CN112153682A

CN112153682A - 一种无线局域网的网络自动优化方法

Info

Publication number: CN112153682A
Application number: CN202011017956.4A
Authority: CN
Inventors: 刘强; 陈方华; 曾兴
Original assignee: Chongqing Intelligence Water Co ltd
Current assignee: Chongqing Intelligence Water Co ltd
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2040-09-24
Also published as: CN112153682B

Abstract

本发明公开一种无线局域网的网络自动优化方法，针对某一区域内有多个无线网关，并且分别与一定数量的终端组网工作且终端与网关保持时间同步的情况下，所述方法是：每天所有网关分别在特定时间内在非组网工作频点上发送广播数据帧；终端在相应的时间内在非组网工作频点上接收广播数据帧，读取接收信号强度；如果此信号强度大于原已组网的网关的信号强度，并大于阀值，则尝试加入此信号强度对应的网关，如果加入成功，则与此网关组网工作；如果小于阀值或者加入失败，则仍与原已组网网关组网工作。本发明能自动在特定时间段优化网络，解决终端与网关间的通信信号强度因环境等其他因素导致信号变弱的问题。

Description

一种无线局域网的网络自动优化方法

技术领域

本发明属于物联网无线通讯领域，涉及无线自组网通讯系统技术，具体为网络自动优化方法。

背景技术

无线网络已经广泛应用于物联网领域，其中很多都采用自组网工作形式。在组建无线网络后，终端与网关间的通信信号强度会因为环境等其他因素导致信号变弱，终端无法工作在最优的网络。因此有必要开发一种无线局域网的网络自动优化方法，让终端可以选择信号更好的网关进行通信。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线局域网的网络自动优化方法，当无线网关与终端组建网络后，系统能自动在特定时间段优化网络，以解决终端与网关间的通信信号强度因环境等其他因素导致信号变弱的问题。

本发明的技术方案如下：

一种无线局域网的网络自动优化方法，所述方法针对环境是：区域内有m个网关，不同无线网关与终端组成的网络工作在不同的组网频点，可用组网频点一共有n个的情况，其中m≥2，n≥2；区域内所有无线网关分别与一定数量的终端组网并正常工作，网关与终端始终保持时间同步，终端与网关分别在不同的可用组网频点正常通信交互数据帧。

本发明所述的方法包括以下步骤：

步骤1、网关设置频点0为工作频点，并保存之前的组网频点i，i>0；同时终端设置频点0为工作频点，并保存之前的组网频点。

步骤2、每天所有网关分别在每天某一时间段内在非组网工作频点上发送广播数据帧；这个时间段为任意时间段，时间长度根据网关数量与终端数量而定。

步骤3、终端在相应的时间内在非组网工作频点上接收广播数据帧，读取接收信号强度。

步骤4、计算接收信号强度最大值与终端的原组网频点的差值。

步骤5、如果接收信号强度大于原已组网的网关的信号强度，并大于阀值，则尝试加入此信号强度对应的网关，如果加入成功，则与此网关组网工作；如果小于阀值或者加入失败，则仍与原已组网网关组网工作。

具体地，步骤1中，网关每天设在某一时间段T0~T1，网络处于空闲状态（网关与终端无数据帧交换），那么在T0时刻区域内的所有网关与终端均把工作频点设为非组网频点0并存储之前各自的组网频点，并将T0~T1这段时间划分为n个相等的时隙，每个时隙时间长度为ΔT，n*ΔT = T1-T0。

具体地，步骤2是设区域内某一网关的组网频点为i（i>0），那么该网关将在[T0+(i-1)*ΔT]时刻在非组网频点0上发送广播数据帧，广播覆盖时长ΔT，数据帧内包含其组网频点i等相关信息，完成广播后将工作频点恢复到组网频点i：区域内每天所有网关都按此进行。

