CN102111298B - 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法 - Google Patents

一种基于信号强度的无线通信树形组网方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102111298B
CN102111298B CN 201110006157 CN201110006157A CN102111298B CN 102111298 B CN102111298 B CN 102111298B CN 201110006157 CN201110006157 CN 201110006157 CN 201110006157 A CN201110006157 A CN 201110006157A CN 102111298 B CN102111298 B CN 102111298B
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
signal strength
networking
network
wireless communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201110006157
Other languages
English (en)
Other versions
CN102111298A (zh
Inventor
潘晓将
贾灵
王薪宇
于海波
沈良
郑淑军
陆忠芳
顾航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lierda Science & Technology Group Co., Ltd.
Original Assignee
LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN 201110006157 priority Critical patent/CN102111298B/zh
Publication of CN102111298A publication Critical patent/CN102111298A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102111298B publication Critical patent/CN102111298B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于信号强度的无线通信树形组网方法,其特征在于:它是以根节点为组网控制中心,以周围节点信号强度作为组网依据的树形组网方法。本发明可以提高无线网络组网时的连接质量,使无线网络更加稳健可靠。

Description

一种基于信号强度的无线通信树形组网方法
技术领域
本发明涉及一种无线通信树形组网方法,特别是一种基于信号强度的无线通信树形组网方法。
背景技术
无线网络是指由大量网络节点用无线通信的方式组成的信息传播网络,它综合了嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等。大量的廉价微型网络节点部署在应用区域内,通过短距离无线通信方式形成一个多跳自组织网络系统,其目的是实现信息的采集传输。该技术在军事、工业、交通、安全、医疗、家庭和办公环境等众多场合有着非常广泛的应用,是目前国内外研究和应用的热点技术之一,也是物联网技术发展的重点核心技术之一。
最近几年国内外发展起来的ZigBee技术,其协议内容太过复杂并且需要支付一定的使用费用,应用成本太高,并没有广泛应用起来。同时国内现有无线抄表系统普遍存在功耗大的问题,部分具有低功耗的无线抄表系统基本为传统星型网络结构,容易受到障碍物、电磁干扰等多方面的影响,可靠性不高。
树形网络以其集中控制的特点简化了系统网络结构,避免了数据通信时的节点随机发送数据的不确定性,并且树形结构有着组织架构清晰便于控制管理等特点使其在网络系统应用中具有相当广的应用场合。与其他类型网络一样树形网络在建立的初期必须经历组网的过程。传统树形网络的自组网过程中仅通过根节点控制指定节点进行扩散搜索拓扑无优化措施,导致网络拓扑结构中节点的连接状况不佳。并且在执行网络扩展时为避免碰撞所使用的随机延时的时分方式在节点较多时存在离散性不够以及无利于网络节点区分等情况,从而造成构建的树形网络不理想。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种基于信号强度的无线通信树形组网方法。它可以提高无线网络组网时的连接质量,使无线网络更加稳健可靠。
