[发明专利]一种短距多节点接力式自适应无线组网方法

说明书

本发明一种短距多节点接力式自适应无线组网方法，网络中所有节点通过跳频发送、通过邻居扩散、再通过接收和筛选方式，建立邻居列表和最佳路径路由表，并按照设定的节拍持续进行维护或更新；当新节点接入网络时，首先搜索邻居，向邻居发送自身信息，接收其它节点信息，自适应地建立自己的邻居列表和最佳路径路由表；如果某节点因为自身故障或者断电等原因，经过设定的时间后仍没有恢复，该节点被认为脱离网络，网络中所有节点自动感知后，在路由表中将其删除，并重新优化和更新邻居列表和路由表。本发明一种短距多节点接力式自适应无线组网方法，组网方便且成本低廉。

技术领域

本发明所述的一种短距多节点接力式自适应无线组网方法，主要应用于组网节点数多、节点之间距离短、对信息交换时效性要求低、数据量不大、低成本的应用场合。例如，用于路灯控制、桥梁安全监测等领域。

背景技术

2018世界物联网博览会期间发布的《2017-2018年中国物联网发展年度报告》中提到：2017年，中国物联网市场规模已突破1万亿元人民币，年复合增长率超过25％；中国物联网重点上市企业营收达4833.8亿元人民币，同比增长20.7％；无锡作为中国物联网发展“核心区”物联网年营收超2000亿元人民币，拥有物联网企业超过2000家，发明专利申请量2500多件，承接的物联网工程遍及全球700多座城市。

目前具有代表性的、已成熟可用的物联网技术主要有：Wave Mesh协议、WirelessHART协议、ZigBee协议、Lora协议、NB-IOT协议等。

Wave Mesh协议采用私有多径路由协议，能充分利用网络中的冗余路由，数据链路具有优异的自愈性和稳定性。网络不需要初始化，节点上电可以立即进行无线通信，支持规模大、拓扑结构变化快的移动网络，是无线移动自组网的理想协议。所有节点都是平等的，都可以休眠。网络性能优异，易于部署，可裁剪性好、自愈性好。协议栈代码尺寸小、容错性高，即使出现供电等硬件故障也会在极短时间内自我恢复。凭借在诸多网络特性上的绝对优势，WaveMesh协议已经在很多行业中得到应用。

Wireless HART协议是第一个开放式的可互操作无线通信标准，用于满足流程工业对于实时工厂应用中可靠、稳定和安全的无线通信的关键需求。灵活性满足不同应用的要求，WirelessHART协议支持多种报文模式，包括过程和控制值单向发布、异常自发通知、ad-hoc请求/响应和海量数据包的自动分段成组传输(auto-segmented blocktransfers)。这些能力允许按应用要求定制通信，因此降低功率使用和费用。

ZigBee协议是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。

LoRa协议是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

NB-IOT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。