CN102164393A

CN102164393A - 一种无线传感器网络的物理层地址定义方法

Info

Publication number: CN102164393A
Application number: CN2011100582780A
Authority: CN
Inventors: 王斌; 沈生良; 万叶华; 吴伟雄; 尹云辉; 赵云
Original assignee: Zhejiang Shenghui Lighting Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Shenghui Lighting Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-08-24

Abstract

本发明公开了一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，将建筑物房间用网络节点模型来表示，每个房间为一个网络节点，并且每个房间有其唯一的坐标，每个网络节点的物理层地址与相应房间的坐标一致。本发明的网络节点模型楼宇建筑物中的每个房间都有无线设备，房间简化为三维的立方体网格节点，每个立方体网格的大小相同，且每个立方体网格都有其唯一的坐标；无线设备的物理层地址与无线设备所处房间的三维坐标一致，使每个房间的无线设备均知道自己或其他房间的无线设备所处的具体位置，在有限的无线传输距离的条件下，动态计算中继点，可以方便的找到下一跳，实现信息传输。

Description

一种无线传感器网络的物理层地址定义方法

技术领域

本发明涉及智能楼宇无线网络通讯领域，特别涉及一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，以简化无线路由的传输路径计算。

背景技术

随着科学技术的不断进步，新技术不断应用在智能楼宇领域。物联网技术就是其中之一。物联网(The Internet of things)的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。5A智能大厦(Intelligent Building，缩写IB)，楼宇自动化(BA)、通讯自动化(CA)和办公自动化(OA)、消防自动化系统(FA)、信息管理自动化系统(MA)。

人们为了改变生活环境，使生活变得更加美好，因此发明了各种各样的产品。从第一块石头的应用，到现在智能产品普及，都是生活灵感的产物。不怕做不到，就怕想不到，智能产品应用，已经涉及到生活中的方方面面。智能建筑是现代高新技术的结晶，是建筑艺术与信息技术相结合的产物。随着计算机技术应用的普及，通信技术，控制技术，网络技术的不断发展，建筑物内的所有公共设施都可以采用“智能”系统来提高大楼的服务能力。智能化建筑是由智能化建筑环境内系统集成中心，它通过大厦结构化综合布线系统(PDS)与各种信息终端，如通信终端和各种传感器连接“感知”大厦内各个空间的“信息”，并通过计算机处理给出相应的对策，再通过通信终端或控制终端给出相应的反应，使大楼“智能”化。

基于3G无线传输的智能大厦物联网，是指在利用3G无线传输技术，将智能大厦进一步升级，实现物联网应用，包括：物联网家居，物联网大厦，物联网安防，物联网管理等。

现有的物理层地址定义只是从设备辨识的唯一性出发进行定义，如IEEE802.3物理层，MAC地址是按照不同的生产厂是分配的。这种定义方法通常忽略的节点安装时，节点与节点之间空间位置距离上的关系。因而对于无线网络还需要复杂的算法来计算节点之间的位置关系；比如，现有的网络节点并不知道自己所处的具体位置，也不知道自己所处的房间是哪个，当节点之间进行通信时，首先，一节点进行广播，在有限的无线传输距离的条件下，呼叫离自己最近的节点，当收到回应后，将数据包发给离自己最近的这个节点，收到数据包的中继节点重复上述过程，周而复始的将数据包传给离自己最近的节点，直到目标节点。

因此，尤其是在楼宇中采用低功率无线通讯时，由于节点与节点间的发射功率有限，当节点相距较远时，就必须使用多跳的通讯方式；而在多跳的通讯方式中，下一跳的计算与节点之间的位置相关，通讯过程比较缓慢，需要花费较多时间，系统也不稳定。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中的不足，提供了一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，使得无线网络的物理层地址与节点所处位置的三维坐标一致，在有限无线传输距离的条件下，动态计算中继点实现信息传输，可以方便的找到下一跳的节点，从而简化了无线传感器网络路由算法，提高系统的可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，将建筑物房间用网络节点模型来表示，每个房间为一个网络节点，并且每个房间有其唯一的坐标，每个网络节点的物理层地址与相应房间的坐标一致。