具体地，步骤3是，设k初值1，区域内终端在[T0+(k-1)*ΔT]时刻开始侦测网关下发的数据帧，一直到（T0+k*ΔT）时刻，侦测完成后，k = k+1，循环n次。即区域内终端在T0开始侦测网关数据帧，如果终端在T0到T0+ΔT之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI1，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为1的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为1的网关通信；如果终端在（T0+ΔT）到（T0+2*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI2，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为2的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为2的网关通信；如果终端在（T0+2*ΔT）到（T0+3*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI3，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为3的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为3的网关通信；如果终端在（T0+n*ΔT）到（T0+n*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSIn，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为n的网关发送，如果未接到收数据帧，表示该终端无法与组网频点为n的网关通信；

具体地，步骤5是由终端记录接收信号强度RSSI1,RSSI2,RSSI3......RSSIn。计算最大值RSSI_MAX与终端的原组网频点的RSSI的差值ΔRSSI；

具体地，步骤6中，如果差值ΔRSSI大于预设阈值，则终端向最大RSSRI所对应的网关发送入网请求，如果得到入网许可，则终端工作在新的网关下；如果未得到入网许可，则仍工作在原有已组网网关下；如果差值ΔRSSI小于阀值，则仍工作在原有已组网网关下。

本发明通过采用以上技术方案，能自动在特定时间段优化网络，解决终端与网关间的通信信号强度因环境等其他因素导致信号变弱的问题。具体可以实现一个区域内的网关和终端在某一特定时段都会自动优化网络，无需某个网关或者终端请求；而且只会优化某一个或者某一部分信号终端到更好的网络，不会将某一频点的终端全部切换到新的频点；同时在网关的频点不变的情况下，终端可以根据需要改变工作频点，即一个终端从一个网关跳到另外一个网关，由此维持终端始终工作在信号较好的网关下。

附图说明

图1为本发明的网关流程图；

图2为本发明的终端流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的说明。

本发明是设在某一区域内有多个无线网关，并且分别与一定数量的终端组网工作且终端与网关保持时间同步；无线网关和终端都有两个工作频点：不同的组网工作频点和相同的出厂默认非组网工作频点。本发明的总体逻辑是：每天所有网关分别在特定时间内在非组网工作频点上发送广播数据帧；终端在相应的时间内在非组网工作频点上接收广播数据帧，读取接收信号强度；如果此信号强度大于原已组网的网关的信号强度，并大于阀值，则尝试加入此信号强度对应的网关，如果加入成功，则与此网关组网工作；如果小于阀值或者加入失败，则仍与原已组网网关组网工作。

本实施例中，假设系统内有m（m≥2）个网关，不同网关与终端组成的网络工作在不同的组网频点，可用组网频点一共有n（n≥2）个。

区域内所有无线网关分别与一定数量的终端组网并正常工作，网关与终端始终保持时间同步。终端与网关分别在不同的可用组网频点正常通信交互数据帧。

无线网关和终端都有两个工作频点：不同的组网工作频点和相同的出厂默认非组网工作频点。

参见图1和图2，无线局域网的网络自动优化方法包括以下步骤：

步骤1，设在某一时间段T0~T1，网络处于空闲状态（网关与终端无数据帧交换），那么在T0时刻区域内的所有网关与终端均把工作频点设为非组网频点0并存储之前各自的组网频点，并将T0~T1这段时间划分为n个相等的时隙，每个时隙时间长度为ΔT，n*ΔT = T1-T0；

步骤2.设区域内某一网关的组网频点为i（i>0），那么该网关将在[T0+(i-1)*ΔT]时刻在非组网频点0上发送广播数据帧，广播覆盖时长ΔT，数据帧内包含其组网频点i等相关信息，完成广播后将工作频点恢复到组网频点i：

