[发明专利]一种用于三表无线集抄的分簇式自组网路由建立方法

说明书

本发明公开了一种用于三表无线集抄的分簇式自组网路由建立方法，建立电力供电的采集器与电池供电的中继器为簇头的类簇模型实现楼内燃气表的组网。本方法包括路由建立和路由维护两个过程。路由建立过程针对采集器距离限制需加装电池供电的中继器辅助采集的实际情况，并为了保证有效的利用资源，根据小区的分布和考虑到采集器与中继器的可靠采集距离，在“桶型”楼内设计并实现一种类簇的模型，通过考虑节点能量以及链路能量来实现能量均衡分类。路由维护过程中当链路中簇头或辅助簇头出现问题时，发出节点错误信息，针对失效节点，从新用最节能的方式与周围簇头进行组网保证数据可靠高效传输。

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种用于三表（电表、水表、燃气表）无线集抄的分簇式自组网路由建立方法。

背景技术

无线自组网络是由一组具有路由功能的节点所组成的分布式无线多跳网络。由于它节点传输范围有限，所以在源节点向目的节点发送数据时，通常需要其它节点提供寻径和中继的功能。网络中所有节点和节点间的无线信道就构成了网络的通信拓扑结构。节点的增加、删除所带来的拓扑结构变化，会造成通信转发的路径发生变化。所以无线自组网需要用动态路由算法来适应拓扑结构的变化，调整路由。

自组网路由设计需要考虑用户需求、网络能力、自组网特点和运行环境等多种因素，针对不同的实际应用需设计采用相适应的协议。

在三表（水表、电表、燃气表）的无线集中抄表应用中，网络的主要功能是做单向的数据汇集，所以通信周期的间隔比较长。网络拓扑结构变化频率较低，一般只在节点增加、删除时，才会发生网络拓扑结构的变化。于此同时，除电表外，节点一般由电池供电，其能量有限；其更换周期同表具的更换周期一般为5-8年。传统的路由协议因过多的协议开销和频繁的路由维护，会造成过多的无用能量损耗，缩短网络的使用寿命。随着数据量和用户的增加，此前的最优链路承担起了越来越大的负担，从而导致传输质量下降，包括延迟增加，丢包率增大或超额负载导致链路崩溃等，最终使链路失去了此前的优越性，造成个别节点的能耗加速。

根据路由建立的不同方式，自组网路由可以分为主动式路由、按需路由和混合路由。但是根据需求，传统的三种路由方式都不适用于三表无线集抄的场合。由于种种限制，现有的一种较好的解决办法就是利用现有的成熟资源。在目前的各项抄表行业中，电力抄表无疑是最成熟的一个集中抄表系统。针对某些小区的复杂楼型无法满足单采集器对表信息的采集而加装电池供电的辅助中继器的问题，需在拓扑结构变化频率低、以单项数据汇聚为主的网络环境下，设计出满足整体能耗均衡的设计需求的路由建立方法，实现采集器和中继器对楼内表具的横纵向的数据采集。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种用于三表无线集抄的分簇式自组网路由建立方法，本方法是一种基于类簇模型的自组网方式，在采用电池供电的中继器辅助采集数据时，可以更好的保证网络的能耗均衡性，数据传输的可靠性，从而实现对楼内横纵向数据的稳定采集。

为达到上述目的，本发明的构思是：针对采集器距离限制需加装电池供电的中继器辅助采集的实际情况，并为了保证有效的利用资源，根据小区的分布和考虑到采集器与中继器的可靠采集距离，在“桶型”楼内设计并实现一种类簇的模型，通过考虑节点能量以及链路能量来实现能量均衡分类。

根据上述发明的构思，本发明采用如下技术方案：

一种用于三表无线集抄的分簇式自组网路由建立方法，包含路由建立和路由维护两个过程，具体步骤如下：

1）路由建立：

S1-1 初始化：首先对所有节点进行编码，要求每个节点拥有一个独立的节点地址和侦听限制时间，节点编码通过手动指定或自动选择；根节点编码独立设置，并需额外设定路由发起间隔周期和侦听限制时间；

S1-2 路由发起间隔周期期满后，根节点生成路由特征码并发起路由建立，特征码表预先存储或者自动生成；