一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，結(jié)合了現(xiàn)有路燈線路的所有特性，不斷根據(jù)路燈線路的實(shí)際運(yùn)行狀況給出設(shè)定的最佳通訊路由線路。其技術(shù)方案為：初始化通訊列表，初始的通訊方案是在路燈和燈箱首次通訊之前安排所有的路燈直接與燈箱通訊；根據(jù)通訊列表中的順序和通訊方案，各個(gè)路燈依次與燈箱嘗試通訊，根據(jù)通訊是否成功劃分為可通訊路由組和不可通訊路燈組；為不可通訊路燈組中的每一路燈計(jì)算最佳路由，根據(jù)可通訊路由組和不可通訊路燈組的路由計(jì)算情況，更新通訊列表中的通訊方案，然后以更新后的通訊列表為基礎(chǔ)重復(fù)前一步驟和本步驟的運(yùn)行，直到系統(tǒng)命令停止輪詢。
【專利說明】一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及路燈線路中的通訊方法，尤其涉及基于路燈線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，獲取單工通訊方式的路由方案的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在路燈控制系統(tǒng)中，涉及到所有路燈和燈箱之間的通訊，由于現(xiàn)有方式中存在不能直接和燈箱通訊的路燈，因此需要建立路燈和燈箱之間的路由鏈路。目前的路由鏈路的建立方式是人為給定的，并不是一種自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。
[0003]但目前的情況是，線路狀況發(fā)生改變則人工干預(yù)效果差，導(dǎo)致人工工作量太大，而且不能針對(duì)路燈線路的復(fù)雜多變和不穩(wěn)定的各類問題(尤其是載波通訊中的雜波干擾的不確定性)進(jìn)行有效的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，結(jié)合了現(xiàn)有路燈線路的所有特性，不斷根據(jù)路燈線路的實(shí)際運(yùn)行狀況給出設(shè)定的最佳通訊路由線路。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明揭示了一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，通過為燈箱和各個(gè)路燈之間建立路由和更新通訊列表的方式實(shí)現(xiàn)燈箱以單工方式與所有的路燈進(jìn)行通訊，方法包括:
[0006]初始化通訊列表，初始的通訊方案是在路燈和燈箱首次通訊之前安排所有的路燈直接與燈箱通訊；
[0007]根據(jù)通訊列表中的順序和通訊方案，各個(gè)路燈依次與燈箱嘗試通訊，根據(jù)通訊是否成功劃分為可通訊路由組和不可通訊路燈組；
[0008]為不可通訊路燈組中的每一路燈計(jì)算最佳路由，根據(jù)可通訊路由組和不可通訊路燈組的路由計(jì)算情況，更新通訊列表中的通訊方案，然后以更新后的通訊列表為基礎(chǔ)重復(fù)前一步驟和本步驟的運(yùn)行，直到系統(tǒng)命令停止輪詢。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，根據(jù)路燈和燈箱之間通訊鏈路中的設(shè)備數(shù)目將可通訊路由組分級(jí)，其中路燈和燈箱的直接通訊定義為最低級(jí)別的O級(jí)路由，路燈需要通過另一路燈和燈箱通訊定義為I級(jí)路由，并以此類推將所有的可通訊路由進(jìn)行分級(jí)，路由級(jí)別的數(shù)值表示路燈和燈箱的通訊鏈路之間的中間節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，在通訊列表的更新過程中，如有某一路燈和燈箱之間存在多個(gè)通訊方案，則保留低級(jí)別的路由方式，刪除高級(jí)別的路由方式。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，在通訊列表的更新過程中，如有某一路燈和燈箱之間存在多個(gè)通訊方案，則保留所有的路由方式并將低級(jí)別的路由方式設(shè)置為優(yōu)先于高級(jí)別的路由方式。