工业无线网络拓扑管理方法技术

本发明专利技术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。

Topology Management Method for Industrial Wireless Networks

【技术实现步骤摘要】
工业无线网络拓扑管理方法
本专利技术属于无线网络管理领域，特别涉及一种工业无线网络拓扑管理方法。
技术介绍
工业无线网络技术是面向设备间短程、低速率信息交互的无线通信技术，适合在恶劣的工业现场环境使用，具有很强的抗干扰能力、超低耗能、实时通信等技术特征。目前工业无线网络领域已经形成了三大国际标准，分别是WirelessHART、ISA100.11a和WIA-PA。文献“Anenergy-balancinggraph-routingalgorithmforWirelessHARTnetworks[C]//Wireless&Mobile.IEEE,2015.”为了最大化WirelessHART的网络生存时间，提出了能量均衡的图路由算法。该算法中采用分层的拓扑结构管理，首先采用广度优先搜索算法将节点分层，然后通过计算各层节点的通信负载来均衡分配任务，从而实现能量均衡，能够在保证端到端延迟的情况下提高网络的生存时间。在工业无线网络中，传感器的功能大都只是数据的收集和命令的执行，网络中大部分的数据都是在传感器节点与网关设备之间进行传输，网络数据流具有一定的方向性。文献所述的网络拓扑结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：

【技术特征摘要】
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：sinki∈Φi式中，Loadi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；dj是小型网络中第j个节点与sinki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；fj是小型网络中第j个节点的数据采集频率；sinki是第i个小型网络的sink节点；Φi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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，杨超，孙文峰，杨诞伦，李士宁，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61