【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种工业无线通信系统及方法。
技术介绍
1、对于工业无线通信网络，往往具有大量的终端及覆盖终端的路由器，而这些终端和路由器的数量和位置并非一成不变，通常在生产作业过程中会对终端和路由器的数量和位置进行调整，而这种调整可能会破坏原有网络的稳定性，带来终端未被路由器覆盖的覆盖问题，或者由于路由器重复覆盖，造成多个无线路由器信号共用同一个信道产生的信道干扰问题。同时，现有网络的路由器一般采用全向天线，更容易造成重复覆盖的问题，现有判断是否覆盖的方式存在计算量较大，现有象群优化算法也存在需迭代次数较多的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种工业无线通信系统及方法，以更好地解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、一种工业无线通信系统，包括：
4、由终端、路由器、网关组成的工业无线通信网络，路由器为定向天线无线路由器，定向天线无线路由器通过无线连接方式定向覆盖终端，并通过有线连接方式连接网关；
5、覆盖及干扰检测模块，通过终端、路由器、网关反馈的数据判定当前是否存在覆盖问题或信道干扰问题；
6、路由器规划模块，当干扰检测模块判定存在覆盖问题或信道干扰问题时，通过路由器规划方法对路由器的路由器布置参数进行规划，路由器布置参数包括各个路由器的位置、覆盖半径及偏转角度；
7、提醒模块，当干扰检测模块判定存在覆盖问题或信道干扰问题时，对工作人员进行相应提
8、路由器规划方法具体包括以下步骤：
9、步骤s1，获取工业无线通信网络的终端位置信息,建立工业无线通信网络模型；其中，工业无线通信网络由终端、路由器、网关组成，路由器为定向天线无线路由器，定向天线无线路由器通过无线连接方式定向覆盖终端，并通过有线连接方式连接网关；
10、步骤s2，根据预设的约束条件，以最大化覆盖和最小化干扰为目标，构建适应度函数,根据象群优化算法，获取最优路由器规划参数；
11、其中步骤s1中，定义终端的数量为n，将第i个终端ti的位置表示为(xi,yi)，其中终端编号i＝1,2,…,n；定义规划的路由器的数量为m，将第j个路由器rj的位置表示为(xj,yj)，覆盖半径表示为rj，天线的覆盖角度表示为aj，天线的偏转角度表示为bj，覆盖面积表示为cj，其中路由器编号j＝1,2,…,m；
12、其中步骤s2中的象群优化算法步骤为，
13、步骤s2.1:设置种群数量及最大迭代次数；在满足约束条件的空间内通过随机方式初始化种群；
14、步骤s2.2:通过适应度函数计算每个大象个体的适应度值，将适应度值最低的个体设置为当前最优个体位置；
15、步骤s2.3:根据氏族更新公式更新种群中每个大象个体的位置，根据族长更新公式更新当前最优个体的位置；
16、步骤s2.4:计算更新后的每个大象个体的适应度值，评估种群，得到更新后的最优和最差的大象个体位置；
17、步骤s2.5:根据氏族分离公式更新当前最差的大象个体位置，保留最优的大象个体位置；
18、步骤s2.6:判断是否达到最大迭代次数，若否则返回执行步骤s2.2；若是，则输出当前最优的大象个体位置，其即为最优路由器规划参数。
19、以及一种工业无线通信系统的路由器规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
20、步骤s1，获取工业无线通信网络的终端位置信息,建立工业无线通信网络模型；
21、步骤s2，根据预设的约束条件，以最大化覆盖和最小化干扰为目标，构建适应度函数,根据象群优化算法，获取最优路由器规划参数；
22、其中步骤s1中，定义终端的数量为n，将第i个终端ti的位置表示为(xi,yi)，其中终端编号i＝1,2,…,n；定义规划的路由器的数量为m，将第j个路由器rj的位置表示为(xj,yj)，覆盖半径表示为rj，天线的覆盖角度表示为aj，天线的偏转角度表示为bj，覆盖面积表示为cj，其中路由器编号j＝1,2,…,m；
23、其中步骤s2中的象群优化算法步骤为，
24、步骤s2.1:设置种群数量及最大迭代次数；在满足约束条件的空间内通过随机方式初始化种群；