本发明的技术方案:一种基于信号强度的无线通信树形组网方法,其特征在于:它是以根节点为组网控制中心,以周围节点信号强度作为组网依据的树形组网方法。
前述的基于信号强度的无线通信树形组网方法中,它是以根节点为组网控制中心,控制周围的支节点进行拓扑组网,并以节点连接时的信号强度值作为网络拓扑依据,按信号强度值从大到小的顺序进行依次拓扑,保证组网时的高连接质量。
前述的基于信号强度的无线通信树形组网方法中,所述方法还包括:在根节点控制支节点进行拓扑扩展时接收到拓扑信号的支节点以接收时的信号强度值大小为防碰撞的依据,分时返回,从而实现低成本高离散度的防碰撞目的。
在树形网络的组网过程和防碰撞过程都引入了接收信号强度值,使网络组建过程有一个具体量化值,方便构建合理的健壮的网络结构。接收信号强度值本身反映的是节点的通信连接情况是一个绝对值。在同一运行情况下,节点的接收信号强度值越大则表示节点与发送节点间的通信连接情况越好。树形网络在实现网络扩展时就应该优先选用通信连接质量好的节点,该类节点就是接收信号强度值大的节点。因而接收信号强度值的引入很好的解决了网络扩展时扩展节点的选择问题。同时在进行网络扩展时存在多点同时向扩展节点发送数据的情况,此时通过接收信号轻度值对回复节点进行时分处理,使通信连接较好的节点先回复,连接情况差的节点后回复,从而合理地躲开众多节点同一时间回复的碰撞的问题,且区分了通信情况好坏的节点,为建立健壮网络提供了更多的保障。
与现有技术相比,本发明所涉及的组网方法更贴近于实际应用。本发明所述组网技术是通过合理利用网络节点组网过程中的信号强度值,使整个网路在组网过程中都循着同一个尺度实现。由于得到通信信号强度值的方式比较容易,一般无线射频芯片硬件就直接提供该值读取,所以大大简化了软件的复杂度,与现有利用繁杂的组网算法实现的组网方式相比有很大的优越性。
附图说明
图1是本发明的实施例工作示意图;
图2是本发明的实施例防碰撞工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种基于信号强度的无线通信树形组网方法,其特征在于:它是以根节点为组网控制中心,以周围节点信号强度作为组网依据的树形组网方法。它是以根节点为组网控制中心,控制周围的支节点进行拓扑组网,并以节点连接时的信号强度值作为网络拓扑依据,按信号强度值从大到小的顺序进行依次拓扑,保证组网时的高连接质量。所述方法还包括:在根节点控制支节点进行拓扑扩展时接收到拓扑信号的支节点以接收时的信号强度值大小为防碰撞的依据,分时返回,从而实现低成本高离散度的防碰撞目的。
图1中根节点广播查找直接相邻节点,图中以根节点A为圆心的通信虚线圆即表示各层的信号强度值,其中圆半径越小则对应信号强度值愈大。图中节点B比节点D接收到的信号强度大,根据信号强度优先的原则,根节点会让节点B去搜索节点E,搜索到节点E后就结束搜索,如果没有搜索到则由节点D继续搜索。如此从搜索节点设备开始就直接强化系统的通信连接结构,使网络构建完成后系统更加稳健可靠。
如图2所示,图中节点A表示当前发送的节点,圆球表示其周围节点,而图中的虚线圆表示发送节点发送时的信号场,虚线圆的半径就表示RSSI值大小。
图中发送节点A在发送时产生的虚线圆所示信号场,等节点A发送完广播数据后,其周围节点便得到一个与其通信的RSSI值(可表示信号强度)同时获取了一个时间同步值。这时各接收节点根据其内部预先设置好的阀值区间选择自己应该发送的时间区域。如图所示在信号场1到3之间的节点处于同一RSSI阀值范围,此时他们会在时区1内发送数据,在信号场3到6之间的节点也处于同一RSSI阀值范围,此时他们会在时区2内发送数据,依次类推实现所有节点的时区划分。一般可使每个时区内的节点个数在10个以内。这样便大大降低了再同一时间内存在多个节点同时发送数据导致碰撞的可能。
对于在同一个时区的节点可以根据RSSI值为数据源的简单伪随机算法+发送前信道RSSI检查的方式轻松的实现躲避碰撞。将同一个时区内又分成10个时隙,每个时隙为一个节点通信的时间,每个节点在各自的时区内通过RSSI值和伪随机算法计算得到一个随机值,随机值的大小决定其为该10个时隙中的哪一个。在时隙时间到达后节点先检测当前信道的RSSI值,看是否有节点在发送,如果没有则进行发送如果有则等待空闲再发送。该方式中的伪随机算法可以是简单的加减法,由于设备个数很少而且还有RSSI的区分,因此不难产生该随机值,从而有效躲避相同RSSI值下的碰撞。

