[发明专利]阴极保护数据自动采集系统无线传感器网络通信协议方法

摘要

本发明是一种阴极保护数据自动采集系统的无线传感器网络通信协议方法，涉及数字信息的传输和管道系统技术领域。本方法采用三层协议架构，从底层到上层依次为物理射频层、网络层和应用层；所述物理射频层将底层的数据封装成帧结构，把CSMA‑CA载波监听冲突避免算法植入其中；所述网络层通过调用物理射频层封装的软件接口实现协议中数据包组建、检索、输入输出控制和网络层发送接收接口函数；所述应用层通过调用网络层提供的软件接口创建能实现各种应用层功能的应用程序接口函数。本发明能高保障通信，可大幅提升阴极保护数据自动采集系统的工作效率、降低管理成本、保障石油管道运输安全性。

主权项

一种阴极保护数据自动采集系统无线传感器网络通信协议方法，其特征是无线传感器网络采用三层协议架构，从底层到上层依次为：物理射频层、网络层和应用层；所述物理射频层将底层的数据封装成帧结构，把CSMA‑CA载波监听冲突避免算法植入其中；同时物理射频层将节点物理地址固化其中，并封装操作底层硬件的软件接口，为网络层提供直接控制物理射频层的代码接口；所述网络层通过调用物理射频层封装的软件接口实现协议中数据包组建、检索、输入输出控制和网络层发送接收接口函数，同时在网络层植入动态路由选择算法、确认重传算法和大数据包拆分发送算法保障在最低功耗下的高效、高保障数据传输；所述应用层通过调用网络层提供的软件接口创建能实现各种应用层功能的应用程序接口函数，完成阴极保护数据自动采集系统需求的节点组网、数据请求、数据转发、网络遍历、日志记录回传和网络状态反馈功能；通过物理射频层、网络层和应用层的分层的框架设计对数据包进行分层处理；所述动态路由选择算法由以下几个部分组成：a)建立路由表：节点启动时以各个发送功率按照由小到大的顺序依次发送广播包，根据收到的反馈数据包建立路由表，路由表记录了在不同发送功率下所有可连接节点的通信地址；重启节点可自动完成路由表更新功能；b)查询路由表：节点发送数据包前需查询路由表，寻找最合适下一跳地址；选择原则：以最小发射功率寻找跳数最低下一跳节点，当发送失败时提高发送功率，在该发送功率下查询路由表，再次寻找跳数最低的下一跳节点，以此类推，直至将数据包发送成功后结束；同时，主节点具备可查询任意节点路由表信息的功能；c)维护路由表：在节点发送和接收数据包时，可通过发送接收成功或失败情况完成对路由表的更新。