專利名稱：一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法。
背景技術(shù)：
隨著微機電系統(tǒng)、無線通信和數(shù)字電路的不斷飛速發(fā)展，具有低功耗，低成本，多功能特性的傳感器節(jié)點大量出現(xiàn)?；诖罅總鞲衅鞴?jié)點部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)也因其廣泛的應(yīng)用前景，越來越受到重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以廣泛地應(yīng)用于軍事和民用環(huán)境，進行信息的收集和處理、對象跟蹤和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的檢測，尤其適合配置在野外、交通要道、醫(yī)療和安全部門等場合。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有其一定的特殊性，具體表現(xiàn)為:1、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較為龐大，節(jié)點數(shù)目較多，但節(jié)點分布比較分散，組網(wǎng)級數(shù)比較多。2、數(shù)據(jù)傳輸速率低，數(shù)據(jù)上傳次數(shù)不頻繁，對時間的同步誤差要求不高。3、節(jié)點放置時位置不是特別隨意，一般一塊地里種植一種農(nóng)作物，配置一個傳感節(jié)點，節(jié)點放置位置必須在這塊地里，其他節(jié)點分別放置在另外的地里，地塊一般比較規(guī)則，呈長方形。但放置完后，很長一段時間(通常為農(nóng)作物的一個生長周期)內(nèi)位置固定。4、數(shù)據(jù)的傳輸方向比較單一，只需通過某種方式傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)即可，不需要大規(guī)模相鄰節(jié)點的信息交互。5、節(jié)點一旦投放，要保持相當長的工作時間，所以要求更低功耗。現(xiàn)有的無線自組織網(wǎng)絡(luò)一般采用分組的二層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，所謂二層結(jié)構(gòu)，指的是將無線自組織網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點分為組長節(jié)點和組員節(jié)點，一個組的組長節(jié)點和組員節(jié)點之間構(gòu)成組內(nèi)層，各個組的組長節(jié)點和基站之間構(gòu)成組間層。組長節(jié)點廣播組建立消息邀請周圍的其他節(jié)點加入組，除組長節(jié)點以外的其他節(jié)點在接收到組建立消息后，加入離自己最近的組長節(jié)點所建立的組，成為組員節(jié)點，以后直接與組長節(jié)點通信，組長節(jié)點直接與基站通信。這樣的組網(wǎng)方式比較靈活，任意節(jié)點之間都可以通信，但網(wǎng)絡(luò)中用于維護路由的信息比較多，功耗比較大；而且組長節(jié)點和普通節(jié)點要互相搭配放置，而對比傳感網(wǎng)在農(nóng)作物方面的應(yīng)用特點，這種方式比較容易導(dǎo)致冗余節(jié)點的存在，增加了成本；再次，一般一個傳感網(wǎng)絡(luò)采用同一個頻率，碰撞問題一直存在，雖然現(xiàn)在很多射頻芯片里都采用CSMA/CA技術(shù)，但這種方式增加了成功發(fā)送一次數(shù)據(jù)芯片的平均工作時間，而射頻芯片在發(fā)送狀態(tài)時的功耗是最大的，這樣就大大的增加了節(jié)點的平均功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，利用農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)自身的特點，在滿足基本需要的情況下，降低網(wǎng)絡(luò)的整體功耗，降低對硬件的要求，并可以快速得出網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，包括以下步驟:
(I)初始網(wǎng)絡(luò)中包括源節(jié)點，子節(jié)點列表和普通節(jié)點，所述源節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)廣播幀；(2)所述源節(jié)點收到組網(wǎng)應(yīng)答幀后，為發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點分配邏輯拓撲幀，并將發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識和對應(yīng)的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，向發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)確認幀，從而進入組網(wǎng)完成態(tài)；(3)發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點收到組網(wǎng)確認幀后，更新自己的父節(jié)點的標識和邏輯拓撲幀；(4)發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點根據(jù)自己的邏輯拓撲幀進行延時，延時結(jié)束后將自身作為源節(jié)點重復(fù)步驟(2)至步驟(4)直至所有節(jié)點完成組網(wǎng)。