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，對(duì)于不可通訊路燈組中的每一個(gè)路燈i，通過遍歷可通訊路燈組中的每一路燈j并計(jì)算對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)Wu，選擇最大的權(quán)重函數(shù)Wu所對(duì)應(yīng)的路燈j作為該路燈i在可通訊路燈組中的最佳路由節(jié)點(diǎn)，Wu=C」/Du，其中C」表示路燈j和燈箱之間的通訊能力，Dij表示路燈i和路燈j之間的拓?fù)渚嚯x，i表示不可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)，j表示可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，若遍歷的可通訊路燈組是O級(jí)路由，則其中的每一個(gè)Cj表示路燈j和燈箱之間的直接通訊能力，若遍歷的可通訊路燈組是多級(jí)路由，則其中的每一個(gè)C j表示路燈j和燈箱之間的多級(jí)路由通訊的綜合能力。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，Dij所表示的路燈i和路燈j之間的拓?fù)渚嚯x是路燈i和路燈j之間間隔的設(shè)備數(shù)目。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的一實(shí)施例，在每一級(jí)路由的選擇上，在選定最佳路由節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，還選擇次佳路由節(jié)點(diǎn)作為備選。
[0016]本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于采用了非人工干預(yù)的自動(dòng)路由方式完成，并且針對(duì)路燈線路的特點(diǎn)實(shí)時(shí)計(jì)算出最佳路徑。路燈線路上的通訊通常是不穩(wěn)定的，但是又和路燈線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)緊密關(guān)聯(lián)?；诼窡敉?fù)涞幕A(chǔ)通訊鏈路表保證了基本的線路通訊的通暢?；谂及l(fā)和常發(fā)故障而通訊不暢的節(jié)點(diǎn)，會(huì)根據(jù)周圍的可通訊節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成路由繞開線路差的區(qū)域，或者避開短時(shí)間內(nèi)的突發(fā)干擾區(qū)域。此外，在這種自動(dòng)路由方法中，通訊鏈路上的O級(jí)路由對(duì)應(yīng)直接通訊，N級(jí)路由表示通過N個(gè)中間節(jié)點(diǎn)通訊。在中間節(jié)點(diǎn)的選擇過程中，I級(jí)路由選擇基于路燈線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、周圍通暢節(jié)點(diǎn)的通訊能力，多級(jí)路由N依賴于上一級(jí)路由N-1的通訊情況以及相關(guān)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了最大限度的完成所有設(shè)備Li與燈箱(Cab)的通訊成功，在每一級(jí)路由的選擇上可以多選次佳的可通訊路由節(jié)點(diǎn)作為備選，這樣可在最佳路由節(jié)點(diǎn)無法完成通訊或者通訊狀況不好時(shí)，選擇這些次佳的路由節(jié)點(diǎn)。在高級(jí)路由時(shí)，這些次佳的節(jié)點(diǎn)是備選而不是必選的，這是為了快速的計(jì)算路由鏈路。此外，在多級(jí)路由通訊鏈路選擇上，也存在多種計(jì)算權(quán)重從而確定最佳路由路徑的方法。算法選擇的原則是計(jì)算簡(jiǎn)單而快速，從而提升路由路徑的生成速度，以便最快速度更新通訊路由鏈表，這樣才能保證路燈單燈管理上的實(shí)際需求。通訊鏈路列表的建立和更新維護(hù)原則對(duì)于通訊效率的提升至關(guān)重要，建立通訊列表是為了簡(jiǎn)潔明了的實(shí)現(xiàn)單工通訊，后續(xù)的程序可以通過建立起來的該表來實(shí)現(xiàn)預(yù)定的單燈通訊及其后面的對(duì)于每個(gè)設(shè)備Li的高級(jí)管理。針對(duì)所有設(shè)備，不管先前是O級(jí)、I級(jí)還是N級(jí)路由可通的狀況，在鏈表中都要從O級(jí)開始，即前次N級(jí)路由才通達(dá)的設(shè)備，在下次通訊中還是要加入O至N-1路由鏈表的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)。這是為了應(yīng)對(duì)路燈線路的多變情況，以及局域偶發(fā)和突發(fā)干擾的影響，從而最大可能的給出更為直接和高效的通訊路由鏈表，以便實(shí)現(xiàn)低級(jí)的路由通訊和最佳的路由鏈表。本發(fā)明的方案在實(shí)際道路路燈上的實(shí)現(xiàn)效果明顯，對(duì)于多級(jí)路由，用到N=3已經(jīng)可以保證99%以上的設(shè)備可聯(lián)通。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]圖1示出了本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
