CN113133045B - 一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，包括：S1.灯控器网关主动向灯控器节点发送若干包探测消息；S2.路由节点在接收到探测消息后，解析探测消息中的路由表，判断是否需要自己路由；S3.终端节点收到探测消息后，带入自己报文偏移数，修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，并按照原路返回报文；S4.路由节点收到探测消息回复报文后，取出先前打包到报文中的消息，进行时间分析，然后将得出的收发时间信息，再次打包到报文中；S5.网关接收到探测消息回复报文后，提取出报文数据上下行，然后进行统计，预测无线组网链路的可靠性。本发明能够有效预测无线组网链路的可靠性，以便于进行及时的维护，提高无线组网链路的通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及无线组网，特别是涉及一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法。
背景技术
随着城市亮化工程及道路建设的推进，我国路灯发展日益普及，路灯系统采用服务器，灯控器网关、灯控器节点（终端节点和路由节点）的通信架构。
当终端节点和路由节点，网关组成网络后，达到可以相互通信的状态后，由于单点之间无线通信容易被外界干扰，很难的评估通信的可靠性，通信的延迟等重要指标，难以对无线组网链路进行可靠性分析，不便于及时发现无线组网链路中存在的问题，为链路的使用带来了诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，能够有效预测无线组网链路的可靠性，以便于进行及时的维护，提高无线组网链路的通信质量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，所述无线组网链路包括一个灯控器网关和n个灯控器节点，所述灯控器网关和n个灯控器节点组成树状节点网络，所述n个灯控器节点中包含m个路由节点和n-m个终端节点，所述可靠性预测方法包括：
S1.灯控器网关主动向灯控器节点发送若干包探测消息；
S2.所述路由节点在接收到探测消息后，解析探测消息中的路由表，判断是否需要自己路由：
若需要路由，将自己的信息、当前自己的通信情况加入探测消息中，然后对探测消息进行转发；
若不需要路由，则判断探测消息的目标是否是自己：如果是，则带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，按照原路返回报文，如果不是，则不进行信息的回复或转发；
S3.终端节点收到探测消息后，带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，并按照原路返回报文；
S4.路由节点收到探测消息回复报文后，取出先前打包到报文中的消息，进行时间分析，然后将得出的收发时间信息，再次打包到报文中，然后按照探测消息回复报文的路径转发给网关；
S5.灯控器网关接收到探测消息回复报文后，提取出报文数据上下行相关信息，然后进行统计，预测无线组网链路的可靠性。
优选地，所述探测消息的包数为1000包。
所述步骤S1中，所述探测消息的目标节点在n个节点中随机抽样，且抽样符合正态分布；
所述探测消息的发送时间为组网深度h与随机时间t的乘积，随机时间t的取值范围在10ms到1s之间；
所述探测消息具有一问一答的性质，每一个接收到探测消息的目标节点都会按照原路径进行报文回复；
所述探测消息在发送失败的情况下，总共会被重复发送5次，每次间隔10毫秒；
所述探测消息在重复发送的条件下，不影响其他探测消息的生成的发送。
其中，所述步骤S5包括以下子步骤：
S501.下行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据下行；
从数据下行中，获取经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据下行中，获取终端节点收发报文数量；
从数据下行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S502.上行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据上行；
从数据上行中，获得经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据上行中,获得终端节点收发报文数量；
从数据上行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S503.灯控器网关在发送完1000包探测消息后，等待2分钟，接收完所有探测消息回复报文；接收完成后，整理数据，对于每一条回复的报文，按照路由节点或目标节点进行信息提取，完成数据清洗；
S504.灯控器网关按照节点进行数据分析：
根据每个节点得报文收发数量，拟合出一元一次回归线；再计算每个节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；距离越短，分数越高，距离范围被限制在0到100. 大于100的，设为100；节点得分为： 100–节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；