所述步驟(4)后還包括普通節(jié)點等待源節(jié)點廣播發(fā)送的時間同步幀，收到后更新自己的時間信息，最后一層的普通節(jié)點進行時間同步后在規(guī)定時間向父節(jié)點發(fā)送自己的邏輯拓撲巾貞，父節(jié)點再向自己的父節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該邏輯拓撲巾貞，直至傳給源節(jié)點。所述步驟(2)中源節(jié)點對所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點分配邏輯拓撲幀，并將所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識和對應(yīng)的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，向所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)確認幀，從而進入組網(wǎng)完成態(tài)。所述步驟(2)中源節(jié)點每次收到組網(wǎng)應(yīng)答幀后，記錄發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點的標識以及該節(jié)點的射頻芯片中該幀的能量指示，當?shù)却龝r間結(jié)束后，根據(jù)能量大小從所有記錄的節(jié)點標識中選取m個，其中，m為射頻芯片支持的頻點個數(shù)，能量大的優(yōu)先選取，如果所有記錄個數(shù)少于m，則全部選取，然后，把所有通過篩選的節(jié)點的標識以及源節(jié)點分配給各節(jié)點的邏輯拓撲巾貞存入子節(jié)點列表，并依次向子節(jié)點列表里存入的節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)確認中貞，并進入組網(wǎng)完成態(tài)。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本發(fā)明提出了一種適用于農(nóng)業(yè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立方法，該方法充分考慮農(nóng)業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點，在滿足基本需要的情況下，降低網(wǎng)絡(luò)的整體功耗，降低對硬件的要求。本發(fā)明提出的網(wǎng)絡(luò)建立方法采用父節(jié)點為自己的每個子節(jié)點分配邏輯拓撲幀L0G_ID的方式，邏輯拓撲幀L0G_ID在建立過程中可用于TDMA發(fā)送組網(wǎng)廣播幀，在建立結(jié)束后可用于快速生成網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。本發(fā)明的防碰撞措施采用TDMA結(jié)合CSMA/CA的方式實現(xiàn)，更好的提高一次發(fā)送的成功率，降低節(jié)點功耗。本發(fā)明的利用農(nóng)業(yè)傳感網(wǎng)對時間同步誤差不敏感和數(shù)據(jù)傳輸方向單一的特點，減少了節(jié)點之間維護路由信息交互，降低功耗，采用樹狀結(jié)構(gòu)，更好的迎合數(shù)據(jù)傳輸方向單一性特點。


圖1是本發(fā)明提出的網(wǎng)絡(luò)建立方法的流程圖；圖2是本發(fā)明提出的方法生成的網(wǎng)絡(luò)邏輯拓撲圖(L0G_ID編號為十進制)；圖3是組網(wǎng)廣播幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是組網(wǎng)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是組網(wǎng)確認幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是邏輯拓撲幀結(jié)構(gòu)示意圖7是實施例中網(wǎng)絡(luò)建立過程說明圖；圖8是實施例中生成的網(wǎng)絡(luò)邏輯拓撲圖(L0G_ID編號為十進制)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，建立步驟如下:(1)初始網(wǎng)絡(luò)中包括源節(jié)點:標識PHY_ID:0xaa，邏輯拓撲幀L0G_ID:0x01，父節(jié)點PARENT_ID:NULL,子節(jié)點列表Children_List全O ;其余節(jié)點為普通節(jié)點，地位平等，具有全網(wǎng)唯一標識PHY_ID，其他標識L0G_ID、PARENT_ID、Children_List均為未賦值狀態(tài)。