[0018]圖2示出了本發(fā)明的燈箱和與之通訊的路燈的集合的劃分示意圖。
[0019]圖3示出了圖2所示具體示例的六個(gè)路燈和燈箱之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020]圖4簡(jiǎn)單示出了確定一級(jí)路由的示意圖。
[0021]圖5簡(jiǎn)單示出了確定多級(jí)路由的示意圖。
[0022]圖6示出了通訊列表的建立、維護(hù)和使用的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0024]本發(fā)明的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，通過為燈箱和各個(gè)路燈之間建立路由和更新通訊列表的方式實(shí)現(xiàn)燈箱以單工方式與所有的路燈進(jìn)行通訊。方法的具體實(shí)現(xiàn)請(qǐng)參見圖1，下面是對(duì)圖1所示實(shí)施例的各個(gè)步驟的詳細(xì)描述。并且，為了理解上的方便，本發(fā)明同時(shí)以一個(gè)具體的示例來說明，在示例中，燈箱Cab與m個(gè)LTU設(shè)備i (或稱為路燈i) (i=l，2，3，…，m)，目標(biāo)是燈箱能夠以單工(一對(duì)一逐個(gè))方式與所有的路燈i通訊。由于路燈個(gè)數(shù)較多以及線路品質(zhì)等因素，許多路燈設(shè)備無法和燈箱直接通訊，這樣就需要其他的可以通訊的設(shè)備進(jìn)行中轉(zhuǎn)。而本發(fā)明正是針對(duì)這一情況提供路由方式的建立以及通訊列表的更新。
[0025]步驟S1:初始化通訊列表，初始的通訊方案是在路燈和燈箱首次通訊之前安排所有的路燈直接與燈箱通訊。
[0026]在示例中，有10個(gè)路燈需要和燈箱通訊，在這一步驟中，初始化列表如下:1-0，2-0，3-0, 4-0, 5-0, 6-0, 7-0, 8-0, 9-0, 10-0 (這里 1-0 表示路燈 I 和燈箱 O 直接通訊)。
[0027]步驟S2:根據(jù)通訊列表中的順序和通訊方案，各個(gè)路燈依次與燈箱嘗試通訊，根據(jù)通訊是否成功劃分為可通訊路由組和不可通訊路燈組。
[0028]在示例中，路燈1，2，8，10能夠和燈箱直接通訊，記為可通訊路由組L。，其余的六個(gè)路燈(3，4，5，6，7，9)不能直接通訊的，記為不可通訊路燈組U00
[0029]步驟S3:為不可通訊路燈組中的每一路燈計(jì)算最佳路由，根據(jù)可通訊路由組和不可通訊路燈組的路由計(jì)算情況，更新通訊列表中的通訊方案，然后以更新后的通訊列表為基礎(chǔ)重復(fù)前一步驟和本步驟的運(yùn)行，直到系統(tǒng)命令停止輪詢。
[0030] 在示例中，首先為Utl中的每一個(gè)成員(3，4，5，6，7，9)，計(jì)算出每一個(gè)路燈的最佳路由。在本方案中，根據(jù)路燈和燈箱之間通訊鏈路中的設(shè)備數(shù)目將可通訊路由組分級(jí)，其中路燈和燈箱的直接通訊定義為最低級(jí)別的O級(jí)路由(O級(jí)路由直接通訊中的通訊情況，路燈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等效除了地理位置和線路走向外，還可以參考?xì)v史通訊數(shù)據(jù)，以表征線路的特征)，路燈需要通過另一路燈和燈箱通訊定義為I級(jí)路由，并以此類推將所有的可通訊路由進(jìn)行分級(jí)，路由級(jí)別的數(shù)值表示路燈和燈箱的通訊鏈路之間的中間節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。在圖2中，Li表示可以和燈箱進(jìn)行通訊的路燈集合且通訊的路由級(jí)別是i級(jí)，Ui表示通過i級(jí)路由仍不能和燈箱進(jìn)行通訊的路燈的集合。先由Li與燈箱Cab逐個(gè)通訊，可通的集合記為Lci,不同的記做U00然后才處理Uci，其中可以通過Lci與Cab通訊的記做L1，剩余的記做U10以此類推，分別產(chǎn)生L2、U2,……，直到LnS空集合，或者Un為空集合，分別表明剩余的都不可通，或者所有的都可通訊。在本示例中，圖2中的Ltl為(1，2，8，10)，U。為(3，4，5，6，7，9)，對(duì)于U0中的路燈3，由于其不能直接與燈箱通訊，因而就需要通過能與燈箱通訊的Ltl組內(nèi)的四個(gè)設(shè)備(1，2，8，10)，間接的嘗試與燈箱通訊。