【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业无线网络，特别涉及一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统及方法。
技术介绍
1、工业无线网络在工厂自动化、工厂监控以及数据收集系统等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景。在工业无线网络中，实时性和可靠性对数据传输非常重要，如果数据不能在截止时间内被正确接收，可能会影响工业生产。为了满足这些需求，同步传输的概念被引入，以提高系统对外部干扰和网络拓扑变化的弹性。同步传输的协议利用建设性干扰和捕获效应来实现快速全网泛洪，以较高的可靠性到达所有节点。同时，高精度的时间同步保证了每个接收到数据包的节点都能同时转发数据包，以减少破坏性干扰。
2、数据收集中并非每个节点都需要参与每一次全网的数据泛洪传输，过多的冗余节点导致大量无用的无线电浪费，在工业应用中加大了成本消耗。基于此，本专利技术基于工业无线网络中的同步传输
，提出了一种新的调度策略，其将网络分成几个区域，并确定每个区域的代理节点；每个区域切换到不同信道由代理节点同时收集区域内的数据，收集完毕后再将数据聚合逐个转发给网关节点。通过分区域的方式，数据传输不用泛洪至整个网络。此外，各个区域在通信阶段切换到专属的信道，加快了数据的传输。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统及方法，本专利技术将网络被划分为几个区域，因此数据包不需要泛洪至整个网络，减小了网络的能耗，同时减少了设备运行的成本。本专利技术不同区域在专属信道数据传输的方式使数据可
2、为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，包括：
4、网络同步模块，用于将整个网络的节点进行时间同步；
5、代理节点确定模块，用于确定每个区域的代理节点，根据代理节点确定顺序分配每个区域的专属信道和代理节点的全局数据时隙；
6、区域成员确定模块，用于将网络划分为几个区域；
7、区域成员协商模块，用于每个区域的节点协商获得区域内数据时隙，使数据传输不会冲突；
8、数据传输模块，用于将区域内数据时隙各区域切换到不同的信道上，由代理节点收集区域内的数据，并在全局时隙将区域内数据整合后依次发送给网关节点；
9、稳定传输模块，用于网络稳定后，减少划分区域的操作，注重数据的传输。
10、进一步的，所述网络同步模块中，网关节点发送同步包泛洪至整个网络，节点与之同步并得到网络跳数和时隙帧结构。
11、进一步的，所述代理节点确定模块中，一跳节点同时向网关节点发出代理节点请求，网关节点接收并回复一个接收到的节点号和区域号rssn，代理节点确认是自身节点号后不再继续发送请求。网关节点发布的信道有16个，信道id为11-26。节点分配的专属信道为：
12、channel＝clist[rssn]
13、其中，channel表示代理节点的专属信道，clist问为信道序列数组，rssn为成为代理节点的区域号。
14、进一步的，所述代理节点确定模块中，代理节点在全局时隙中的顺序为：
15、gs＝rssn
16、其中，gs表示代理节点在全局时隙的顺序，rssn为成为代理节点的区域号。
17、进一步的，所述区域成员确定模块为每个节点确定所属区域，代理节点发出一个含区域号和专属信道的信号，其他节点通过捕获效应接收到信号最强的信号，根据区域号和专属信号确定自身区域。
18、进一步的，所述区域成员协商模块为每个节点确定区域内数据时隙，区域内成员获取区域内成员的节点号和数量ni，将节点号进行排序得到自身位次，为此决定数据内时隙。区域内成员发送数据的数据时隙号为：
19、sr＝in
20、其中，sr表示区域内成员发送数据的区域内数据时隙号，in表示节点在区域内的节点号大小排序。
21、进一步的，所述数据传输模块中，分为区域内数据时隙和全局时隙，区域内数据时隙数量由成员最多的区域决定，各区域成员数量为ni，数量最多的记为每个区域的成员数量会不一样，为减少能耗，在数据内传输时隙只使用ni个时隙传输数据，每个区域同时在不同信道上进行数据收集。
22、进一步的，所述数据传输模块中，代理节点发送数据的数据时隙号为：
23、
24、其中，sg表示代理节点数据传输时发送数据的时隙号，gs表示代理节点在全局时隙的顺序，表示区域的最大成员数量。
25、进一步的，所述稳定传输模块设定了网络在稳定后不再进行频繁区域划分的机制，减少网络不必要的能耗；数据时隙的周期为：
26、tp＝ipi
27、其中，tp表示数据时隙周期，ipi表示数据包产生的间隔。划分区域的周期为：