每個節(jié)點有三個狀態(tài):①組網(wǎng)態(tài)1，獲得父節(jié)點的節(jié)點標識PHY_ID和父節(jié)點分配的邏輯拓撲幀L0G_ID,即完成對父節(jié)點PAREENT_ID和邏輯拓撲幀L0G_ID的填充，組網(wǎng)態(tài)I完成后進入組網(wǎng)態(tài)2 組網(wǎng)態(tài)2，獲得子節(jié)點標識PHY_ID以及分配給子節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID，即完成對自己點列表Children_List的填充，組網(wǎng)態(tài)2完成后進入組網(wǎng)完成態(tài)組網(wǎng)完成態(tài)，定時完成各種任務(wù)，如時間同步、上傳數(shù)據(jù)、休眠等等。(2)節(jié)點上電或重啟初始化后，源節(jié)點和其他節(jié)點均處于組網(wǎng)態(tài)1，源節(jié)點進入發(fā)送狀態(tài)，其他節(jié)點進入接收狀態(tài)。每個節(jié)點在組網(wǎng)態(tài)I中需要經(jīng)過“三次握手”:源節(jié)點發(fā)送一個組網(wǎng)廣播幀后進入接收狀態(tài)；所有收到該幀的普通節(jié)點隨機延時一段時間，然后向源節(jié)點(發(fā)出組網(wǎng)廣播幀節(jié)點)發(fā)送組網(wǎng)應(yīng)答幀后進入接收狀態(tài)；源節(jié)點等待t時間(t可根據(jù)節(jié)點一次發(fā)送的時間、節(jié)點發(fā)送前的隨機時延以及CSMA/CA里最大發(fā)送次數(shù)而定)，在t時間內(nèi)每當收到一個節(jié)點(假設(shè)節(jié)點標識PHY_ID為Oxbb)的組網(wǎng)應(yīng)答幀，將執(zhí)行以下操作①，t時間結(jié)束后執(zhí)行以下操作②(以下提供兩種方法):方法一:①在子節(jié)點列表Children_List存入收到節(jié)點的標識PHY_ID(如Oxbb)以及源節(jié)點要分配給Oxbb節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID，所有組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識PHY_ID以及對應(yīng)的邏輯拓撲幀L0G_ID都存入子節(jié)點列表Children_List里，即所有子節(jié)點列表Children_List里的節(jié)點都是自己的子節(jié)點。②等待時間t結(jié)束后,依次向子節(jié)點列表Children_List里存入的節(jié)點PHY_ID發(fā)送組網(wǎng)確認幀，并進入組網(wǎng)完成態(tài)。方法二:現(xiàn)在很多的射頻芯片都會支持數(shù)個頻點(假設(shè)為m個)，而且大多數(shù)射頻芯片會有一個非常難以解決的問題:假設(shè)節(jié)點A的射頻芯片在功率為20mw時，理論上能夠覆蓋的范圍為一個以該節(jié)點所在位置為中心的半徑R=50m的圓，但在實際測試中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)處于Rl < R < 50 (Rl大小根據(jù)具體芯片而定)范圍內(nèi)的節(jié)點經(jīng)常接收不到節(jié)點A的信息，即該區(qū)域是不穩(wěn)定的，受外界影響非常大。針對此特點，可采用如下①、②操作:①每次收到組網(wǎng)應(yīng)答幀，記錄其邏輯拓撲幀PHY_ID以及射頻芯片中該幀的能量指示，當時間t結(jié)束后，根據(jù)能量大小從所有記錄的節(jié)點PHY_ID中選取m個，能量大的優(yōu)先選取，如果所有記錄個數(shù)少于m，則全部選取。然后，把所有通過篩選的節(jié)點的標識PHY_ID以及源節(jié)點分配給各節(jié)點的邏輯拓撲巾貞LOG_ID存入子節(jié)點列表Children_List ;②依次向子節(jié)點列表Children_LiSt里存入的節(jié)點PHY_ID發(fā)送組網(wǎng)確認幀，并進入組網(wǎng)完成態(tài)。注:之所以選取的個數(shù)小于等于m(m為射頻芯片支持頻點個數(shù))是因為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)工作時父子之間的交互可以限制為父節(jié)點的邏輯拓撲幀LOG_ID最后一個字節(jié)代表的頻點。即同層且同父節(jié)點的子節(jié)點使用同一個頻點，同層但不同父節(jié)點的子節(jié)點使用不同的頻點，這樣又可進一步防止發(fā)送碰撞沖突。收到組網(wǎng)確認幀的節(jié)點，更新自己的父節(jié)點PARENT_ID和邏輯拓撲幀LOG_ID，并進入組網(wǎng)態(tài)2。沒有收到組網(wǎng)確認幀的節(jié)點狀態(tài)仍為組網(wǎng)態(tài)1，繼續(xù)等待接收組網(wǎng)廣播中貞。(3)普通節(jié)點在進入組網(wǎng)狀態(tài)2后，根據(jù)自己的邏輯拓撲幀L0G_ID號進行延時，SP通過TDMA的方式，把自身當成“源節(jié)點”重復(fù)“三次握手”源節(jié)點部分的過程。