[发明专利]一种用于安全绳电子监测模块的可扩展适配树路由协议

说明书

技术领域

本发明涉及用于高空作业时基于物联网的安全绳佩戴状态智能监测领域，特别涉及安全绳电子监测模块自组网时的路由协议。

 

背景技术

安全绳是在高空作业时用于保护人员和物品安全的绳索，适用于外线电工、建筑工人、电信作业工人、电线维修等施工人员，是防止高处作业人员坠落的重要防护用品。现有基于物联网的安全绳佩戴状态监测装置能够有效防止某些施工人员因安全意识淡薄，存在怕麻烦和侥幸心理，不正确佩戴或使用安全绳而导致的安全事故，但安全绳佩戴状态监测装置在实用中需要解决两个问题：1、随着施工现场安全绳电子监测模块使用数量的增大，自组织网络规模扩大引起路由延迟增大，网络性能严重下降，检测时间延长，路由协议将无法找到一条可靠的路由路径；2、在一个较大区域的施工现场，即使初始状态下安全绳电子监测模块路由己经建好，但在使用过程中安全绳电子监测模块会随着施工人员动态变化，因此在网络规模变大或者网络中存在大量可移动安全绳节点的情况下，网络能否维持良好的性能，并能为高空作业人员使用的安全绳电子监测模块提供可靠的通信服务。

 

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于安全绳电子监测模块的可扩展适配树路由协议，解决安全绳电子监测模块随着自组织网络规模扩大引起路由延迟增大，网络性能下降的问题，提高安全绳节点间的网络通信性能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于安全绳电子监测模块的可扩展适配树路由协议，其特点是：它主要包括两个部分：一个是可扩展路由协议的初始化，包括安全绳节点的关联、地址块的分配以及邻居安全绳节点关系的建立；另一个就是可靠的路由协议；是通过将施工现场安全绳节点的网络拓扑反映在逻辑地址上，然后根据每个节点所维护的邻居安全绳电子监测模块节点状态列表，判断出数据包该往哪个安全绳节点转发；下一跳地址是从每个转发安全绳节点的邻居节点状态列表中得到的，在转发数据时，可扩展适配树路由的实施过程将不再需要经历传统的路由发现；同时每个安全绳监测节点仅仅维护自己的N跳的安全绳监测节点的信息。

本发明省去了数据包转发之前路由路径的发现时间；只需要维护少量的路由表信息，节省存储空间，减少了通信开销以及能量消耗。每个安全绳节点只用维护离自己N跳的邻居节点信息（N可以配置，一般满足1<=N<=3），安全绳节点的加入和离开网络都会引起的其下属的客户端的位置信息的变化，这将通过可扩展树维护算法的协助，通告相关的安全绳节点，更新他们的路由表信息。在安全绳节点寻找路由过程中，提供了多条路由路径，当网络拓扑发生变化时，通过路由维护过程来修补失效的路径或利用路由发现过程来得到新路径，避免了传统协议只在某条路径失效时进行路由恢复这一弊端。

 

附图说明

图1是安全绳节点关联初始化流程图。

图2是安全绳节点地址块分配过程示意图。

图3是安全绳节点邻居关系建立示意图。

图4是安全绳节点收到RREQ报文后对其处理的流程图。

图5是安全绳节点收到RREP报文后对其处理的流程图。

图6是安全绳节点收到RACK报文后对其处理的流程图。

 

具体实施方式

本发明它主要包括两个部分：一个是可扩展路由协议的初始化，包括安全绳节点的关联、地址块的分配以及邻居安全绳节点关系的建立；另一个就是可靠的路由协议；是通过将施工现场安全绳节点的网络拓扑反映在逻辑地址上，然后根据每个节点所维护的邻居安全绳电子监测模块节点状态列表，判断出数据包该往哪个安全绳节点转发；下一跳地址是从每个转发安全绳节点的邻居节点状态列表中得到的，在转发数据时，可扩展适配树路由的实施过程将不再需要经历传统的路由发现；同时每个安全绳监测节点仅仅维护自己的N跳的安全绳监测节点的信息。在安全绳节点寻找路由过程中，提供了多条路由路径，当网络拓扑发生变化时，通过路由维护过程来修补失效的路径或利用路由发现过程来得到新路径。

1、可扩展适配树的建立

可扩展适配树网络拓扑结构是本协议的关键，根据安全绳电子监测网络中节点加入的先后顺序构建可扩展适配树。树型网络结构形成之后，根据每个安全绳电子监测模块设定的允许其他安全绳节点的客户端接入数量，自安全绳根节点而下，分配临时网络地址。安全绳节点通过向邻居节点发送加入请求报文，建立安全绳节点之间的邻居关系，形成可扩展适配树网络。下面将分别介绍安全绳节点的关联、地址块的分配和邻居关系的建立这三个过程。

（1）安全绳节点关联