如果路燈3能夠通過設(shè)備(1，2，8，10)中的任何一個(gè)與燈箱進(jìn)行通訊，則將路燈3歸入L1組，如果通過設(shè)備(1，2，8，10)中的任何一個(gè)都不能與燈箱通訊，則將其歸入U(xiǎn)1組。類似的，處理Utl內(nèi)的其他設(shè)備，同樣的將之分到L1組或者U1組內(nèi)。這樣在I級(jí)路由水平上得到了 U、L1以及U1這三組。然后繼續(xù)分解U1組內(nèi)的成員，得到L2以及U2，接著針對(duì)U2以及更高級(jí)的Un的分解類似處理，直到某一級(jí)的Ui或者1^為空，即沒有設(shè)備成員屬于該組。如果Ui為空，這表明本次的設(shè)備成員分解任務(wù)結(jié)束，所有的路燈設(shè)備都直接或間接的與燈箱Cab通訊。如果Li為空(但Ui不為空)，表明剩余的路燈設(shè)備都無法通過前面的Lc1-Lp1和燈箱通訊，即剩余的路燈設(shè)備都無法直接和間接的與燈箱通訊，分解任務(wù)結(jié)束。值得注意的是，這里的路燈設(shè)備能和燈箱通訊，是指理論上可以建立通訊連接，而具體能否在物理線路上完成兩個(gè)設(shè)備之間單工的通訊連接并正確傳遞數(shù)據(jù)，這和具體的設(shè)備、線路、通訊速率、通訊頻率以及通訊協(xié)議有關(guān)，但不在本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
[0031 ] 路燈的最佳路由的計(jì)算如下。對(duì)于不可通訊路燈組中的每一個(gè)路燈i，通過遍歷可通訊路燈組中的每一路燈j并計(jì)算對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)Wu，選擇最大的權(quán)重函數(shù)Wu所對(duì)應(yīng)的路燈j作為該路燈i在可通訊路燈組中的最佳路由節(jié)點(diǎn)，Wu=C」/Du，其中C」表示路燈j和燈箱之間的通訊能力，Dij表示路燈i和路燈j之間的拓?fù)渚嚯x(也可以說是燈和燈箱的距離遠(yuǎn)近和線路狀況)，i表示不可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)，j表示可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)。權(quán)重函數(shù)可以選擇非線性的計(jì)算方式，系數(shù)也可以加上歷史通訊狀況作為新的參數(shù)系數(shù)進(jìn)入權(quán)重計(jì)算從而影響路由鏈表的生成。
[0032]以U0組中的路燈3為例，由于其不能直接與燈箱通訊，因而就需要通過能和燈箱通訊的Ltl組內(nèi)的四個(gè)設(shè)備(1，2，8，10)間接的嘗試與燈箱的通訊。圖3示出了這一具體示例的十個(gè)路燈和燈 箱之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖。圖4簡(jiǎn)單示出了確定一級(jí)路由的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參見圖3和圖4，這里各個(gè)設(shè)備的位置權(quán)重Dij代表的是路燈i和路燈j之間的拓?fù)?br> 距離，可以做最簡(jiǎn)單的定義，例如 D12=I, D13=2, D14=3, D15=4, D16=4, D21=I,......D810=2,......，
D1Q9=3。簡(jiǎn)單的說，就是各個(gè)設(shè)備之間的設(shè)備個(gè)數(shù)的間隔數(shù)目，通過上述構(gòu)造的Dij (設(shè)備的相對(duì)位置權(quán)重)來方便后面的路由選擇計(jì)算。當(dāng)然，實(shí)際的設(shè)備位置權(quán)重要復(fù)雜的多，因?yàn)橐紤]路燈的位置不是那么的理想化，各路燈設(shè)備間的線路品質(zhì)也有差異，歷史的通訊數(shù)據(jù)也各不相同。
[0033]再定義C」表示路燈j和燈箱之間的通訊能力，其中j屬于Ltl中的(1，2，8，10)中的任一個(gè)，C j范圍從I到8，8表示通訊能力最強(qiáng)，分別為C 1=7，C 2=6, C 8=5，C10=LM i屬于Utl，在這里可以選擇路燈3，。
[0034]然后定義Wu=C」/Du，為路燈設(shè)備i通過路燈設(shè)備j做I級(jí)路由的權(quán)重函數(shù)，這樣可以得到^=(^/^=7/2,1=(^/^=6/1,^=(: 8/1)38=5/4,以及 W31tl=C-1(i/D31(i=1/4，比較之后，得到最大的是W32,這樣對(duì)于設(shè)備3在所有的Ltl中(1，2，8，10)，發(fā)現(xiàn)通過路燈設(shè)備2做路由是最佳的。也就是，從所有的Wu中選出最大的Wu，其所對(duì)應(yīng)的j，就是對(duì)于i的最佳路由j。
