[发明专利]一种智能照明灯具通信传输信道选择方法

说明书

本发明公开了一种智能照明灯具的通信传输信道选择方法，是利用信道过去的状态信息预测通信信道未来空闲的概率与空闲时间期望，空闲概率的大小决定是否切换信道，信道空闲时间期望用于更新智能照明ZigBee设备的备选信道序列。本发明能用于智能照明ZigBee设备受到信号干扰时选择出优良的通信信道，减少ZigBee设备信道选择的次数、保证ZigBee设备的网络通信质量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种智能照明灯具通信传输信道选择方法，适用于智能照明ZigBee设备受强Wi-Fi信号干扰的环境中。

背景技术

随着人们生活品质的提高和物联网技术的发展，人们对于照明灯具的要求越来越高。一方面，照明设备需要提供基础的照明功能；另一方面，还需要实现照明灯具的“智能化、节能化、精细化控制与管理”，达成人、照明设备、其他设备三者之间互联互通的目标，进一步推进智慧城市的到来。

按照控制方式智能照明控制技术可划分为三种，即人工控制、自动控制、智能控制；按照通信方式的不同，智能照明控制技术也可划分为有线、电力载波和无线三大类。要实现照明灯具的“智能化”，“网络化”是其关键的一步，运用了ZigBee组网技术的智能照明控制系统引人关注。

ZigBee是基于IEEE802.1.5.4的无线标准协议，有868MHz、915MHz、2.4GHz三个工作频段，在中国地区默认使用了2.4GHz的工作频段。与此同此，Wi-Fi技术也工作于2.4GHz频段，且Wi-Fi的网络节点相比ZigBee节点有着更高的发送功率、更短的数据帧间隔，造成了强Wi-Fi信号会影响ZigBee网络节点通信性能的局面，提高ZigBee技术的抗干扰性能已刻不容缓。

为了避免来自WiFi信号的干扰，目前的解决方法可分为避免和共存两种策略，干扰避免指的是通过扫描信道寻找到相对安静的工作信道，避开WiFi信号的干扰；共存是指预测WiFi的工作时隙，在WiFi信号可能的空闲时隙来发送ZigBee网络信息。

当选择切换通信信道的方法避免信号干扰时，常用的切换信道序列有基于IEEE802.15.4协议无线传感器网络标准定义的四种固定跳信道序列和随机的切换信道。

天津大学唐伟华等提出了一种基于概率的载波侦听多路访问(CSMA)控制算法(计算机工程,2016,第42卷(4):55-59)，根据包接收率的大小判断网络干扰的强弱，并通过预先设置概率函数选择开启或者关闭CSMA。但是该方法在某一信道受阻严重时无法实现信道的切换。

内蒙古大学边玮提出了一种基于多信道的ZigBee网络通信质量下降严重时的孤立节点跳频方法(内蒙古大学硕士学位论文，基于ZigBee的多信道干扰避免研究与应用，2017)，该方法中孤立节点在原网络通信信道受阻的情况下可以加入其他信道的网络。但是该方法需要配置多个协调器建立ZigBee网络，成本较高。

西南科技大学冉君军提出了一种基于无线链路时空性的干扰评估方法(西南科技大学硕士学位论文，ZigBee网络抗干扰技术的研究与实现，2018)，该方法采用模糊C均值聚类对信道状态进行等级划分，并基于链路质量与包接收率来优化信道切换的序列。但是该方法在信号干扰严重时无法保证信道切换的次数。

发明内容

本发明是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种智能照明灯具通信传输信道选择方法，以期在智能照明ZigBee设备受到信号干扰时能选择出优良的通信信道，从而减少ZigBee设备信道选择的次数、保证ZigBee设备的网络通信质量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明一种智能照明灯具的通信传输信道选择方法，所述智能照明灯具中包含有若干个ZigBee终端节点，所述ZigBee终端节点与网络协调器进行通信并形成通信网络；其特点是，所述传输信道选择方法是如下步骤进行：