點(diǎn)時，以0x06即長輩節(jié)點(diǎn)的鄰居關(guān)系更新到鄰居表，否則存儲為0x01-0x05之中 關(guān)系的鄰居； 一個節(jié)點(diǎn)的鄰居表中最多只允許存在一個長輩節(jié)點(diǎn)，即最優(yōu)長輩節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)間深度相差值為1或〇時，則直接存入鄰居表，為非長輩鄰居。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于， 上述更新鄰居命令幀從協(xié)調(diào)器開始自上而下廣播，節(jié)點(diǎn)收到廣播命令后，其處理過程為： (1) 判斷廣播節(jié)點(diǎn)的深度值是否小于或等于本節(jié)點(diǎn)的深度值，當(dāng)小于或等于本節(jié)點(diǎn)深 度值時，則跳轉(zhuǎn)到步驟（2)，否則不做處理； (2) 判斷兩節(jié)點(diǎn)間深度相差值；當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)間深度相差值小于2時，存儲為非長輩鄰居； 否則通過查詢鄰居表，再判斷是否存在深度值更小的節(jié)點(diǎn)，存在則將廣播節(jié)點(diǎn)存儲為非長 輩鄰居，不存在則跳轉(zhuǎn)至步驟（3); (3) 判斷與鄰居表中長輩節(jié)點(diǎn)的深度值是否相等，相等則跳轉(zhuǎn)到步驟（4)，不相等則跳 轉(zhuǎn)到步驟（6); (4) 判斷命令幀中鏈路質(zhì)量LQI的值是否更大，LQI是節(jié)點(diǎn)在接收數(shù)據(jù)包時自動根據(jù)無 線信號的接收強(qiáng)度測量并保存的，當(dāng)命令幀鏈路質(zhì)量LQI更大，則將廣播節(jié)點(diǎn)以最優(yōu)長輩 更新到鄰居表后跳轉(zhuǎn)到步驟（5)，否則存儲為非長輩鄰居； (5) 判斷本輪更新鄰居過程中是否廣播過更新鄰居命令，若廣播過則結(jié)束，否則作為非 終端節(jié)點(diǎn)還需繼續(xù)廣播更新鄰居命令； (6) 比較命令幀鏈路質(zhì)量LQI值與用戶設(shè)定的閾值，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定閾值時，則將廣播節(jié)點(diǎn) 存儲為非長輩鄰居，否則存儲為最優(yōu)長輩后跳轉(zhuǎn)到步驟（5)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法，其特征在于， 所述簡單路由表包括目的地址和下一跳地址，是節(jié)點(diǎn)在向上傳輸數(shù)據(jù)時建立和維護(hù)的匯聚 節(jié)點(diǎn)到達(dá)傳感節(jié)點(diǎn)的簡單路由表。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種適用于協(xié)調(diào)器作為匯聚節(jié)點(diǎn)的無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的ZigBee路由方法。傳感節(jié)點(diǎn)到協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸，有三種類型的路徑可選：1)通過長輩節(jié)點(diǎn)向上傳輸數(shù)據(jù)；2)長輩節(jié)點(diǎn)不存在或通過長輩節(jié)點(diǎn)的這條鏈路發(fā)生斷路時，會通過父節(jié)點(diǎn)向上傳遞數(shù)據(jù)；3)由于網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)都有到協(xié)調(diào)器的路徑，所以當(dāng)前面兩條路徑均失效時，可查詢鄰居表，尋找除長輩節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)以外的任何一鄰居節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)傳送給它。協(xié)調(diào)器到傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，依賴于簡單路由表，此路由表是在數(shù)據(jù)向協(xié)調(diào)器的傳輸過程中建立維護(hù)的，開銷小且維護(hù)簡單。本發(fā)明對于無線監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)更有針對性，具有可靠、開銷小，模式簡單的特點(diǎn)。
【IPC分類】H04W40-02, H04W84-18
【公開號】CN104869603
【申請?zhí)枴緾N201510234225
【發(fā)明人】黃曉, 凡一超, 保延翔
【申請人】中山大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月8日