CN104469790B - 链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，包括：a.将无线传感器节点串联，使所述传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构；b.获取无线传感器链状网络参数；c.计算无线传感器节点最大布置距离Lmax；d.根据无线传感器节点网络参数和最大布置距离Lmax，布置无线传感器节点，使无线传感器节点的布置距离不超过无线传感器节点最大布置距离Lmax。本发明针对无线链状网络，能够有效提高无线链状网络的稳定性，填补了国内无线链状网络研究的空白，为无线链状网络在管状等环境中的应用提供了方法，保证了无线链状网络传输的可靠性。

Description

链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法
技术领域
本发明涉及煤矿及通信领域，尤其涉及链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法。
背景技术
随着科技的进步，在煤矿企业中，无线传感器网络应用于矿井巷道、隧道等管状结构的受限空间内的情况越来越普遍，在现有的无线传感器网络中，其结构多是星形或树形网络，虽然现有技术中对相关的网络稳定性研究比较多，但目前针对纯粹的一个无线网关和几十个无线传感器组成的无线链状网络尚没有提高稳定传输可靠性的技术方法，也没有相关的方法来指导煤矿企业进行无线传感器的布点施工。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，用于解决链状无线网络现场应用稳定可靠传输。
本发明提供的一种链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，包括：
a.将无线传感器节点串联，使所述传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构；
b.获取无线网关能够管理的无线传感器节点的最大数量Nmax、无线传感器节点间的标准有效传输距离L1以及无线传感器节点路由级数Nroute；
c.计算无线传感器节点最大布置距离Lmax，
d.根据无线传感器网络参数和节点最大布置距离Lmax，布置无线传感器节点，使无线传感器节点的布置距离不超过无线传感器节点最大布置距离Lmax。
进一步，所述无线传感器节点最大布置距离Lmax的计算方法为：
若Nroute≤Nmax/2，则Lmax＝Nroute×L1；
若Nroute＞Nmax/2，则Lmax＝Nmax×L1/2。
进一步，所述无线传感器链状网络中，任意一段无线传感器节点间的标准有效传输距离L1范围内，至少有三个无线传感器节点分布。
进一步，所述无线传感器节点的数量至少为3个，但不超过Nmax个。
本发明的有益效果：本发明针对纯粹的由一个无线网关和几十个无线传感器组成的无线链状网络，能够有效提高无线链状网络的稳定性，填补了国内无线链状网络研究的空白，为无线链状网络在管状等环境中的应用提供了方法，保证了无线链状网络传输的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的原理流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的原理流程示意图。
如图1、2所示，本实施例的方法包括
a.将无线传感器节点串联，使所述传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构；
b.获取无线传感器链状网络参数；
c.计算无线传感器节点最大布置距离Lmax；
d.根据无线传感器节点网络参数和最大布置距离Lmax，布置无线传感器节点，使无线传感器节点的布置距离不超过无线传感器节点最大布置距离Lmax。
本实施例中，步骤b所述无线传感器链状网络参数为无线网关能够管理的无线传感器节点的最大数量Nmax、无线传感器节点间的标准有效传输距离L1以及无线传感器节点路由级数Nroute。
本实施例中，无线传感器节点最大布置距离Lmax的计算方法为：
若Nroute≤Nmax/2，则Lmax＝Nroute×L1 式(1)
若Nroute＞Nmax/2，则Lmax＝Nmax×L1/2 式(2)
本实施例中，无线传感器链状网络中，任意一段无线传感器节点间的标准有效传输距离L1范围内，至少有三个无线传感器节点分布。
本实施例中，无线传感器节点的数量至少为3个，但不超过Nmax个。
本实施例中，无线传感器链状网络包括一个无线网关和至少3个无线传感器节点，该网络布置于矿井巷道、隧道等管状结构的受限空间内，多个无线传感器节点串联成链状结构，沿管状空间的走向排列。