分析每个节点的报文收发成功率统计，根据正确率，得出此项得分为；正确率乘以100；
分析每个节点的报文收发时间间隔，分析其数学期望值，得出此项得分；100 - 数学期望值*100；
统计所有打分项，得出系统总分、每级节点总分和每个节点总分；
其中每级节点总分，是指每个节点深度下的节点总分；系统总分是指所有节点的总分。
优选地，灯控器网关按照节点进行数据分析时，如果出现某个节点低于设定阈值或则远低于平均节点分数，则判断此节点存产品问题，需要对该节点进行维护；同时系统分数作废，需要剔除硬件，然后重新测试整个系统。
本发明的有益效果是：本发明将带有关键信息的数据加入到通信报文中，关键信息包括报文产生时间戳，报文路由表，报文路由节点重复请求次数，路由节点繁忙次数等，然后由网关统计回收信息，对信息分析，预测当前系统可靠性，以便于进行及时的维护，提高无线组网链路的通信质量。
附图说明
图1为无线组网链路的示意图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，无线组网链路包括一个灯控器网关和n个灯控器节点，所述灯控器网关和n个灯控器节点组成树状节点网络，所述n个灯控器节点中包含m个路由节点和n-m个终端节点；如图2所示，一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，包括：
S1.灯控器网关主动向灯控器节点发送若干包探测消息；
S2.所述路由节点在接收到探测消息后，解析探测消息中的路由表，判断是否需要自己路由：
若需要路由，将自己的信息、当前自己的通信情况加入探测消息中，然后对探测消息进行转发；
若不需要路由，则判断探测消息的目标是否是自己：如果是，则带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，按照原路返回报文，如果不是，则不进行信息的回复或转发；
S3.终端节点收到探测消息后，带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，并按照原路返回报文；
S4.路由节点收到探测消息回复报文后，取出先前打包到报文中的消息，进行时间分析，然后将得出的收发时间信息，再次打包到报文中，然后按照探测消息回复报文的路径转发给网关；
S5.灯控器网关接收到探测消息回复报文后，提取出报文数据上下行相关信息，然后进行统计，预测无线组网链路的可靠性。
在本申请的实施例中，所述探测消息的包数为1000包。所述步骤S1中，所述探测消息的目标节点在n个节点中随机抽样，且抽样符合正态分布；
所述探测消息的发送时间为组网深度h与随机时间t的乘积，随机时间t的取值范围在10ms到1s之间；
所述探测消息具有一问一答的性质，每一个接收到探测消息的目标节点都会按照原路径进行报文回复；
所述探测消息在发送失败的情况下，总共会被重复发送5次，每次间隔10毫秒；
所述探测消息在重复发送的条件下，不影响其他探测消息的生成的发送。
进一步地，所述步骤S5包括以下子步骤：
S501.下行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据下行；
从数据下行中，获取经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据下行中，获取终端节点收发报文数量；
从数据下行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S502.上行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据上行；
从数据上行中，获得经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据上行中,获得终端节点收发报文数量；
从数据上行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S503.灯控器网关在发送完1000包探测消息后，等待2分钟，接收完所有探测消息回复报文；接收完成后，整理数据，对于每一条回复的报文，按照路由节点或目标节点进行信息提取，完成数据清洗；
S504.灯控器网关按照节点进行数据分析：
根据每个节点得报文收发数量，拟合出一元一次回归线；再计算每个节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；距离越短，分数越高，距离范围被限制在0到100. 大于100的，设为100；节点得分为： 100–节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；
分析每个节点的报文收发成功率统计，根据正确率，得出此项得分为；正确率乘以100；
分析每个节点的报文收发时间间隔，分析其数学期望值，得出此项得分；100 - 数学期望值*100；
统计所有打分项，得出系统总分、每级节点总分和每个节点总分；
其中每级节点总分，是指每个节点深度下的节点总分；系统总分是指所有节点的总分。
在上述实施例中，网关默认节点深度为0，网关下的路由节点为深度为1，再下一级的路由节点为2，依次类推；从数值上看节点深度等于该节点到网关所经过的路由节点数目加1。
