[發明專利]一種面向智能大棚的網格化定位方法

有效

• 申請號: 201410003586.7
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103702418B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 郟東耀;鄒勝雄
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 劉奇

1.一種面向智能大棚的網格化定位方法，采用IPv6的無線傳感器網絡，包括數個傳感器節點，每個所述傳感器節點擁有全球唯一的IP地址，與用戶進行點到點通信；無線傳感器網絡還包括接入節點、匯聚節點和普通節點，其特征在于包括以下步驟：

步驟1)將無線傳感網絡中監測大棚區域網格化，使每一個網格中具有一個匯聚節點和數個普通節點，將匯聚節點與接入節點構建成樹的星型結構，匯聚節點通過加入樹結構獲得全球路由前綴；

步驟2)匯聚節點通過接入節點獲得傳感器節點地址；

步驟3)普通節點通過匯聚節點和網格坐標獲取傳感器節點地址；

步驟4)農戶使用手機或電腦客戶端，通過匯聚節點和普通節點獲得的傳感器節點地址的定位信息對大棚進行控制；

所述接入節點是邊界路由器，連接WSN與IPv6網絡，負責向WSN其他節點提供網絡前綴；

所述匯聚節點是能夠為本網格內普通節點分配IPv6地址的節點；

所述普通節點是采集大棚數據的監測傳感器節點和調節裝置開關的控制傳感器節點；

各所述傳感器節點的IPv6地址由三個部分構成：第一部分是全局路由前綴，即接入節點的IP地址，無限傳感器網絡中所有傳感器節點的全局路由前綴都相同；第二部分是各傳感器節點的網格坐標，即對監測區域進行分區后的橫坐標和縱坐標；第三部分為網格內傳感器節點的ID，當傳感器節點ID＝0時，表示該網格，當傳感器節點ID＝l時，表示本網格中的匯聚節點；采用該地址格式的配置方案，既可以查詢某一個區域內的數據，也可以單獨尋址某一個傳感器節點；

所述步驟4)還包括：

步驟401)用戶向服務器發送查詢農業大棚內所有傳感器節點IP地址的命令；

步驟402)所有傳感器通過接入節點將IP地址發送到服務器數據庫；

步驟403)服務器通過IP地址選擇一個監測傳感器節點發送采集數據的命令，查詢命令通過接入節點轉發至匯聚節點到達指定的監測傳感器節點；

步驟404)目的監測傳感器將采集的數據通過匯聚節點和接入節點返回到服務器；

步驟405)服務器判斷接收到數據是否超過設定值，是則轉步驟406)，否則轉步驟408)；

步驟406)服務器通過IP地址向大棚相應的控制節點發送調節裝置命令；

步驟407)目的控制傳感器控制相應的狀態開關，并將執行結果返回到服務器；

步驟408)結束；

依據所述步驟4)，農戶隨時隨地獲取大棚參數，來進行實時監控，所述大棚參數包括溫度、濕度和光照強度，根據節點的IPv6地址判斷傳感器所在的位置信息，節約成本；

所述監測傳感器節點包括三個部分：無線收發器、微處理器和傳感單元；所述微處理器通過無線收發器接收來自互聯網用戶的數據包，微處理器對數據包中的命令進行解釋和處理，并將傳感單元采集的數據通過無線收發器發送到互聯網用戶；

所述控制傳感器節點包括三個部分：無線收發器、微處理器和控制單元；所述微處理器通過無線收發器接收來自互聯網節點的數據包，微處理器對數據包中的命令進行解釋和處理，控制單元啟動或關閉調節裝置的開關，用于控制農業大棚的環境。

2.根據權利要求1所述的一種面向智能大棚的網格化定位方法，其特征在于所述步驟2)還包括：

步驟201)開始；

步驟202)每一個傳感器節點向同一網格內的相鄰的傳感器節點廣播其適應值；

步驟203)當每一個傳感器節點都知道其相鄰傳感器節點的適應值后，則適應值最小的傳感器節點為本網格的匯聚節點；

步驟204)當某傳感器節點X成為匯聚節點后，設置自己的傳感器節點ID為1，并向接入節點發送加入樹數據包，其中包含所在網格的橫、縱坐標；

步驟205)接入節點收到該數據包時，向匯聚節點X返回一個應答控制包，內容為該WSN的全球路由前綴；

步驟206)匯聚節點X接收到該數據包后，將全局路由前綴與所在網格的坐標以及傳感器節點ID組合構建成IPv6地址；

步驟207)結束。

3.根據權利要求1所述的一種面向智能大棚的網格化定位方法，其特征在于所述步驟3)還包括：

步驟301)開始；

步驟302)普通節點X向所在網格的匯聚節點Y發送獲取IPv6地址的數據包；

步驟303)匯聚節點Y采用哈希函數除留余數法為節點X分配一個傳感器節點ID；

步驟304)匯聚節點Y判斷所述傳感器節點ID是否具有唯一性；

步驟305)是轉步驟306)，否則匯聚節點Y用線性探測法再產生一個傳感器節點ID，然后轉步驟304)；

步驟306)匯聚節點Y將所述傳感器節點ID與自己所在的網格坐標ID及全局路由前綴相結合形成IPv6地址，將IPv6地址封裝成一個控制包，將此控制包返回給普通節點X；

步驟307)普通節點X將控制包中的IPv6地址作為自己的IPv6地址；

步驟308)結束。