在本实施例中，将无线传感器节点串联，使传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构，其中，无线网关能够管理无线传感器节点的最大数量为Nmax，控制无线传感器网络中无线传感器节点的数量不大于Nmax；无线传感器节点可以接收网络数据，也可以发送自身及网络数据，即无线传感器节点具有无线路由的功能，其路由级数为Nroute；无线传感器节点间的标准有效传输距离为L1，在链状网络任意一段距离L1内，至少有3个及以上的无线传感器节点分布；该链状网络稳定可靠传输的最大布置距离不超过Lmax，
如图1所示，在链状网络任意一段距离L1内，至少有3个及以上的无线传感器节点分布，所以传感器节点间平均最大布置间隔为L1/2，则网络最大布置距离Lmax，由路由级数计算为Nroute×L1，由节点最大数量计算为Nmax×L1/2。因为该链状网络稳定可靠传输的最大布置距离必须满足路由级数和节点最大数量两种距离算法，所以Lmax取决于Nroute×L1或Nmax×L1/2中的较小值，因此得出不同条件下公式1和公式2两种计算方法。
下面用两个具体数值的实施例进行详细说明：
实施例一：
将无线传感器节点串联，使传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构，其中，无线网关能够管理无线传感器节点的最大数量为100，控制无线传感器网络中无线传感器节点的数量不大于100，无线传感器节点可以接收网络数据，也可以发送自身及网络数据，即无线传感器节点具有无线路由的功能，其路由级数为32级；无线传感器节点间的标准有效传输距离为100米，在链状网络任意100米内，至少有3个及以上的无线传感器节点分布；
本实施例中，由于路由级数Nroute＝32，无线网关能够管理无线传感器节点的最大数量为Nmax＝100，满足Nroute≤Nmax/2。
因此，利用式(1)计算最大布置距离Lmax：
Lmax＝32×100，即Lmax＝3200米
实施例二：
将无线传感器节点串联，使传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构，其中，无线网关能够管理无线传感器节点的最大数量为60，控制无线传感器网络中无线传感器节点的数量不大于60，无线传感器节点可以接收网络数据，也可以发送自身及网络数据，即无线传感器节点具有无线路由的功能，其路由级数为32级；无线传感器节点间的标准有效传输距离为100米，在链状网络任意100米内，至少有3个及以上的无线传感器节点分布；
本实施例中，由于路由级数Nroute＝32，无线网关能够管理无线传感器节点的最大数量为Nmax＝60，满足Nroute＞Nmax/2。
因此，利用式(2)计算最大布置距离Lmax：
Lmax＝60×100/2，即Lmax＝3000米
本发明针对纯粹的由一个无线网关和几十个无线传感器组成的单一无线链状网络，以冗余理论为研究基础，结合无线网络的路由技术和节点容量，以及无线发射距离等参数的的关系，获取链状无线传感器网络中的可靠传输的最大布置距离，大大提高了无线链状网络的稳定性，对矿井巷道、隧道等管状结构的受限空间内，多个无线传感器节点串联成链状结构，沿管状空间的走向排列布置方法提供了指导。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，其特征在于：包括：
a.将无线传感器节点串联，使所述传感器节点与无线网关形成无线传感器链状网络结构；
b.获取无线传感器链状网络参数；
c.计算无线传感器节点之间的最大布置距离Lmax；
d.根据无线传感器节点网络参数和最大布置距离Lmax，布置无线传感器节点，使无线传感器节点的布置距离不超过无线传感器节点最大布置距离Lmax；
其特征在于：步骤b所述无线传感器链状网络参数为无线网关能够管理的无线传感器节点的最大数量Nmax、无线传感器节点间的标准有效传输距离L1以及无线传感器节点路由级数Nroute；
所述无线传感器节点最大布置距离Lmax的计算方法为：
若Nroute≤Nmax/2，则Lmax＝Nroute×L1；
若Nroute＞Nmax/2，则Lmax＝Nmax×L1/2。
2.根据权利要求1所述链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，其特征在于：所述无线传感器链状网络中，任意一段无线传感器节点间的标准有效传输距离L1范围内，至少有三个无线传感器节点分布。
3.根据权利要求2所述链状无线传感器网络中提高链路传输可靠性的节点布置方法，其特征在于：所述无线传感器节点的数量至少为3个，但不超过Nmax个。
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