蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法及装置，方法包括：对于面向概率链路的蔬菜无线监测网络，通过控制发射功率确定每个节点的邻居节点，并根据确定好的邻居节点进行链路状态估计；根据各节点与相应的邻居节点间的链路状态估计结果，对各节点进行分组，并根据分组结果构建虚拟节点，以及，根据虚拟节点实现网络逻辑拓扑构建；基于构建得到的虚拟节点，进行网络拓扑控制；本发明专利技术实施例可以实现蔬菜生产环境复杂非可靠链路条件下的高效可靠数据监测传输。

【技术实现步骤摘要】
蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法及装置
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
蔬菜生长受环境影响显著，不适宜的温度、湿度、水肥、光照等环境影响易引发病虫害或生长停止，严重影响蔬菜产量与品质，无线传感器网络是实现蔬菜生产实时环境监测的重要技术手段，但无线信号受温室结构与蔬菜作物生长变化遮挡而产生多径衰落，其中的小尺度效应部分会表现为接收端信号衰落的快速变化，造成网络链路的不稳定，呈现为一种时断时连的概率连通状态，这种概率连通的链路状态使得传统的固定式拓扑控制方式可能会出现网络拓扑中断或是拓扑构建效率低下等问题，为了实现蔬菜生产环境复杂非可靠链路条件下的高效可靠数据监测传输，研究建立面向概率链路的蔬菜无线监测网络高效可靠拓扑调度方法显得尤为必要。现有的无线网络拓扑控制方法中，均面向确定链路，进而对网络组织结构及性能进行优化，未考虑概率链路条件下的网络拓扑控制问题。如提出将节点周期休眠与基于最小能耗的拓扑控制路由相结合，通过拓扑控制和网络节点协作，提升多跳无线网络的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，包括：/n对于面向概率链路的蔬菜无线监测网络，通过控制发射功率确定每个节点的邻居节点，并根据确定好的邻居节点进行链路状态估计；/n根据各节点与相应的邻居节点间的链路状态估计结果，对各节点进行分组，并根据分组结果构建虚拟节点，以及，根据虚拟节点实现网络逻辑拓扑构建；/n基于构建得到的虚拟节点，进行网络拓扑控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，包括：
对于面向概率链路的蔬菜无线监测网络，通过控制发射功率确定每个节点的邻居节点，并根据确定好的邻居节点进行链路状态估计；
根据各节点与相应的邻居节点间的链路状态估计结果，对各节点进行分组，并根据分组结果构建虚拟节点，以及，根据虚拟节点实现网络逻辑拓扑构建；
基于构建得到的虚拟节点，进行网络拓扑控制。


2.根据权利要求1所述的蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，所述对于面向概率链路的蔬菜无线监测网络，通过控制发射功率确定每个节点的邻居节点，具体包括：
对于面向概率链路的蔬菜无线监测网络，基于第一发射功率控制策略或第二发射功率控制策略，确定每个节点的邻居节点；
其中，所述第一发射功率控制策略包括：
若节点一跳通信的发射功率可调范围为(Pmin～Pmax)，在网络第一次拓扑构建或无先验信息时，节点默认的初始发射功率为(Pmin+Pmax)/2，并按以下规则确定节点发射功率：将节点Ni可达邻居节点数量记为节点度Di；若节点的节点度Di节点小于K，则增加发射功率，直至节点度Di等于K，或达到最大发射功率；若节点的节点度Di节点大于K，则减小发射功率，直至节点度等于K，或达到最小发射功率；其中，K为网络节点联通系数；
其中，所述第二发射功率控制策略包括：
若节点已通过前期拓扑构建获得了相关先验信息，则节点根据先验信息确定发射功率控制策略：
节点对比自身剩余能量REi与邻居节点的剩余能量均值REave_N，若REi<αREave_N，为能量劣势节点，则节点调节发射功率使得满足约束条件：恰好有一条确定性链路或恰有2条概率链路；其中，α为能量权重系数；
若REi>αREave_N，为能量优势节点，则调节发射功率使得满足约束条件：节点至少有一条确定性链路且节点度Di大于或等于K；其中，K为网络节点联通系数。


3.根据权利要求2所述的蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，根据确定好的邻居节点进行链路状态估计，具体包括：
向邻居节点广播节点消息，并根据邻居节点回复的应答消息，采用第一链路连通概率模型确定链路连通概率；其中，第一链路连通概率模型为：



其中，prr为链路连通概率，其中，prr＝1表示链路为确定链路，表示链路为概率链路，prr＝0表示链路为无法连通的链路，RSSIrx为接收端信号强度，dTHL与dTHH为确定感知的上下界半径，d为收发节点间距离，γ为接收端信噪比，k为数据帧的大小，sensitivity为接收端的接收敏感度阈值。


4.根据权利要求3所述的蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，根据各节点与相应的邻居节点间的链路状态估计结果，对各节点进行分组，并根据分组结果构建虚拟节点，具体包括：
若对于网络中的i个节点N1…Ni互为邻居节点，当对于N1…Ni中的任意两节点间存在确定性或概率链路时，认为该i个节点为一节点组，若某节点Na同时与邻居节点组成多个节点组，则选择与Na有最短链路的邻居节点所在分组加入；若存在两个相等的最短链路，则选择节点数较少的分组加入；其中，节点分组内任一节点应至少存在一条确定性链路；
将每个节点分组分别定义为一个虚拟节点，若节点未能与其他节点组合，则其自身构成一个虚拟节点。


5.根据权利要求4所述的蔬菜无线监测网络拓扑虚拟化控制方法，其特征在于，根据虚拟节点实现网络逻辑拓扑构建，具体包括：
虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华瑞，朱华吉，缪祎晟，顾静秋，孙想，薛秀清，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11