Claims (2)

1.一种基于信号强度的无线通信树形组网方法,其特征在于:它是以根节点为组网控制中心,控制周围的支节点进行拓扑组网,并以节点BD连接时的信号强度值作为网络拓扑依据,按信号强度值从大到小的顺序进行依次拓扑,保证组网时的高连接质量;其具体组网方法为,根节点A广播查找直接相邻节点,查找到相邻节点B和D后,由于节点B比节点D接收到的信号强度大,根据信号强度优先的原则,根节点会让节点B去搜索节点E,搜索到节点E后就结束搜索,如果没有搜索到则由节点D继续搜索。
2.根据权利要求1所述的基于信号强度的无线通信树形组网方法,其特征在于,所述方法还包括:在根节点控制支节点进行拓扑扩展时接收到拓扑信号的支节点以接收时的信号强度值大小为防碰撞的依据,分时返回,从而实现低成本高离散度的防碰撞目的。
CN 201110006157 2011-01-13 2011-01-13 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法 Active CN102111298B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006157 CN102111298B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110006157 CN102111298B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102111298A CN102111298A (zh) 2011-06-29
CN102111298B true CN102111298B (zh) 2013-06-19

Family

ID=44175332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110006157 Active CN102111298B (zh) 2011-01-13 2011-01-13 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102111298B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI558242B (zh) * 2015-05-13 2016-11-11 Gemtek Technology Co Ltd The multicast message sending method, the transmitting system and the electronic apparatus can read the storage medium

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107770832B (zh) * 2017-10-11 2021-02-19 崔吉洲 具有抗干扰性能无线中继自组网方法
CN111107568B (zh) * 2018-10-25 2022-09-27 成都鼎桥通信技术有限公司 多跳中继的分布式组网方法、系统、设备和存储介质
CN111065076B (zh) * 2019-12-25 2021-04-20 郭晋华 一种应用于新一代信息技术基于信号强度阈值的m2m物联网改进通信方法、设备和系统
CN111510471A (zh) * 2019-12-31 2020-08-07 青岛乾程科技股份有限公司 一种居民用电抄表网络的lora自组网方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741669A (zh) * 2008-11-18 2010-06-16 联想(北京)有限公司 一种链式无线网络的组建方法及网络节点

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8228912B2 (en) * 2009-04-30 2012-07-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Selecting wireless mesh node locations

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741669A (zh) * 2008-11-18 2010-06-16 联想(北京)有限公司 一种链式无线网络的组建方法及网络节点

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
应用于多Agent 系统的无线传感器网络设计与实现;柳海龙等;《Proceedings of the 8th World Congress on Intelligent Control and Automation, Jinan, China》;20100709;5968-5972 *
柳海龙等.应用于多Agent 系统的无线传感器网络设计与实现.《Proceedings of the 8th World Congress on Intelligent Control and Automation, Jinan, China》.2010,

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI558242B (zh) * 2015-05-13 2016-11-11 Gemtek Technology Co Ltd The multicast message sending method, the transmitting system and the electronic apparatus can read the storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
CN102111298A (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2670279C1 (ru) Способ, выполняемый беспроводным устройством, беспроводное устройство и компьютерное устройство (варианты)
CN102111298B (zh) 一种基于信号强度的无线通信树形组网方法
CN102546059B (zh) 认知自组织网络中基于无监督聚类的分布式合作频谱感知方法
Abad et al. Modify LEACH algorithm for wireless sensor network
CN103179696B (zh) 智能电网中基于认知无线电的通信网系统和组网方法
CN106899991A (zh) 基于多机器人和高斯信号模型的自适应最优自组网方法
CN104734372A (zh) WRSNs中联合地理位置路由的能量自适应充电方法
CN106686607B (zh) 一种通信网络、业务接入方法及相关装置
CN103369578B (zh) 无线自组织网络环境下的群组生成与维护方法
CN109150712A (zh) 电力线载波与无线融合通信的组网方法及系统
CN105050095B (zh) 一种基于能量预测的异构无线传感网的拓扑构建方法
Liu et al. Neighbor discovery algorithms in directional antenna based synchronous and asynchronous wireless ad hoc networks
CN107690168B (zh) 一种可扩展的无线传感器网络组网方法
CN102238697A (zh) 一种加入无线传感网络的方法和装置
CN105873007B (zh) 可切换波束天线的无线自组织网络邻节点发现方法
CN109121096A (zh) 用于确定网状网络中的广播节点的方法和装置
CN108366438B (zh) 大规模自组织无线通信的生成簇组网方法和生成簇网络
CN102104522A (zh) 面向信息--物理融合系统的实时通信优化方法及设备
Kim et al. A fast joining scheme based on channel quality for IEEE802. 15.4 e TSCH in severe interference environment
CN105634554A (zh) 载波通信组网方法、节点及系统
CN104994508A (zh) 一种认知无线mesh网络资源分配及路由方法
CN103491509B (zh) 一种微功率无线通信节点和一种微功率无线通信网络
Liu et al. Approximation algorithms for minimum latency data aggregation in wireless sensor networks with directional antenna
CN104053207A (zh) 一种无线传感器网络空间查询方法
Amin et al. Energy-efficient clustering scheme for multihop wireless sensor network (ECMS)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: LIERDA TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD.

CP03 Change of name, title or address

Address after: 310011 Gongshu District, Hangzhou Province, harmony Road, building A, room 1201, room, 18

Patentee after: Lierda Science & Technology Group Co., Ltd.

Address before: Lilda science and Technology Building No. 425 Hangzhou City, Zhejiang province Gongshu District Dengyun road 310011

Patentee before: Lierda Science and Technology Co., Ltd.