[发明专利]一种流量自适应的工业无线WIA-PA网络成簇方法

摘要

本发明请求保护一种流量自适应的工业无线WIA-PA网络成簇方法。该方法利用系统管理器对现场设备通信范围内有效簇首的数据流量进行统计，筛选获得单位时间内周期性数据流量最小的簇首，并指定给现场设备，实现现场设备的自动入网成簇过程；通过对WIA-PA标准规定的入网过程中帧格式的改进，现场设备可将成簇算法运行所需簇首信息传递给系统管理器，并由系统管理器将算法执行结果告知给现场设备、代理簇首和被指定簇首。本发明解决了在自动入网过程中，部分簇首下节点过于集中的问题，有效延长工业无线WIA-PA网络中簇首节点的生存周期，提高网络的整体传输性能。

主权项

一种流量自适应的工业无线WIA‑PA网络成簇方法，其特征在于：包括以下步骤：101、待入网设备在网络发现阶段，扫描信道并捕获其通信范围内的在网簇首发出的信标帧，并将所述链路质量≥N1的信标帧对应的不同簇首的地址信息生成为簇首统计列表；102、待入网设备在步骤101获得的簇首统计列表中随机选择一个簇首作为该设备入网阶段的代理簇首；103、待入网设备向步骤102选择的代理簇首发送改进的连接请求命令，连接请求命令包括扫描获得的簇首统计信息；代理簇首收到连接请求命令后，代理簇首根据连接请求命令的信息构造改进的入网请求并发送给系统管理器；104、系统管理器根据改进的入网请求中的簇首统计信息查找各个簇首的超帧调度信息，根据簇首已有的超帧调度信息，计算获得网内周期性数据流量最小的簇首节点；105、系统管理器判断步骤104计算获得的最小的簇首是否是该入网设备的代理簇首，如果是，则系统管理器返回改进型加入响应给代理簇首，响应帧载荷的指定簇首短地址域为代理簇首短地址，跳至步骤106；否则，由系统管理器指定该计算获得的周期性数据流量最小的簇首作为入网设备的最终簇首，先将待入网设备的设备信息作为簇成员指定命令帧载荷的一部分发送给该指定簇首，指定簇首收到系统管理器发送的包含待入网设备的设备信息的簇成员指定命令后，则将载荷中的待入网设备的设备信息加入自己的簇成员列表中；再将指定簇首短地址作为改进型加入响应命令帧载荷的一部分，返回给代理簇首，代理簇首收到系统管理器发送的包含指定簇首短地址的改进型加入响应，则构造改进型连接响应发送给待入网设备，连接响应帧的载荷中包含指定簇首的地址信息，发送完成后即完成此次代理入网职能，并解除与待入网设备的代理关系，跳转至步骤107；106、代理簇首收到改进型加入响应，且指定簇首为代理簇首，则该代理簇首成为入网设备的最终簇首，构造改进型连接响应按照WIA‑PA标准规定的传输过程返回给待入网设备，待入网设备成为代理簇首的簇成员，完成入网过程；107、待入网设备收到代理簇首的改进型连接响应，将指定簇首作为自己的最终簇首，成为该簇首的簇成员节点，完成该设备的入网过程。