[發明專利]一種農業物聯網深度路由預防方法

無效

• 申請號: 201210227732.5
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102739568A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 聶鵬程;何勇;吳迪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L12/58
• 分類號: H04L12/58;H04L29/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 馬士林

技術領域

本發明涉及一種物聯網的深度路由，尤其涉及一種農業物聯網深度路由預防方法。

背景技術

農業物聯網是將大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息，以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。

對于任一農業物聯網，判斷網絡質量的好壞，需要綜合網絡性能指標。該指標包含了由于不同應用的多種屬性，在此只考慮實際需求指標，分別是能量損耗、延時、帶寬和包丟失率。

能量損耗為信息路由在信息的傳送過程中，傳感器節點處的能量損耗和處理節點處的能量損耗所構成，傳送時經過的節點越多，能量損耗越大。信息在農業物聯網內路由、多跳的過程中必然會導致信息傳輸的延時產生，路由路徑越復雜，產生的延時越大。網絡帶寬是無線網絡通信協議的重要的評價指標之一，帶寬指從源節點到目的節點的路徑的可用數據帶寬。網絡丟包率為路徑下的所有數據包及丟失的數據兩者之間的比值。

路由的級數即一個節點的信息傳送到目的節點過程中，需要中轉的趟數。根據網絡綜合服務性能指標計算得出，當路由級數大于6級時，能量損耗加大，延時時間加長，網絡丟包率增加，網絡質量變差，因此稱路由級數大于6級時為深度路由。

為了了解路由深度與網絡質量的關系，利用路由深度與網絡延時、網絡帶寬對比，過程如下：在一條直線上放置10個節點，每個節點在電路板的主電源線上串入一個1歐姆電阻，并測量該電阻電壓。通過該方法間接測量該節點在5分鐘內的功耗情況。按照路由通信規則，設定每個節點采集頻率為3秒一次。采集完畢后直接發送自己的數據，每個節點均具有路由功能。每個節點的射頻信號功率放大倍數調至0，射頻模塊內部功率放大也調到0倍，確保同一直線的節點信息只能通過前向節點路由傳輸。10個節點依次按編號順序從小到大開機，先開1號節點，記錄該節點的信號延時、能耗情況，并在5分鐘內后打開節點2，節點1保持開機情況，測量2號節點的網絡參數情況。依次類推，直到將10個節點的電源全部打開。分別記錄10個節點在路由深度發生變化后的能耗情況、延時情況。如圖1、圖2所示。

得到的結果證明，路由深度越大，網絡質量越差，特別是網絡延時和能耗在6級之后開始呈指數上升模式。這種現象造成農業物聯網的可靠性與實時性降低。

因此必須發明一種方法，解決現有技術中路由深度過大，網絡質量差的問題。

發明內容

本發明公開了一種農業物聯網深度路由預防方法，解決了路由深度過大，網絡質量差的問題。

一種農業物聯網深度路由預防方法，包括根據節點地理位置生成節點通信路徑圖，在所述節點通信路徑圖中，建立直角坐標系，通過橫向對比法，確定當前節點在有效范圍內的橫向距離最大的相鄰節點，歷遍所有節點建立最大橫向路徑通信圖；

當前節點發送信息時，根據最大橫向路徑通信圖與目標節點之間建立最大橫向路徑鏈接，并將信號發送給目標節點。

所述當前節點為任意一個節點，在整個網絡中，所有節點需要依次的按照網絡架構將數據傳送至上位機；

所述的相鄰節點為相鄰的前向節點。

相鄰的前向節點是指當前節點向上位機傳送數據時，沿數據傳輸方向的下一個節點，根據傳輸的需要與當前節點相鄰的前向節點一般有多個，因此要分別計算與當前節點的距離并進行比較；

所述目標節點為與上位機通信的最終節點，一般僅有一個。

所述根據節點地理位置生成節點通信路徑圖的過程如下：

有GIS地圖情況下，將節點布置于農田中，利用GPS位置測定儀測量該節點處的衛星定位數據；

將節點的衛星定位數據轉化為相應的圖紙坐標；

獲得所有節點的圖紙坐標，并將圖紙坐標疊加在GIS地圖上，得到所述節點通信路徑圖。

所述根據節點地理位置生成節點通信路徑圖的過程如下：

無GIS地圖情況下，在農田中確定一已知地理位置參照點；

在平面地圖中確定待設置的節點與參照點之間的地理位置偏移；

根據所述地理位置偏移將待設置的節點布置在農田中。

節點通信路徑圖為本發明中建立最短路徑通信圖的基礎，根據有GIS地圖及無GIS地圖兩種情況，利于按實際情況建立節點通信路徑圖。

所述橫向對比法為：

L′＝x_a-x_b；

其中：

L′為兩個節點在節點通信路徑圖中x軸方向的水平距離；