[發(fā)明專利]一種提高工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810047015.8
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101309135A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王懌;胡海;王銀鋒;王芙蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L1/22
• 分類號: H04L1/22;H04L1/16;H04L12/02;H04L12/28
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 張偉

1.一種提高工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

在傳感器終端節(jié)點(diǎn)安裝多個無線網(wǎng)卡，用于終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)卡冗余；終端節(jié)點(diǎn)所配備的冗余網(wǎng)卡數(shù)量，是由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的權(quán)重決定，該終端節(jié)點(diǎn)上傳輸數(shù)據(jù)的權(quán)重越大，分配的冗余網(wǎng)卡的數(shù)量越多；

對終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置，包括如下步驟：所述終端節(jié)點(diǎn)檢測無線網(wǎng)卡，按無線網(wǎng)卡端口地址分配基地址和注冊中斷向量，識別網(wǎng)卡型號，并初始化該網(wǎng)卡的MAC控制器，PHY控制器；

該無線網(wǎng)卡向無線網(wǎng)卡接入基站注冊本網(wǎng)卡信息，無線網(wǎng)卡基站向該無線網(wǎng)卡返回應(yīng)答信息，終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述返回應(yīng)答信息計(jì)算并記錄該無線網(wǎng)卡通信鏈路的誤碼率；

重復(fù)執(zhí)行上述初始化設(shè)置步驟，直到該終端節(jié)點(diǎn)上所有無線網(wǎng)卡初始化完畢；

終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)記錄的無線網(wǎng)卡誤碼率數(shù)據(jù)進(jìn)行信道通信質(zhì)量的排序，形成終端無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列；

指定所述網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列中通信質(zhì)量最好的網(wǎng)卡為主工作網(wǎng)卡，其余的網(wǎng)卡作為備份工作網(wǎng)卡；

定時(shí)更新終端節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列，并根據(jù)網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列進(jìn)行網(wǎng)卡切換，用于選擇通信質(zhì)量最好的網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

在終端節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列更新的間隔期內(nèi)，如果當(dāng)前主工作網(wǎng)卡通信不正常，則按照網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列中通信質(zhì)量由高到低的順序切換到備份工作網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功。

2.如權(quán)利要求1所述的提高工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法，其特征還在于，所述定時(shí)更新終端節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列，并根據(jù)網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列進(jìn)行網(wǎng)卡切換的具體方式為：

所述終端節(jié)點(diǎn)設(shè)有心跳信號定時(shí)觸發(fā)器，當(dāng)心跳信號定時(shí)觸發(fā)器定時(shí)溢出后，終端節(jié)點(diǎn)按照終端無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列中的順序依次選擇其隊(duì)列中的網(wǎng)卡進(jìn)行心跳測試，以便得到各網(wǎng)卡的通信鏈路質(zhì)量信息，所述心跳測試即終端節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)卡向接入基站發(fā)出心跳信號；心跳信號由一組收發(fā)雙方都已知的數(shù)據(jù)序列構(gòu)成，當(dāng)心跳序列由終端無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列中的某一塊網(wǎng)卡發(fā)送到無線網(wǎng)卡接入基站之后，即等待應(yīng)答信號，若在規(guī)定的時(shí)限及重傳次數(shù)限制下該網(wǎng)卡還未能收到有效的應(yīng)答信號，即把當(dāng)前測試的無線網(wǎng)卡放入終端無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列隊(duì)尾，并標(biāo)記為故障網(wǎng)卡；若該網(wǎng)卡及時(shí)收到應(yīng)答信號，即根據(jù)收到的應(yīng)答信號進(jìn)行誤碼率計(jì)算評估，并根據(jù)誤碼率獲得當(dāng)前無線網(wǎng)卡通信鏈路質(zhì)量，根據(jù)此網(wǎng)卡通信鏈路質(zhì)量值的大小插入終端無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列中的適當(dāng)位置；誤碼率越小，鏈路通信質(zhì)量越好，則該網(wǎng)卡在通信質(zhì)量隊(duì)列排列位置越靠前；并且終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)隊(duì)列中的網(wǎng)卡通信質(zhì)量排序及時(shí)將當(dāng)前主工作網(wǎng)卡切換到通信質(zhì)量最好的無線網(wǎng)卡上去；當(dāng)該終端節(jié)點(diǎn)所有無線網(wǎng)卡都經(jīng)過心跳輪詢之后，即按照預(yù)先設(shè)定的心跳信號定時(shí)觸發(fā)器延時(shí)準(zhǔn)備下一次心跳測試。

3.如權(quán)利要求2所述的提高工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法，其特征還在于，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議中的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)置信道切換層和鏈路狀態(tài)監(jiān)測層兩個子層，所述鏈路狀態(tài)監(jiān)測層與物理層通訊，所述信道切換層與網(wǎng)絡(luò)層通訊，

在終端節(jié)點(diǎn)與接入基站進(jìn)行心跳測試中，鏈路狀態(tài)監(jiān)測層測量無線網(wǎng)卡的通信鏈路的誤碼率，將通信鏈路質(zhì)量情況提供給信道切換層；

信道切換層收到所述鏈路狀態(tài)監(jiān)測層測量的通信鏈路的誤碼率，更新無線網(wǎng)卡通信質(zhì)量隊(duì)列；完成更新后，將當(dāng)前通信鏈路隊(duì)列頂部網(wǎng)卡的設(shè)備號提供給無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序，無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序?qū)⒃擁敳烤W(wǎng)卡設(shè)置為主工作網(wǎng)卡。