[发明专利]一种无线自动组网的方法

权利要求书

1.一种无线自动组网的方法，其特征在于，网络采用分层网络结构，包括中继层、路由层和终端层，中继层上的中继节点与下属路由层上的路由节点之间采用星形连接，路由节点与下属的终端层上的终端节点之间也采用星形连接；

方法包括步骤：

预先在工作频段之间选取N个工作频道，作为N个跳频频率；

设定路由节点RSSI门限，当实时检测到的RSSI高于RSSI门限时，则该路由节点认定为受到干扰，上报对应中继节点申请跳频，中继节点跳频，同时发送信标到路由节点，如果路由节点没有收到信标，则路由节点跳频搜索及跟踪，直到收到信标，以确保中继节点与各路由节点共用同一个频道，路由节点锁定该共用频道；

将路由节点与其各终端节点的工作频率建立在共用频道上，计算路由节点与各终端节点通信时各自最佳的功率值，然后在路由节点和终端节点发射功率为最佳的前提下，测试各路由节点是否有与其他路由节点频率相冲突，如果有，则对相冲突的路由节点的频率重新分配，直到各个路由节点的频率均不相冲突为止；

中继节点依次载入各路由节点的频率，当路由节点收到频率值后，先在共用信道上通知各终端节点换频，并确认每个终端节点都收到换频数据后，再自动将频率由共用频率换到新频率上；在新频率上再对各个终端节点进行轮询测试后，上报中继节点频率载入成功；待所有路由节点完成频率载入后，网络进入正常工作状态；

中继节点跳频的判断方法是：

(1-1)路由节点分别在跳频区上的N个工作频道上停T1时间对监听频道的RSSI值进行采样，取N个频道上的RSSI平均值，在此平均值的基础上，加一个增量后，再作为路由节点的RSSI门限，每T2时间对RSSI门限进行一次更新；

(1-2)选择RSSI值最小的频道作为当前中继节点的工作频率，当实时检测到的RSSI高于RSSI门限时，则中继节点跳频，跳频采用循环跳频方式。

2.根据权利要求1所述的无线自动组网的方法，其特征在于，在中继节点对网络系统进行同步操作过程中，路由节点采用循环跳频，用于搜索、跟踪信标，具体设置内容如下：

(2-1)跳频时隙设置：路由节点处于接收状态，其每个频率的接收时隙设置为T3，以确保N个不同频率的时隙下一定能够跟踪到任何频率上的信标，当连续收到P个以上信标数据包后，则锁定接收频率，进入共用频道；

(2-2)路由节点最佳发射功率的设置：中继节点将路由节点回复数据时检测出的RSSI数据再发回路由节点，由路由节点调整其发射功率到最佳发射功率值；

(2-3)传送时隙设置：当P个不同频率的时隙过后路由节点仍没收到信标，说明中继节点没发信标或发射功率小，这时，则进入搜索状态，搜索状态下除完成对N个频道的搜索，后加有路由节点与其终端节点的数据交换时隙，实现路由节点对终端节点的周期控制；同时，在搜索一个周期后，将路由节点的功率增加一级，当增加到最大时，还没接收到信标，则认为中继节点没有发信标；

(2-4)跳频初始值设置：当路由节点频率处于锁定接收频率状态下时，如果突然收不到信标数据包，则以当前频率作为跳频搜索的初始值开始搜索。

3.根据权利要求2所述的无线自动组网的方法，其特征在于，所述中继节点发完M组信标后，理论上各路由节点的频道可以跳到共用频道上，从第M+1组开始进行轮询，收到路由节点回复则确定频道已共用，否则，中继节点在不停止其它工作的前提下继续询问，X次无回复，则通过以太网上报，将该路由节点定为故障处理。

4.根据权利要求1所述的无线自动组网的方法，其特征在于，路由节点以轮询的方式分别与各终端节点进行通信，在数据传送过程中路由节点分别得到与终端节点通信的最佳功率值，记为Ps1，Ps2，…..，Psk，其中，Psk为第s个路由节点与其对应的第k个终端节点通信的最佳功率值，取上述最佳功率值中的最大值Psimax，作为第s个路由节点最佳的功率值；同时，终端节点分别得到与路由节点通信的最佳功率值，记为Pe1，Pe2，…..，Peu，其中，Peu为第u个终端节点与其对应的第e个路由节点通信的最佳功率值。