25、步骤s2.2:通过适应度函数计算每个大象个体的适应度值，将适应度值最低的个体设置为当前最优个体位置；
26、步骤s2.3:根据氏族更新公式更新种群中每个大象个体的位置，根据族长更新公式更新当前最优个体的位置；
27、步骤s2.4:计算更新后的每个大象个体的适应度值，评估种群，得到更新后的最优和最差的大象个体位置；
28、步骤s2.5:根据氏族分离公式更新当前最差的大象个体位置，保留最优的大象个体位置；
29、步骤s2.6:判断是否达到最大迭代次数，若否则返回执行步骤s2.2；若是，则输出当前最优的大象个体位置，其即为最优路由器规划参数。
30、进一步的，步骤s2中预设的约束条件为：每个路由器的覆盖半径rj不大于该路由器的最大覆盖半径rjmax；
31、步骤s2中适应度函数为：λ为反映每个指标的相对重要性的聚合系数，0<λ<1；其中，
32、若终端ti被至少一个路由器覆盖，则pi＝0；否则，此时j为离终端ti最近的路由器编号；
33、
34、若路由器rj不与其他路由器存在重复覆盖区域，则qj＝0；否则，其中ccj表示cj中存在重复覆盖区域的面积。
35、进一步的，通过以下步骤判断终端是否被路由器覆盖，以及路由器间是否存在重复覆盖区域：
36、步骤t1，将无线通信网络区域划分为边长为d的网格；
37、步骤t2，对于每个路由器rj，定义其矩形覆盖区域为由顶点(k1j，k3 j)、(k2 j，k3j)、(k1 j，k4 j)(k2 j，k4 j)构成的矩形网格范围；其中，
38、
39、
40、
41、
42、步骤t3，判断判定点是否被路由器rj覆盖时，若该判定点的位置为(xt,yt)，首先判断判定点的位置(xt,yt)是否未落入该rj的矩形网格范围，若未落入，则判断结果为判定点未被路由器rj覆盖；若落入，则计算(xt-xj)2+(yt-yj)2是否大于若是，则判断结果为判定点未被路由器rj覆盖；若否，则计算等式是否成立，若不成立，则判断结果为判定点未被路由器rj覆盖，否则判断结果为判定点被路由器rj覆盖；
43、步骤t4.1，判断终端ti是否被路由器rj覆盖时，将终端ti的位置(xi,yi)代入步骤t3中的判定点，获得覆盖判断结果；
44、步骤t4.2，判断路由器rj是否与路由器rj’重复覆盖时，首先判断路由器rj与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工业无线通信系统，包括：
2.一种工业无线通信方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，获取工业无线通信网络的终端位置信息,建立工业无线通信网络模型；其中，工业无线通信网络由终端、路由器、网关组成，路由器为定向天线无线路由器，定向天线无线路由器通过无线连接方式定向覆盖终端，并通过有线连接方式连接网关；
3.根据权利要求2所述的工业无线通信方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的工业无线通信方法，其特征在于，通过以下步骤判断终端是否被路由器覆盖，以及路由器间是否存在重复覆盖区域：
5.根据权利要求2所述的工业无线通信方法，其特征在于，在步骤S2.1中在满足约束条件的空间内通过随机方式初始化种群之后，还包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种工业无线通信系统，包括：
2.一种工业无线通信方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，获取工业无线通信网络的终端位置信息,建立工业无线通信网络模型；其中，工业无线通信网络由终端、路由器、网关组成，路由器为定向天线无线路由器，定向天线无线路由器通过无线连接方式定向覆盖终端，并通过有线连接方式连接网关；
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：谭强生，林文斌，
申请(专利权)人：浙江卡巴尔电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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