[发明专利]一种基于ZigBee非公平网络信道资源共享方法

说明书

本发明涉及一种基于ZigBee非公平网络信道资源共享方法，包括以下步骤：(1)系统执行当前任务，进入步骤(2)；(2)倘若有新任务生成，进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；(3)计算新任务与当前任务的优先级，倘若新任务优先级更高，抢占执行，结束；否则返回步骤(1)。本发明通过在协议栈中引入一种调度算法，综合考虑系统稳定性、任务执行紧迫性、任务执行过程中的生存率、价值收益，实现价值收益与执行生存率的提高。本发明的反应性抢占信道方法，增加紧急任务及时获得信道的概率，从而实现了系统稳定，增加了任务执行生存率。

技术领域

本发明属于无线传感网络领域，涉及一种基于ZigBee非公平网络信道资源共享方法。

背景技术

随着无线传感网络的广泛应用，在ZigBee网络的应用在智能家居系统中，考虑将来家庭中联网电器的增加，各种的任务不断地出现，在信道资源较缺乏的情况下，这些都会导致通信量的增大，造成网络协调器及网络总线负载率增大，出现较多准备传输的数据无法发送的问题。基于CSMA-CA载波监听协议虽然能够避免发射冲突，但是很难解决有效利用信道的问题，因此有效无线信道资源共享方式也成为当前关注热点。

为了合理利用信道资源，目前针对网络ZigBee的调度有基于轮询调度算法、基于令牌机制的ZigBee网络调度，基于轮询的调度算法中，协调器通过不断询问周边节点的是否有数据进行发送，若有则发送数据，没有则轮询下一个节点。虽然采用这种方法可以合理利用信道，但是当轮询一个终端节点恰好有数据发送给协调器时，协调器会开始接收终端发送的数据，但是当有其他节点想发送数据时，就必须等待正在发送数据的节点发送完成，如果前面有很多节点的话，即使任务比较紧迫，依然会优先完成前面节点所需要发送的任务，这样就存在非常不合理的调度问题。

基于令牌机制的ZigBee网络调度算法类似于轮询策略，要求获得虚拟令牌的才具有发送数据的资格，因此令牌在整个网络中要求是唯一的。协调器具有周期性生成令牌的功能，防止令牌在传递过程中丢失，协调器将令牌轮流递给周围节点，节点获得协调器发送的令牌后，检查本节点是否需要发送数据，一旦有数据发送，则会将数据发送给相应的节点，在接收节点接受完数据后，将令牌返回给协调器，协调器在接收到令牌后再次将令牌发送给下一个节点，如果在节点传递过程中由于信道环境问题丢失令牌，整个网络就会形成令牌真空环境，协调器在等待一段时间后就会自动生成令牌以解决这类问题。基于令牌机制的调度策略依然无法应对和轮询调度同样的问题，即无法处理突发性事件，在本节点发送数据过程中，其他节点存在紧急事务，由于没有令牌而无法发送数据，因此只能等待到本节点及其它节点发送完，如果是较为紧急的节点任务就会由于无法及时得到处理从而产生重大损失，因此调度系统需要具备抢占信道功能来处理突事务。

在目前具有优先级调度策略当中存在从价值优先、最短执行时间、剩余空闲时间、截止期等方面来考虑，在不同的应用场景当中采用不同的调度策略，以达到特定的性能指标，如抢占次数、价值积累、截止期错误率等，这些方法设定了调度决策，决定了发生突发事件时，根据价值、执行时间、剩余执行时间、截止期等来查看是由哪个事件获得执行权，但是没有考虑到随着连续丢弃执行任务越多，新执行任务的优先级没有得到补偿增加，在有另外任务抢占时依然可能抢占成功，因此存在浪费系统资源、提高抢占次数、减少价值收益、增加截止期错误率问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ZigBee非公平网络信道资源共享方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于ZigBee非公平网络信道资源共享方法，包括以下步骤：

(1)系统执行当前任务，进入步骤(2)；

(2)判断是否有新任务生成，倘若有，进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)计算新任务与当前任务的优先级，倘若新任务优先级更高，抢占执行，结束；否则返回步骤(1)。