[發明專利]軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法及裝置

在審

• 申請號: 201811178000.5
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109152099A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 黃雪峰;王洪超;楊冬;關山;龐龍;龔愷
• 申請（專利權）人: 北京新聯鐵集團股份有限公司;北京交通大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04W4/06;H04W40/04;H04W40/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據數量、通信距離因素對無源傳感器節點進行分組，每組節點包括一個中心節點和多個子節點，且通過不同的網絡號和通信頻段相互獨立，以建立分布式無源無線傳感器網絡；

通過超幀設計對所述分布式無源無線傳感器網絡進行時隙調度，以執行預設任務；

根據所述分布式無源無線傳感器網絡中節點能量的大小動態選取所述中心節點，以進行所述分布式無源無線傳感器網絡的組網和能量均衡；以及

將所述分布式無源無線傳感器網絡中所述子節點所采集的數據通過所述中心節點進行匯總，并向地面固定基站設備傳輸，以將所述數據傳輸至服務器。

2.根據權利要求1所述的軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法，其特征在于，所述通過超幀設計對所述分布式網絡進行時隙調度，進一步包括：

通過時分復用將所述分布式無源無線傳感器網絡接入協議，其中，超幀的周期長為10s，且平均分為1000個時隙，每個時隙的時長為10ms。

3.根據權利要求2所述的軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法，其特征在于，所述時隙按照功能劃分為基站信號監聽時隙、中心節點廣播時隙、中心節點變更時隙、節點數據采集時隙、子節點上行時隙、中心節點上行時隙、能量均衡時隙和休眠時隙。

4.根據權利要求1所述的軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法，其特征在于，所述組網過程進一步包括：

在所述節點同步后，隨機設立一個預設長度的發包定時器，定時器定時結束時，節點將發送所述節點的組網廣播包；

在所述發包定時器選擇完成后，所述節點開啟子網內部監聽，同時設定預設監聽時間；在所述發包定時器完成計時，將觸發節點發送組網廣播包，待組網廣播包發送完畢，所述節點重新回到監聽模式，按照流程繼續執行；若上述節點在監聽過程中收到網絡中心節點的廣播包，所述節點將根據上述廣播包的信息執行入網流程；

若所述節點收到其他子節點而不是中心節點的組網廣播包，則上述節點將根據所述中心節點選取算法計算中心節點；若所述節點未收到預設數量的組網廣播包，則記錄所述組網廣播包中的地址信息和電量信息，并重新回到監聽狀態；若所述節點收到預設數量的組網廣播包以獲取中心節點，則所述節點將立即發送廣播包，并將所述中心節點的信息告知網絡中的所有節點；

當所述監聽定時器超時，則所述節點在整個入網流程中沒有收到所述中心節點的廣播包；若所述節點收到的組網廣播包的數量未達到中心節點選取算法所需的數量，則網絡中多數節點并未開啟，當前不適合組建網絡，所以節點將執行退避休眠算法；待休眠過程結束，重新開啟入網流程。

5.根據權利要求1所述的軌道交通車輛無源無線傳感器網絡節點組網方法，其特征在于，根據所述分布式無源無線傳感器網絡中節點能量的大小進行所述中心節點的動態選取，以進行所述述分布式無源無線傳感器網絡的組網和能量均衡，進一步包括：

設置所述子網的無源無線傳感器節點的數目為N，臨界點為k，且k＝log₂^N，收到組網廣播包的數量為m；

所述子節點收到組網廣播包后，解析組網廣播包，由k＝log₂^N，計算k值，N為節點數目；

如果k小于或等于1，則選取能量較高的子節點作為所述中心節點；

若k值大于1且收到的組網廣播包的數量m小于k，則當前不適合組建網絡，上述中心節點不改變；

若k值大于1且收到的組網廣播包的數量m大于或等于k，則節點更新當前最大能量的子節點，將當前最大能量的子節點作為所述中心節點，并返回新選取的中心節點的身份信息。