步骤3.设k初值1，区域内终端在[T0+(k-1)*ΔT]时刻开始侦测网关下发的数据帧，一直到（T0+k*ΔT）时刻，侦测完成后，k = k+1，循环n次。即区域内终端在T0开始侦测网关数据帧，如果终端在T0到T0+ΔT之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI1，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为1的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为1的网关通信；如果终端在（T0+ΔT）到（T0+2*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI2，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为2的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为2的网关通信；如果终端在（T0+2*ΔT）到（T0+3*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI3，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为3的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为3的网关通信；如果终端在（T0+n*ΔT）到（T0+n*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSIn，由前面步骤可知，该数据帧由组网频点为n的网关发送，如果未接到收数据帧，表示该终端无法与组网频点为n的网关通信；

步骤4.终端记录接收信号强度RSSI1,RSSI2,RSSI3......RSSIn。计算最大值RSSI_MAX与终端的原组网频点的RSSI的差值ΔRSSI；

步骤5.如果差值ΔRSSI大于预设阈值，则终端向最大RSSRI所对应的网关发送入网请求，如果得到入网许可，则终端工作在新的网关下；如果未得到入网许可，则仍工作在原有已组网网关下；如果差值ΔRSSI小于阀值，则仍工作在原有已组网网关下。

实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无线局域网的网络自动优化方法，所述方法针对区域内有m个网关，不同无线网关与终端组成的网络工作在不同的组网频点，可用组网频点一共有n个的情况，其中m≥2，n≥2；区域内所有无线网关分别与一定数量的终端组网并正常工作，网关与终端始终保持时间同步，终端与网关分别在不同的可用组网频点正常通信交互数据帧；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、网关设置频点0为工作频点，并保存之前的组网频点i，i>0；同时终端设置频点0为工作频点，并保存之前的组网频点;

步骤2、每天所有网关分别在每天某一时间段时间内在非组网工作频点上发送广播数据帧，完成广播后将工作频点恢复到组网频点i；

步骤3、终端在相应的时间内在非组网工作频点上接收广播数据帧，读取接收信号强度；

步骤4、计算接收信号强度最大值与终端的原组网频点的差值；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：设在每天某一时间段T0~T1，网络处于空闲状态即网关与终端无数据帧交换，那么在T0时刻区域内的所有网关与终端均把工作频点设为非组网频点0并存储之前各自的组网频点i，i>0，并将T0~T1这段时间划分为n个相等的时隙，每个时隙时间长度为ΔT，n*ΔT = T1-T0。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：设区域内某一网关的组网频点为i，那么该网关将在[T0+(i-1)*ΔT]时刻在非组网频点0上发送广播数据帧，广播覆盖时长ΔT，数据帧内包含其组网频点i以及相关信息，完成广播后将工作频点恢复到组网频点i；区域内每天所有网关都按此进行。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：设k初值1，区域内终端在[T0+(k-1)*ΔT]时刻开始侦测网关下发的数据帧，一直到（T0+k*ΔT）时刻，侦测完成后，k = k+1，循环n次，即区域内终端在T0开始侦测网关数据帧，如果终端在T0到T0+ΔT之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI1，即该数据帧由组网频点为1的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为1的网关通信；如果终端在（T0+ΔT）到（T0+2*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI2，即该数据帧由组网频点为2的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为2的网关通信；如果终端在（T0+2*ΔT）到（T0+3*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSI3，即该数据帧由组网频点为3的网关发送，如果未接收到数据帧，表示该终端无法与组网频点为3的网关通信；如果终端在（T0+n*ΔT）到（T0+n*ΔT）之间收到网关广播的数据帧，则读取接收信号强度RSSIn，即该数据帧由组网频点为n的网关发送，如果未接到收数据帧，表示该终端无法与组网频点为n的网关通信。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：终端记录接收信号强度RSSI1、RSSI2、RSSI3......RSSIn，计算最大值RSSI_MAX与终端的原组网频点的RSSI的差值ΔRSSI。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤5具体为：网关发送入网请求，如果得到入网许可，则终端改变工作频点至新的网关下；如果未得到入网许可，则仍工作在原有已组网网关下；如果差值ΔRSSI小于阀值，则仍工作在原有已组网网关下。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，无线网关和终端都有两个工作频点：不同的组网工作频点和相同的出厂默认非组网工作频点。