延长无线自组网络的续航方法技术

本发明专利技术涉及一种延长无线自组网络的续航方法，属于无线自组网络技术领域，包括以下步骤：S1：各个节点上报电量信息，中央节点收集统计；S2：多标准决策分析下层耗能最快的代理节点，将其作为目标代理节点；S3：设置初始阈值；S4：判断所述目标代理节点电量是否大于初始阈值，若大于则进行下一步，反之继续判断；S5：选出合适的候选代理节点；S6：触发代理变更；S7：判断代理节点电量是否小于最低阈值，若小于则停止代理变更，反之则更改阈值并返回步骤S2。反之则更改阈值并返回步骤S2。反之则更改阈值并返回步骤S2。

【技术实现步骤摘要】
延长无线自组网络的续航方法


[0001]本专利技术属于无线自组网络
，涉及一种延长无线自组网络的续航方法。

技术介绍

[0002]无线自组织网络(MANET),是一种无中心的自组织网络。该网络不依赖于固定主干网(但可以与其配合)或基站，就能快速部署到位，建立起一套完整、强大、高抗毁的网络通信系统，并提供有效的数据和多媒体通信服务。其最早提出是应用在军事领域的单兵通讯，世界各国在2000年以后开始大力研究此技术。此网络具有，高移动，高便捷，容易构建等特点。在物联网，无线城市，智能家具，机器人通讯和紧急救援时快速构建通讯网等场景有着极大的发展前景。无线自组织网络主要有两种结构，平面结构和分级结构。前者适用于节点较少的小规模网络，后者则是个节点多的大规模网络。本专利技术的方法主要用于分级结构多跳无线自组织网络，该网络节点大致可分为三类：中央节点、代理节点、普通节点。中央节点为网络第0层的根节点，代理节点位于0层之后。每层有一个或多个代理节点，该节点下面俩接着下一层级的普通节点，据有数据储和转发的功能。普通节点在该网络中不具备数据转发的功能，且该网络中所有节点除中央节点外均由电池供电。然而当终端节点采用电池供电时，同层的代理节点中，可能会受到负载数和业务数量等因素的影响，产生部分代理节点电量消耗过快的现象，该现象的出现就会影响整个网络的能耗平衡，进而影响网络的续航能力。
[0003]现有的提升网络续航方法主要有两种，第一种就是当代理节点电量耗空时重新组网；第二种方法则为每个代理节点设置一个低电量报警阈值，当代理节点达到阈值时上报给中央节点触发代理变更，寻找新的代理节点。这两种方法都有对应的缺点，前者会造成某时段某些网络业务应为代理节点的中断而无法继续进行，后者则有可能出现某一时段的集中电量报警，从而导致网络代理变更的复杂度急升。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于电池电量检测的延长无线自组网络续航的方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种延长无线自组网络的续航方法，包括以下步骤：
[0007]S1：各个节点上报电量信息，中央节点收集统计；
[0008]S2：多标准决策分析下层耗能最快的代理节点，将其作为目标代理节点；
[0009]S3：设置初始阈值；
[0010]S4：判断所述目标代理节点电量是否大于初始阈值，若大于则进行下一步，反之继续判断；
[0011]S5：选出合适的候选代理节点；
[0012]S6：触发代理变更；
[0013]S7：判断代理节点电量是否小于最低阈值，若小于则停止代理变更，反之则更改阈值并返回步骤S2。
[0014]进一步，步骤S1具体包括以下步骤：
[0015]S11：利用系统内部电量检测模块检测出电量信息；
[0016]S12：将电量信息存储在已有数据帧中；
[0017]S13：通过已有信令数据通道将数据帧发给代理节点；
[0018]S14：代理节点将电量信息数据夹在心跳检测报文发给中央节点；
[0019]S15：中央节点将收集的各节点的电量信息存入节点信息表单中作统计。
[0020]进一步，步骤S2具体包括以下步骤：
[0021]S21：中央节点调取下层代理节点的节点信息；
[0022]S22：读取各代理节点的负载数和业务量数，代入式(1)计算各点权重；
[0023]W
i
＝β
n
·
N
i
+β
m
·
M
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0024]式中，β
n
，β
m
为第i个代理节点下的负载数N
i
和业务量数M
i
的权值，W
i
为第i个代理节点的权重；
[0025]S23：将各个代理节点按照权重值从大到小排列；
[0026]S24：选取权重值最大的代理节点为目标代理节点。
[0027]进一步，步骤S3中所述初始阈值设为总电量的60％，阈值调整间隔设为10％，每经过一次步骤S7后阈值下调10％。
[0028]进一步，步骤S5具体包括以下步骤：
[0029]S51：判断目标代理节点所在层是否存在电量高于其的代理节点，若存在则进行下一步，反之停止代理变更；
[0030]S52：判断符合条件的代理节点数量是否大于1，若大于则进行下一步，反之直接进行代理变更；
[0031]S53：选取距离目标代理节点最近的代理节点作为候选代理节点。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033]本方法中各节点通过合理的利用原有数据帧的空白部分将各自的电量信息存储在其中，再借助已有的信令通道将电量信息上报给中央节点。中央节点会在节点信息列表中开辟出一列空白列存储各节点电量信息，随后通过负载数和业务量分析下层各代理节点，以确定目标代理节点，设置一个电量动态阈值对其进行频繁的代理变更，进而使整个网络电量消耗维持在一个平稳的状态。这样不仅可以避免某个时段重新入网而导致的业务中断，还可以避免集中电量报警而导致的网络代理便更复杂度急升的现象。同时，区别于传统的电量检测中将电池电量百分比作为电量信息上报，本方法中将把个电池的mAh作为电量信息统计，这样就可以有效的避免各节点因电池损耗不同所造成的误差。
[0034]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0036]图1为本专利技术的流程图；
[0037]图2为本专利技术的实施例网络拓扑图；
[0038]图3为本专利技术的实施例流程图。
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种延长无线自组网络的续航方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：各个节点上报电量信息，中央节点收集统计；S2：多标准决策分析下层耗能最快的代理节点，将其作为目标代理节点；S3：设置初始阈值；S4：判断所述目标代理节点电量是否大于初始阈值，若大于则进行下一步，反之继续判断；S5：选出合适的候选代理节点；S6：触发代理变更；S7：判断代理节点电量是否小于最低阈值，若小于则停止代理变更，反之则更改阈值并返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的延长无线自组网络的续航方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：S11：利用系统内部电量检测模块检测出电量信息；S12：将电量信息存储在已有数据帧中；S13：通过已有信令数据通道将数据帧发给代理节点；S14：代理节点将电量信息数据夹在心跳检测报文发给中央节点；S15：中央节点将收集的各节点的电量信息存入节点信息表单中作统计。3.根据权利要求1所述的延长无线自组网络的续航方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：S21：中央节点调取下层代理节点的节点信息；S22：读取各代理节点的负载数和业务量数，代入式(1)计算各点权重；W
i
＝β
n
·

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓，周健，徐文浩，夏军，王琼，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：