28、ts＝m×tp＝m×ipi
29、其中，ts表示划分区域操作的周期，m表示调节划分区域操作频率的值。
30、本专利技术还提供了一种工业无线网络的同步传输分区域调度方法，基于上述系统，包括如下步骤：
31、s1.将整个网络的节点进行时间同步；
32、s2.确定每个区域的代理节点，根据代理节点确定顺序分配每个区域的专属信道和代理节点的全局数据时隙；
33、s3.将网络划分为几个区域；
34、s4.每个区域的节点协商获得区域内数据时隙，使数据传输不会冲突；
35、s5.将区域内数据时隙各区域切换到不同的信道上，由代理节点收集区域内的数据，并在全局时隙将区域内数据整合后依次发送给网关节点；
36、s6.网络稳定后，减少划分区域的操作，注重数据的传输。
37、与现有技术相比，本专利技术在同步传输的基础上设计调度策略确保数据的确定性和可靠性；本专利技术提出了一种分区域调度模式，通过周期性的划分区域和区域内数据传输，确保节点在发送时隙不发生冲突，保证了数据传输的确定性和可靠性；通过区域内数据传输减小数据包泛洪的范围，减少了网络的能耗；本专利技术还为每个区域分配专属信道，实现各区域的并行通信，保证了网络的实时性。
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1.一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述网络同步模块中，网关节点发送同步包泛洪至整个网络，节点与所述的网关节点同步并得到网络跳数和时隙帧结构。
3.根据权利要求2所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述代理节点确定模块中，一跳节点同时向网关节点发出代理节点请求，网关节点接收并回复一个接收到的节点号和区域号RSSn，代理节点确认是自身节点号后不再继续发送请求；节点分配的专属信道为：
4.根据权利要求3所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述代理节点确定模块中，代理节点在全局时隙中的顺序为：
5.根据权利要求4所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述区域成员确定模块为每个节点确定所属区域，代理节点发出一个含区域号和专属信道的信号，其他节点通过捕获效应接收到信号最强的信号，根据区域号和专属信号确定自身区域。
6.根据权利要求5所述的一种工业无
7.根据权利要求6所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述数据传输模块中，数据时隙分为区域内数据时隙和全局时隙，区域内数据时隙数量由成员最多的区域决定，各区域成员数量为Ni，数量最多的记为Nimax；每个区域的成员数量不同，在数据内传输时隙只使用Ni个时隙传输数据，每个区域同时在不同信道上进行数据收集。
8.根据权利要求7所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述数据传输模块中，代理节点发送数据的数据时隙号为：
9.根据权利要求8所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述稳定传输模块中，数据时隙的周期为：
10.一种工业无线网络的同步传输分区域调度方法，用于执行权利要求1-9任一项所述的系统，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述网络同步模块中，网关节点发送同步包泛洪至整个网络，节点与所述的网关节点同步并得到网络跳数和时隙帧结构。
3.根据权利要求2所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述代理节点确定模块中，一跳节点同时向网关节点发出代理节点请求，网关节点接收并回复一个接收到的节点号和区域号rssn，代理节点确认是自身节点号后不再继续发送请求；节点分配的专属信道为：
4.根据权利要求3所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述代理节点确定模块中，代理节点在全局时隙中的顺序为：
5.根据权利要求4所述的一种工业无线网络的同步传输分区域调度系统，其特征在于，所述区域成员确定模块为每个节点确定所属区域，代理节点发出一个含区域号和专属信道的信号，其他节点通过捕获效应接收到信号最强的信号，根据区域号和专属信号确定自身区域。
6.根据权利要求5所...
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