作为优选，将建筑物房间按照网络节点模型建立一个三维的建筑坐标，每个房间形成一个立方体网格，每个房间的坐标表示为XYZ，XYZ三个参数分别表示房间的横向行数、纵向排数、楼层数，建筑物最底层边角处的房间为原点坐标。

采用了上述技术方案的本发明的原理及有益效果是：

本发明的网络节点模型楼宇建筑物中的每个房间都有无线设备，房间简化为三维的立方体网格节点，每个立方体网格的大小相同，且每个立方体网格都有其唯一的坐标；无线设备的物理层地址与无线设备所处房间的三维坐标一致，使每个房间的无线设备均知道自己或其他房间的无线设备所处的具体位置，在有限的无线传输距离的条件下，动态计算中继点，可以方便的找到下一跳，实现信息传输。

附图说明

图1为本发明建筑楼宇地址坐标的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例1：如图1所示，将一栋建筑物房间按照网络节点模型建立一个三维的建筑坐标，每个房间形成一个立方体网格，每个房间的坐标表示为XYZ，XYZ三个参数分别表示房间的横向行数、纵向排数、楼层数，该建筑物没有负坐标，建筑物最底层边角处的房间为原点坐标，若该建筑物有地下室，则地下室的Z坐标为0。

例如，有一个办公楼为10层，每层2排房子，每排房子30间。假设A设备在第3层第1排，第6间房子，那么A的地址则为(X：6，Y：1，Z：3)，B设备在第8层第2排，第13间房子，那么B的地址则为(X：13，Y：2，Z：8)。若A要向B发送信息，在其有效通讯距离知道的情况下，则直接可以计算出下一个中继节点的地址，直到将数据发送给B设备。

假设无线信号可靠的通讯范围是垂直方向可以穿越3层，水平方向可以穿越4层。在层方向传输优先的情况下传输路线为：

A(X：6，Y：1，Z：3)->中继点1(X：6，Y：1，Z：6)->中继点2(X：6，Y：1，Z：8)->中继点3(X：10，Y：1，Z：8)->B(X：13，Y：1，Z：8)

A设备按照层优先原则，现计算是否能直接传到该层，如果传不到，则向B方向层加3，传输到中继点1(X：6，Y：1，Z：6)。中继点1也同样处理，直到传到B的同层节点中继点2，中继点2的层条件满足，再水平传输，直到达到B点。

实施例2：在一个地区有多栋办公楼，那么楼宇房间的坐标定义为DXYZ，各参数含义如下表所示：

名称	位数	范围	含义
				D	6	0-64	楼的栋数
Y	2	0-3	每层房间列坐标
				Z	8	0-255	楼层坐标
X	8	0-255	每层房间行坐标

单播/组播/广播

单播地址：单播为点对点的传输，使用本申请定义的地址；

组播地址：Y＝0，表示同层；

广播地址：Y＝0，X＝0，Z＝0，表示一栋。

有一个办公楼为10层，每层2排房子，每排房子30间，其编号为14栋。假设A设备在第3层第1排，第6间房子，那么A的地址则为(D：14，X：6，Y：1，Z：3)，B设备在第8层第2排，第13间房子，那么B的地址则为(D：14，X：13，Y：2，Z：8)。若A要向B发送信息，在其有效通讯距离知道的情况下，则直接可以计算出下一个中继节点的地址，传输方法与实施例1相同。

Claims

1.一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，其特征是：将建筑物房间用网络节点模型来表示，每个房间为一个网络节点，并且每个房间有其唯一的坐标，每个网络节点的物理层地址与相应房间的坐标一致。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的物理层地址定义方法，其特征在于：将建筑物房间按照网络节点模型建立一个三维的建筑坐标，每个房间形成一个立方体网格，每个房间的坐标表示为XYZ，XYZ三个参数分别表示房间的横向行数、纵向排数、楼层数，建筑物最底层边角处的房间为原点坐标。