在本申请的实施例中，灯控器网关按照节点进行数据分析时，如果出现某个节点低于设定阈值或则远低于平均节点分数，则判断此节点存产品问题，需要对该节点进行维护；同时系统分数作废，需要剔除硬件，然后重新测试整个系统。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，所述无线组网链路包括一个灯控器网关和n个灯控器节点，所述灯控器网关和n个灯控器节点组成树状节点网络，所述n个灯控器节点中包含m个路由节点和n-m个终端节点，其特征在于：所述可靠性预测方法包括：
S1.灯控器网关主动向灯控器节点发送若干包探测消息；
S2.所述路由节点在接收到探测消息后，解析探测消息中的路由表，判断是否需要自己路由：
若需要路由，将自己的信息、当前自己的通信情况加入探测消息中，然后对探测消息进行转发；
若不需要路由，则判断探测消息的目标是否是自己：如果是，则带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，按照原路返回报文，如果不是，则不进行信息的回复或转发；
S3.终端节点收到探测消息后，带入自己报文偏移数，然后修改报文中的路由表，形成探测消息回复报文，并按照原路返回报文；
S4.路由节点收到探测消息回复报文后，取出先前打包到报文中的消息，进行时间分析，然后将得出的收发时间信息，再次打包到报文中，然后按照探测消息回复报文的路径转发给网关；
S5.灯控器网关接收到探测消息回复报文后，提取出报文数据上下行相关信息，然后进行统计，预测无线组网链路的可靠性；
对于每一条回复的报文，按照路由节点或目标节点进行信息提取，完成数据清洗；
根据每个节点得报文收发数量，拟合出一元一次回归线；再计算每个节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；距离越短，分数越高，距离范围被限制在0到100，大于100的，设为100；节点得分为： 100–节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；
分析每个节点的报文收发成功率统计，根据正确率，得出此项得分为：正确率乘以100；
分析每个节点的报文收发时间间隔，分析其数学期望值，得出此项得分：100 - 数学期望值×100；
统计所有打分项，得出系统总分、每级节点总分和每个节点总分；
其中每级节点总分，是指每个节点深度下的节点总分；系统总分是指所有节点的总分；
灯控器网关按照节点进行数据分析时，如果出现某个节点低于设定阈值或则远低于平均节点分数，则判断此节点存产品问题，需要对该节点进行维护；同时系统分数作废，需要剔除硬件，然后重新测试整个系统。
2.根据权利要求1所述的一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，其特征在于：所述探测消息的包数为1000包。
3.根据权利要求1所述的一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述探测消息的目标节点在n个节点中随机抽样，且抽样符合正态分布；
所述探测消息的发送时间为组网深度h与随机时间t的乘积，随机时间t的取值范围在10ms到1s之间；
所述探测消息具有一问一答的性质，每一个接收到探测消息的目标节点都会按照原路径进行报文回复；
所述探测消息在发送失败的情况下，总共会被重复发送5次，每次间隔10毫秒；
所述探测消息在重复发送的条件下，不影响其他探测消息的生成的发送。
4.根据权利要求1所述的一种灯控器无线组网链路的可靠性预测方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下子步骤：
S501.下行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据下行；
从数据下行中，获取经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据下行中，获取终端节点收发报文数量；
从数据下行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S502.上行数据中的信息提取：
灯控器网关从探测消息回复报文提取出数据上行；
从数据上行中，获得经过的路由节点、网络繁忙状态、重发次数和收发报文数量；
从数据上行中,获得终端节点收发报文数量；
从数据上行中，提取出数据在每个节点路由次数、每个节点耗时情况；
S503.灯控器网关在发送完1000包探测消息后，等待2分钟，接收完所有探测消息回复报文；接收完成后，整理数据，对于每一条回复的报文，按照路由节点或目标节点进行信息提取，完成数据清洗；
S504.灯控器网关按照节点进行数据分析：
根据每个节点得报文收发数量，拟合出一元一次回归线；再计算每个节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；距离越短，分数越高，距离范围被限制在0到100. 大于100的，设为100；节点得分为： 100–节点报文数量数据到拟合直线的最短距离；
分析每个节点的报文收发成功率统计，根据正确率，得出此项得分为：正确率乘以100；
分析每个节点的报文收发时间间隔，分析其数学期望值，得出此项得分：100 - 数学期望值×100；
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