[0035]然后再看U0中的其他設(shè)備(4，5，6，7，9)，通過分別計(jì)算W41-W91tl，可以分別得到對(duì)于其他各自Utl中最小的Wu，以找出最佳的各自路由，如此就得到了基于最簡(jiǎn)單算法的I級(jí)路由鏈表，這里假設(shè)為R3={2}(表示路燈設(shè)備3理論上可以通過路燈設(shè)備2與燈箱cab通訊)，R4= {2}，R5= {2}，R6= {2}，R7= {8}，R9= {8}。
[0036]注意這里只是建立了路由鏈表，而不是上述路燈通過一級(jí)路由一定能夠?qū)崿F(xiàn)和燈箱的通訊，其余的需要更高級(jí)的路由才能實(shí)現(xiàn)與燈箱的通訊。
[0037]在每一級(jí)路由的選擇上，還可以適當(dāng)進(jìn)行擴(kuò)展:在選擇最佳路由的時(shí)候，可以不只選擇一個(gè)，還可以選擇次佳的，甚至是把所有可能的同級(jí)路由都選上，這樣可以最大限度的保證與燈箱Cab的通訊聯(lián)絡(luò)。比如對(duì)于路燈設(shè)備3，除了 R3={2}之外，還可以有R3K1={1}，R3K2= {8}，R3K3= {10},這樣在后續(xù)構(gòu)造路由鏈表的時(shí)候就多了很多選擇，這在多級(jí)路由中體現(xiàn)的尤其明顯。因?yàn)榈图?jí)別的路由無法完成通訊，尤其是在嘗試了所有可能的低級(jí)別路由輪詢后，有時(shí)候會(huì)因?yàn)樘厥庑枨?、測(cè)試需要以及穩(wěn)定性的原因，專門需要高級(jí)路由。此時(shí)的高級(jí)路由通訊，其速度較慢，花費(fèi)時(shí)間長，但是更為穩(wěn)定，與之對(duì)應(yīng)的是低級(jí)別路由盡管簡(jiǎn)單快速，但是不夠穩(wěn)定。多級(jí)路由N的權(quán)重計(jì)算可以根據(jù)前次通訊狀況，將通訊情況好的節(jié)點(diǎn)(O到N-1)篩選出來，作為路由建立的骨干節(jié)點(diǎn)。不同的權(quán)重計(jì)算方法可能導(dǎo)致不同的最佳路由鏈表?？梢愿鶕?jù)線路的特點(diǎn)以及N級(jí)路由建立后的通訊情況而調(diào)整權(quán)重方式以便取得更好的整體通訊效果，規(guī)定N的上限以便約束多級(jí)路由的復(fù)雜性及其路由鏈表的計(jì)算量。[0038]先描述二級(jí)路由的情況，即在0、1級(jí)(可包括擴(kuò)展I級(jí))路由輪詢下，Cab都無法與某一個(gè)U i (屬于Ui)通訊上，此時(shí)就需要考慮2級(jí)路由。而所謂2級(jí)路由，就是以O(shè)級(jí)路由不通，但是I路由級(jí)可通的設(shè)備(記為Tlj，屬于L1),來作為新的路由節(jié)點(diǎn)。因此，2級(jí)路由必須要經(jīng)過Tu的設(shè)備，不然就是I級(jí)路由了(I級(jí)路由就是通過O級(jí)路由可通訊的設(shè)備)。當(dāng)新的一次輪詢后，會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果，新的U。、L1^ U1,其中L1是通過一級(jí)路由能夠與Cab通訊的設(shè)備集合，而它們是二級(jí)路由可選的路由通道。
[0039]再回頭來看如何建立新的輪詢列表。首先還是U。，即O級(jí)路由設(shè)備，接著是U1,即
0、1級(jí)路由都無法通訊的設(shè)備。剩下的就是U。Utl和L1的新的輪詢指令行不變(若選擇擴(kuò)展路由方式，指令則可相應(yīng)增加)。
[0040]理論上來說，即便是最簡(jiǎn)單的2級(jí)路由鏈路，也可以有多種選擇方式。按照先前在定義I級(jí)路由鏈表時(shí)的方式，即用計(jì)算各自權(quán)重并比較大小的方式來確定2級(jí)路由鏈路。例如，對(duì)于U」，由于無法通過I級(jí)路由與Cab通訊，則必須經(jīng)由L1集合中的設(shè)備來中轉(zhuǎn)，這就是2級(jí)路由。但是由于L1中的設(shè)備不止一個(gè)，所以需要從L1中所有的設(shè)備k中選取。同時(shí)還要指出的是，當(dāng)前一級(jí)(即目前的O、I這兩級(jí))最佳的某個(gè)T k并非整體最佳的2級(jí)路由鏈路中的必然成員，因?yàn)槲覀冞€需要考慮T k自身通過I級(jí)路由與Cab的通訊能力。因而最簡(jiǎn)單的權(quán)重函數(shù)是Wik=Ck/Dik，其中Dik定義如前，而Ck是k在I級(jí)路由通訊中的C值。其中一種簡(jiǎn)單的取法就是k最后I次(或最后幾次的平均)成功通訊的C值(通訊能力值，參考I級(jí)路由確認(rèn)時(shí)的定義)，這樣如同I級(jí)路由一樣，我們?cè)贚1中通過Wik選擇最佳的k，然后再加上k自身的I級(jí)路由鏈路，如此構(gòu)成最簡(jiǎn)單的2級(jí)路由鏈表。同樣的將之加在i的0、1級(jí)路由指令行后面。如此，對(duì)于屬于U1的^，在整個(gè)輪詢列表中共占有3行(即便