在由于距離原因仍處于組網(wǎng)態(tài)I的普通節(jié)點中獲得子節(jié)點PHY_ID以及為子節(jié)點分配邏輯拓撲幀L0G_ID，填充子節(jié)點列表Children_LiSt，存儲子節(jié)點信息，然后進入組網(wǎng)完成態(tài)。每一層的普通節(jié)點在進入組網(wǎng)態(tài)2后，都會重復(fù)“三次握手”的過程，獲得子節(jié)點并為其分配邏輯拓撲幀L0G_ID。但同一層的節(jié)點按其邏輯拓撲幀L0G_ID延時，以TDMA方式完成“三次握手”過程，下一層的節(jié)點只有在上一層節(jié)點完成該過程后才能開始該過程，這也是通過邏輯拓撲幀L0G_ID控制的。(4)上述步驟完成后，理論上講網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點包括源節(jié)點和普通節(jié)點都進入了組網(wǎng)完成態(tài)。①所有普通節(jié)點在進入組網(wǎng)完成態(tài)后，等待源節(jié)點廣播發(fā)送的時間同步幀，更新自己的時間信息，最后一層的普通節(jié)點，即沒有子節(jié)點的普通節(jié)點，進行時間同步后在規(guī)定時間向父節(jié)點發(fā)送自己的L0G_ID (邏輯拓撲幀)，父節(jié)點再向自己的父節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該L0G_ID，直至傳給源節(jié)點。源節(jié)點把收到的邏輯拓撲幀存起來，根據(jù)幀內(nèi)的數(shù)據(jù)即最后一層普通節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID就可以知道整個網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)，源節(jié)點可以通過網(wǎng)口或者串口把這些數(shù)據(jù)傳給計算機，計算機就可以繪制網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓撲圖。之所以稱之為邏輯拓撲圖，是因為僅根據(jù)最后一 級普通節(jié)點的L0G_ID還不能得出邏輯拓撲圖里每個節(jié)點對應(yīng)的PHY_ID。但是這樣方法適用于想快速知道網(wǎng)絡(luò)拓撲圖而不具體關(guān)心拓撲圖每個節(jié)點的具體節(jié)點PHY_ID的情形。當然在網(wǎng)絡(luò)建成之后，源節(jié)點可以通過發(fā)送物理拓撲詢問幀的方式具體確立邏輯拓撲圖中每個節(jié)點對應(yīng)的PHY_ID。本發(fā)明中，邏輯拓撲幀L0G_ID的編碼方式如下:源節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID為
I;子節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID為其父節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID#IndeX (其中#為連接符，Index為該子節(jié)點在同屬于同一個父親節(jié)點的所有節(jié)點中的序號)。如源節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID為1，用一個字節(jié)存儲，假設(shè)源節(jié)點的子節(jié)點(即第二層的節(jié)點)有5個，則源節(jié)點給子節(jié)點分配的邏輯拓撲幀L0G_ID號為11，12，13，14，15……，用兩個字節(jié)存儲，如14，第一個字節(jié)存1，第二個字節(jié)存4。同理第三層的節(jié)點L0G_ID用三個字節(jié)來存儲，假設(shè)邏輯拓撲幀L0G_ID為14的子節(jié)點有15個，則其子節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID為141、142，……、1415，如1415，三個字節(jié)分別為1、4、15，即第η層的節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID用η個字節(jié)來存儲。本發(fā)明中的邏輯拓撲幀編碼完成后的形式如圖2所示。邏輯拓撲幀L0G_ID此種編碼方式有兩種作用:一:源節(jié)點僅根據(jù)最后一級普通節(jié)點的邏輯拓撲幀L0G_ID就能得出網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓撲圖。二:用于TDMA方式傳輸，根據(jù)邏輯拓撲L0G_ID可以讓處于同一層但不同父節(jié)點的節(jié)點、處于同一層且同父節(jié)點的節(jié)點在幀傳輸時時間上分開。在實際工作中可以如下操作:假設(shè)處于第η層的節(jié)點其邏輯拓撲幀LOG_ID用η個字節(jié)存儲分別為:1、X1,X2……Xlri，則在網(wǎng)絡(luò)建立過程中該節(jié)點在進入組網(wǎng)態(tài)2后開始重復(fù)“三次握手”的延時時間為
