[发明专利]电力载波传感器网络的拓扑维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力载波传感器网络的拓扑维护方法。

背景技术

电力载波传感器网络以现有电力线作为传输信号的媒介，凭借永久在线、覆盖广、成本低等优点而被广泛使用。然而，电力载波传感器网络复杂多变的负载，严重的噪声干扰，时变信道等特点造成通信链路不稳定，而且在网络运行过程中，在线节点或因失效而脱离网络，还可能有全新节点加入到网络中，使得网络的拓扑结构复杂多变。为保证网络中数据传输的可靠性，电力载波传感器网络的拓扑维护极为重要。

国内已公开的电力载波传感器网络的拓扑维护都包含在动态路由和组网中。动态路由和组网方法有以下几种：一种是基于分簇的重构拓扑。分簇拓扑重构又分为交叠簇重构和非交叠簇重构。其中交叠簇网络要求每个节点都要具有很强的数据处理能力和存储空间，建设成本高；基于非交叠分簇拓扑重构算法路由单一，若此路由遭到破坏，则要全网拓扑重构，不仅耗费大量的系统资源，还会降低系统的运行效率。另一种是基于蚁群算法的动态路由。基于蚁群算法的动态路由对节点存储、处理数据的能力要求高；节点越多，拓扑重构的时间随之显著增长，浪费系统资源。这两种方法只能解决由于节点故障或失效引起的简单拓扑变化问题，对于复杂拓扑变化的处理性能不高，耗时长。

为了避免传统的网络重构方法发现拓扑变化并进行维护效率低、资源开销大等缺点，本文提出了基于电力载波传感器网络的树状拓扑结构，通过分枝探测来发现拓扑改变并局部维护的方法。

发明内容

【发明要解决的技术问题】

为克服上述缺陷，本发明的目的在于减少重新组网的长时间耗费，也避免逐个簇发现拓扑改变效率低的缺点。

为达到上述目的，本发明一种电力载波传感器网络的拓扑维护方法为：基于Positioning-IP(定位IP)地址编码，逐个分枝发现本枝的丢失和新增节点，然后对新增节点采用续组网的方法进行局部维护。

【解决问题的技术手段】

进一步地，上述方法包括以下步骤：

1编址：Positioning-IP具有定位功能，就是根据这个地址可以找到该节点在网络拓扑中的物理位置。

2分枝：从枝头节点到枝尾节点的所有节点组成一个分枝。

3丢失节点发现：分枝发现丢失节点就是在电力载波传感器网络的拓扑中，根据具有定位功能的节点逻辑地址Positioning-IP划分分枝，然后再逐条分枝探测，发现各分枝的丢失节点。

4新增节点发现：全网分枝发现丢失节点结束后，即进入新增节点发现。新增节点发现除了类似丢失节点发现的全网分枝探测外，需要考虑新增节点父节头的选取和网关下新增簇的发现。

5局部维护：对于丢失节点维护，则只需在存储拓扑信息数据库中将对应节点状态改为丢失，而对于新增节点的维护，则要将所有新节点都加入到网络中。加入网络的过程就是给新节点分配Positioning-IP的过程。

【发明的效果】

根据本发明的全网分枝发现丢失和新增节点，局部维护的方法，能够使拓扑维护机制的资源利用率和维护效率得以提高。

附图说明

图1是本发明的发现丢失节点流程图。

图2是本发明的发现新增节点流程图。

图3是本发明的续组网流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明一种电力载波传感器网络的拓扑维护方法作进一步的说明。

本发明涉及的电力载波传感器网络的拓扑维护方法包括以下步骤：

一.编址,具体为：

Positioning-IP具有定位功能，就是根据这个地址可以找到所针对的节点在网络拓扑中的物理位置。

所述节点为基于电力载波传感器网络的基本控制模块。其兼顾传统网络模块的终端和路由双重功能，除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他模块转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他模块协作完成一些特定任务。

如表1所示，Positioning-IP采取十六进制数可变长编址，由IP长度(IP_Length)、簇IP(Cluster_IP)和簇成员编号三部分组成。

表1 Positioning-IP格式