和當(dāng)前的i_2)。如此，U1中的其它設(shè)備也同樣處理。當(dāng)所有的U1中的設(shè)備都處理完畢，則U1即可根據(jù)新一輪輪訓(xùn)后設(shè)備通訊情況再次分成L2和U2，其中L2保留2級(jí)路由鏈表不變，而U2則需要3級(jí)路由的處理，或者根據(jù)上位機(jī)程序需要截?cái)嘣?級(jí)路由。[0041]這樣我們就完成了 2級(jí)路由鏈表的確定工作。更高級(jí)的路由鏈表的確認(rèn)也可以類推。只是其計(jì)算量會(huì)進(jìn)一步的增加。而更復(fù)雜的某一級(jí)路由中最佳或次佳路由節(jié)點(diǎn)的確定工作(比如權(quán)重函數(shù)的構(gòu)造和參數(shù)選擇)可參考后面的描述。
[0042]首先是基礎(chǔ)鏈表，即所有設(shè)備都是O級(jí)路由(所有設(shè)備都嘗試直接通訊，這里圖示假設(shè)只有3個(gè)設(shè)備)。經(jīng)過I輪通訊，設(shè)備I可通屬于Lci,而2、3不通屬于％。則鏈表修改為第2行的內(nèi)容。經(jīng)過第二輪發(fā)，顯示I還是直接通，保留不變，2可以通過2-1的I級(jí)路由通訊，則保持2-1 (但2-0還是需要加入，以防線路變化和提高效率)，而3經(jīng)過I級(jí)路由還是不通，則加入2級(jí)路由(3_2),而3_0和3_1還是像設(shè)備2 —樣保留低級(jí)路由:這就是第3行的鏈表內(nèi)容。最后第3次通訊后，發(fā)現(xiàn)1、2通訊狀況保持不變，而3可以直接通訊了。則第4行的通訊鏈表對(duì)于設(shè)備3，就只有3-0的直接通訊(O級(jí)路由)還留在表中了。
[0043]在通信鏈路列表的維護(hù)和更新中，最新的鏈表可由前次或前幾次平均的通訊效果來更新。穩(wěn)定的鏈表結(jié)構(gòu)可以省去部分沒有必要的嘗試，比如不是所有設(shè)備的N級(jí)路由鏈表都從O級(jí)路由開始直到N-1?？梢砸?guī)定鏈表的總長度，從而約束N級(jí)路由的最高級(jí)數(shù)。根據(jù)實(shí)際通訊狀況和線路的時(shí)間和季節(jié)性來編制同一線路的不同策略的路由鏈表。
[0044]進(jìn)一步的,對(duì)二級(jí)路由的確定過程舉例如下,例如路燈j屬于Lci=U, 2，8，10}，k屬于L1= {3，4，7}，路燈i屬于U1= {5，6，9}。圖5示出了確定多級(jí)路由的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。首先確定各種Wik、Wkj、以及Dik、Dkj，承上所述，最簡(jiǎn)單的權(quán)重函數(shù)還是Wik=C k/Dik，其中Dik的定義不變，而C k是k在一級(jí)路由通訊中的C值，此C值不是單個(gè)數(shù)值，而是路燈k與燈箱Cab間的一級(jí)路由通訊的綜合數(shù)值。最簡(jiǎn)單的取法就是k前面一次成功通過一級(jí)路由而與燈箱Cab進(jìn)行了通訊的C值(這里取C」+C w，其中路燈j是路燈k的實(shí)際一級(jí)路由設(shè)備，C」是路燈j作為路由時(shí)與燈箱Cab直接通訊的通訊能力參數(shù)值(例如取值1-8，8表示通訊能力最強(qiáng))，而C kj就是路燈k與路燈j之間通訊的通訊能力值，同樣是1-8的取值。
[0045]舉例來說，對(duì)于路燈設(shè)備3，其一級(jí)路由R3={2}，則C 3=C 2+C 32=6+6=12。類似的R4={2}，C 4=C 2+C 42=6+5=11 ；R7={8}，C 7=C 8+C 78=5+5=10。
[0046]于是對(duì)于屬于U1 的路燈設(shè)備 3，就有 W53=CyD53= 12/1，ff54=C_4/D54=ll/2, W57=C 7/D57=10/2。相比較就得到了最佳的k是3，。然后再結(jié)合路燈設(shè)備3的一級(jí)路由情況，就得到了關(guān)于路燈設(shè)備5的二級(jí)路由表，為2R5={3，2}，前者3表示與路燈5直接通訊的L1中的成員，后面的2是路燈設(shè)備3的一級(jí)路由。就這樣如同一級(jí)路由一樣，我們?cè)贚1中通過Wik選擇最佳的k,然后再加上k自身的一級(jí)路由鏈路，如此構(gòu)成最簡(jiǎn)單的二級(jí)路由鏈表。