Xd^m+Xj^^m2+......X1=I=Iir1+]^11,延時的時間單位(ms、us)以及m的取值具體可根據(jù)使用處理器
的處理速度、每層的節(jié)點數(shù)而計算得出。這樣，延時傳輸以后，就達到了上述TDMA的要求，加上CSMA/CA的防沖突檢測退避發(fā)送，可更好的保證點對點之間傳輸?shù)目煽啃裕瑥亩岣咝?。下面以一個具體的實施例進一步說明本發(fā)明。如圖7 所不，節(jié)點個數(shù)為 6, PHY_ID 分別為 0xaa、0xbb、0xcc、0xdd、0xee、0xff,節(jié)點分部如圖所示，Oxaa為源節(jié)點，L0G_ID為0x01，節(jié)點的通信距離為50米，如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)的建立過程如下:SI所有節(jié)點上點初始化完成后，進入組網(wǎng)態(tài)I ;S2源節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)廣播幀(見圖3)，進入接收狀態(tài)，等待時間t ；

S3在源節(jié)點通信范圍內(nèi)的0xbb、0xcc收到組網(wǎng)廣播巾貞,分別隨機延時并回復(fù)組網(wǎng)應(yīng)答幀(見圖4)；S4源節(jié)點收到0xbb、0xcc的組網(wǎng)應(yīng)答幀，分別為其分配兩字節(jié)L0G_ID =0x010x02和0x010x01，然后子節(jié)點的標識PHY_ID和對應(yīng)的邏輯拓撲幀L0G_ID (見圖6)存入子節(jié)點列表Children_List,最后向節(jié)點0xbb、0xcc分別發(fā)送組網(wǎng)確認巾貞(見圖5),源節(jié)點進入組網(wǎng)完成態(tài)；S5節(jié)點0Xbb、0XCC收到組網(wǎng)確認幀，更新自己的父節(jié)點PARENT_ID和邏輯拓撲幀L0G_ID，并進入組網(wǎng)態(tài)2 ；S6節(jié)點Oxcc延時0x01*m2+0x01*m后開始發(fā)送組網(wǎng)廣播幀，由于沒有節(jié)點在其通信的范圍，所以節(jié)點在等待接收t時間后，沒有收到任何組網(wǎng)應(yīng)答幀，所以標記自己為最后一層節(jié)點；S7節(jié)點Oxbb延時0x01*m2+0x01*m后開始發(fā)送組網(wǎng)廣播巾貞,等待接收t時間后，收到節(jié)點Oxdd的組網(wǎng)應(yīng)答幀，為其分配三字節(jié)的邏輯拓撲幀L0G_ID:0x010x020x01，填充子節(jié)點列表Children_List,發(fā)送組網(wǎng)確認巾貞后進入組網(wǎng)完成態(tài)；S8節(jié)點Oxdd收到組網(wǎng)確認幀后，更新自己的父節(jié)點PARENT_ID、邏輯拓撲幀L0G_ID，并進入組網(wǎng)態(tài)2 ;S9節(jié)點Oxdd延時0x01*m3+0x02*m2+0x01*m后開始發(fā)送組網(wǎng)廣播巾貞，等待接收t時間后，收到節(jié)點0xee、0xff的組網(wǎng)應(yīng)答幀，為其分配四字節(jié)L0G_ID =0x010x020x010x01和0x010x020x010x02,填充子節(jié)點列表Children_List,發(fā)送組網(wǎng)確認巾貞后進入組網(wǎng)完成態(tài)；SlO 節(jié)點 0xee、0xff 分別延時 0x01*m4+0x02*m3+0x01*m2+0x01*m 和0x01*m4+0x02*m3+0x01*m2+0x02*m,發(fā)送組網(wǎng)廣播幀，等待接收t時間后，沒有收到應(yīng)答幀，標記自己為最后一層節(jié)點，進入組網(wǎng)完成態(tài)；Sll進入組網(wǎng)完成態(tài)的所有普通節(jié)點等待源節(jié)點發(fā)送的時間同步幀，同步完成后，標記為最后一層節(jié)點的普通節(jié)點在規(guī)定時間tl向父節(jié)點發(fā)送邏輯拓撲幀，其余普通節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)邏輯拓撲幀，直至源節(jié)點；S12源節(jié)點在tl+t2時刻解析所有收到的邏輯拓撲幀，并將數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器繪制邏輯拓撲圖，如圖8所示(為能更清楚的表示L0G_ID的編碼方式，邏輯拓撲圖里的數(shù)字全部用十進制表示)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)初始網(wǎng)絡(luò)中包括源節(jié)點，子節(jié)點列表和普通節(jié)點，所述源節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)廣播幀； (2)所述源節(jié)點收到組網(wǎng)應(yīng)答幀后，為發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點分配邏輯拓撲幀，并將發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識和對應(yīng)的