[0047]當(dāng)然，和擴(kuò)展的一級(jí)路由一樣，對(duì)于二級(jí)甚至高級(jí)路由，都有更多的擴(kuò)展路由方式可以選擇。比如我們可以窮盡所有的Ltl和L1的組合來確定路由表，而不是僅僅WL1中選出某個(gè)k來。即便是在L1中選，我們也可以類似的選出不止一個(gè)k。比如對(duì)于路燈設(shè)備5，我們還有2R5K1={4，2}和2R5K2={7，8}。此外，本發(fā)明中的權(quán)重函數(shù)Wik在實(shí)際應(yīng)用中可以有更復(fù)雜的算法。
[0048]同樣的，建立了路由鏈表并不意味著都可以與燈箱Cab通訊成功，以前述的示例來說，對(duì)于路燈設(shè)備9來說，就沒有通訊成功，而是被分到了 U2中，最后歸類于L2，或者現(xiàn)有條件下始終無法與Cab通訊。
[0049]以下接著詳細(xì)介紹通 訊列表的建立、維護(hù)更新和使用。請(qǐng)同時(shí)參見圖6，由于路燈線路特征的關(guān)系，所有的通訊和路由表都是實(shí)時(shí)變化的，也就是說，要根據(jù)最新的通訊情況實(shí)時(shí)更新C k值(通訊能力值)、Dik值(設(shè)備間直接通訊能力，在最簡(jiǎn)單的情況下可以是固定的相對(duì)位置數(shù)值)，從而更新路由鏈表。并且，根據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)的要求，加入各級(jí)擴(kuò)展路由表，以增強(qiáng)與燈箱Cab的最終通訊能力。
[0050]仍以前述的路燈1-10這些設(shè)備為例。首先是首次通訊前，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和設(shè)備相對(duì)位置得到粗略的Dik值(后面可以變化，也可根據(jù)通訊情況簡(jiǎn)單化處理保持不變)。此時(shí)，首個(gè)通訊列表應(yīng)該是O級(jí)路由表，即所有設(shè)備嘗試與Cab直接通訊。(作為特例，也可以根據(jù)該線路和設(shè)備的歷史通訊情況及其文檔程度，直接加載歷史通訊路由表)。則首次通訊的列表為:1-0，2-0，3-0，4-0，5-0，6-0，7-0，8-0，9-0，10-0，其中 O 代表燈箱 Cab。
[0051]然后根據(jù)實(shí)際與Cab的通訊情況，更新列表。還是以例子I為例，首輪路燈1、2、8、10可以和燈箱Cab通訊。這樣第I輪通訊結(jié)束后，需要計(jì)算并給出剩余設(shè)備的路由表，并加入到最初的列表中。這樣就有了下面的第2輪的列表:1-0，2-0，3-0，3-2-0，4-0，4-2-0，5-0，5-2-0，6-0，6-2-0，7-0, 7_2_0，8-0，9-0，9_2_0，IO-O0 注意，這里 1、2、8、10 設(shè)備因?yàn)榭梢灾苯油ㄓ嵍３植蛔儯?-0表示路燈設(shè)備I下次還是直接與Cab通訊。而3-2-0表示下次路燈設(shè)備3通過路燈設(shè)備2作為其I級(jí)路由與Cab通訊。但由于線路不穩(wěn)定原因，以及效率因素，即便是需要路由，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算我們會(huì)將直接的和低級(jí)的路由放在(很可能需要的)高級(jí)路由之前。當(dāng)然，也可以在通訊列表的更新過程中，如有某一路燈和燈箱之間存在多個(gè)通訊方案(路由)的情況，保留低級(jí)別的路由方式，刪除高級(jí)別的路由方式。
[0052]第2輪通訊過后，再根據(jù)前述的情況，路燈設(shè)備3、4、7可以通過I級(jí)路由與Cab通訊成功，還剩下5、6、9共3個(gè)設(shè)備不行。它們需要2級(jí)路由。這樣第3輪的通訊按照規(guī)則計(jì)算各自路由表后，構(gòu)造列表如下(這里先假設(shè)了線路和設(shè)備的穩(wěn)定，即已經(jīng)確定的路由暫時(shí)保持不變):1-0，2-0，3-0，3-2-0，4-0，4-2-0，5-0, 5-2-0, 5-3-2-0,6-0,6-2-0,6-3-2-0,7-0，7-2-0，8-0，9-0，9-2-0，9-7-8-0,IO-O0 注意這里增加 了 5、6、9 設(shè)備的 2 級(jí)路由，路燈 5的路由表在前述內(nèi)容中已經(jīng)算出，設(shè)備6和9也可以同樣原則得到各自的2級(jí)路由表。后面的輪訓(xùn)列表和更高級(jí)的路由表也可以類似的算出。
[0053]此外，一旦通訊情況有變，則會(huì)相應(yīng)的增加和減少個(gè)別設(shè)備的路由級(jí)數(shù)或是路由設(shè)備。本算法也兼容上位機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)力干預(yù)通訊列表，比如增加各級(jí)的擴(kuò)展路由表，或者是對(duì)于路由級(jí)數(shù)的上限做出限制。本算法也支持根據(jù)通訊情況，對(duì)于長時(shí)間穩(wěn)定的通訊情況和路由情況，可以簡(jiǎn)化某些計(jì)算，以及減少不必要的直接通訊和低級(jí)路由通訊。
[0054]上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書所提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，通過為燈箱和各個(gè)路燈之間建立路由和更新通訊列表的方式實(shí)現(xiàn)燈箱以單工方式與所有的路燈進(jìn)行通訊，方法包括: 初始化通訊列表，初始的通訊方案是在路燈和燈箱首次通訊之前安排所有的路燈直接與燈箱通訊； 根據(jù)通訊列表中的順序和通訊方案，各個(gè)路燈依次與燈箱嘗試通訊，根據(jù)通訊是否成功劃分為可通訊路由組和不可通訊路燈組； 為不可通訊路燈組中的每一路燈計(jì)算最佳路由，根據(jù)可通訊路由組和不可通訊路燈組的路由計(jì)算情況，更新通訊列表中的通訊方案，然后以更新后的通訊列表為基礎(chǔ)重復(fù)前一步驟和本步驟的運(yùn)行，直到系統(tǒng)命令停止輪詢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，根據(jù)路燈和燈箱之間通訊鏈路中的設(shè)備數(shù)目將可通訊路由組分級(jí)，其中路燈和燈箱的直接通訊定義為最低級(jí)別的O級(jí)路由，路燈需要通過另一路燈和燈箱通訊定義為I級(jí)路由，并以此類推將所有的可通訊路由進(jìn)行分級(jí)，路由級(jí)別的數(shù)值表示路燈和燈箱的通訊鏈路之間的中間節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，在通訊列表的更新過程中，如有某一路燈和燈箱之間存在多個(gè)通訊方案，則保留低級(jí)別的路由方式，刪除高級(jí)別的路由方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，在通訊列表的更新過程中，如有某一路燈和燈箱之間存在多個(gè)通訊方案，則保留所有的路由方式并將低級(jí)別的路由方式設(shè)置為優(yōu)先于高級(jí)別的路由方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，對(duì)于不可通訊路燈組中的每一個(gè)路燈i，通過遍歷可通訊路燈組中的每一路燈j并計(jì)算對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)Wu，選擇最大的權(quán)重函數(shù)Wu所對(duì)應(yīng)的路燈j作為該路燈i在可通訊路燈組中的最佳路由節(jié)點(diǎn)，Wu=C」/Du，其中C」表示路燈j和燈箱之間的通訊能力，Du表示路燈i和路燈j之間的拓?fù)渚嚯x，i表示不可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)，j表示可通訊路燈組中的路燈的序號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，若遍歷的可通訊路燈組是O級(jí)路由，則其中的每一個(gè)C j表示路燈j和燈箱之間的直接通訊能力，若遍歷的可通訊路燈組是多級(jí)路由，則其中的每一個(gè)C j表示路燈j和燈箱之間的多級(jí)路由通訊的綜合能力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，Du所表示的路燈i和路燈j之間的拓?fù)渚嚯x是路燈i和路燈j之間間隔的設(shè)備數(shù)目。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于路燈線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單工通訊中自動(dòng)路由的方法，其特征在于，在每一級(jí)路由的選擇上，在選定最佳路由節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，還選擇次佳路由節(jié)點(diǎn)作為備選。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103905305SQ201410105930
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】顧國昌, 張益軍, 林輝 申請(qǐng)人:上海路輝電子科技有限公司