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，向發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)確認幀，從而進入組網(wǎng)完成態(tài)； (3)發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點收到組網(wǎng)確認幀后，更新自己的父節(jié)點的標識和邏輯拓撲幀； (4)發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點根據(jù)自己的邏輯拓撲幀進行延時，延時結(jié)束后將自身作為源節(jié)點重復(fù)步驟(2)至步驟(4)直至所有節(jié)點完成組網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，其特征在于，所述步驟(4)后還包括普通節(jié)點等待源節(jié)點廣播發(fā)送的時間同步幀，收到后更新自己的時間信息，最后一層的普通節(jié)點進行時間同步后在規(guī)定時間向父節(jié)點發(fā)送自己的邏輯拓撲中貞，父節(jié)點再向自己的父節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該邏輯拓撲巾貞，直至傳給源節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，其特征在于，所述步驟(2)中源節(jié)點對所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點分配邏輯拓撲幀，并將所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識和對應(yīng)的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，向所有發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)確認幀，從而進入組網(wǎng)完成態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，其特征在于，所述步驟(2)中源節(jié)點每次收到組網(wǎng)應(yīng)答幀后，記錄發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點的標識以及該節(jié)點的射頻芯片中該幀的能量指示，當?shù)却龝r間結(jié)束后，根據(jù)能量大小從所有記錄的節(jié)點標識中選取m個，其中，m為射頻芯片支持的頻點個數(shù)，能量大的優(yōu)先選取，如果所有記錄個數(shù)少于m，則全部選取，然后，把所有通過篩選的節(jié)點的標識以及源節(jié)點分配給各節(jié)點的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，并依次向子節(jié)點列表里存入的節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)確認幀，并進入組網(wǎng)完成態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)的建立方法，包括以下步驟初始網(wǎng)絡(luò)中包括源節(jié)點，子節(jié)點列表和普通節(jié)點，所述源節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)廣播幀；所述源節(jié)點收到組網(wǎng)應(yīng)答幀后，為發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點分配邏輯拓撲幀，并將發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點標識和對應(yīng)的邏輯拓撲幀存入子節(jié)點列表，向發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點發(fā)出組網(wǎng)確認幀，從而進入組網(wǎng)完成態(tài)；發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點收到組網(wǎng)確認幀后，更新自己的父節(jié)點的標識和邏輯拓撲幀；發(fā)出組網(wǎng)應(yīng)答幀的節(jié)點根據(jù)自己的邏輯拓撲幀進行延時，延時結(jié)束后將自身作為源節(jié)點進行組網(wǎng)直至所有節(jié)點完成組網(wǎng)。本發(fā)明在滿足基本需要的情況下，降低網(wǎng)絡(luò)的整體功耗，降低對硬件的要求，并可以快速得出網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04W52/02GK103108387SQ20131003951
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者李振偉, 張星, 付耀先, 張唯易 申請人:中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所