一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)信道選擇及節(jié)點自適應(yīng)入網(wǎng)方法

1、創(chuàng)造名稱： 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)信道選擇及節(jié)點自適應(yīng)入網(wǎng)方法 摘要：本創(chuàng)造公開一種多網(wǎng)關(guān)信道評估，節(jié)點自適應(yīng)入網(wǎng)的方法，實現(xiàn)節(jié)點對通信 信道及網(wǎng)關(guān)對象的最優(yōu)化選擇。其具體的內(nèi)容包括： 1構(gòu)建一個多網(wǎng)關(guān)，多節(jié) 點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。2網(wǎng)絡(luò)初次建立階段， 多網(wǎng)關(guān)之間通過掃頻對各個網(wǎng)絡(luò) 信道質(zhì)量進(jìn)行總體評估。3根據(jù)各個信道的質(zhì)量評估結(jié)果網(wǎng)關(guān)劃分頻率集， 選 擇適宜的信道作為自身的工作信道及缺省信道。 4節(jié)點入網(wǎng)階段在缺省信道上 和不同網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信， 通過判別自身和不同網(wǎng)關(guān)在缺省信道上的通信質(zhì)量， 選擇 最優(yōu)通信質(zhì)量的網(wǎng)關(guān)作為自己的管理者， 實現(xiàn)節(jié)點的自適應(yīng)入網(wǎng)。 本創(chuàng)造可以提 高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

2、入網(wǎng)的靈活性及準(zhǔn)確性，提高接入網(wǎng)節(jié)點的自適應(yīng)能力。權(quán)利要求書1 一個多網(wǎng)關(guān) 2多節(jié)點 3的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具體由多個網(wǎng)絡(luò)簇 1 及 后臺的上位機(jī) 4組成，其特征在于：有多個網(wǎng)絡(luò)簇1，每個網(wǎng)絡(luò)簇1中包括多個節(jié)點 3，和一個網(wǎng)關(guān)2。 網(wǎng)絡(luò)簇 1內(nèi)通信為無線通信，網(wǎng)絡(luò)簇間通過工業(yè)有線的現(xiàn)場總線通信。所述的節(jié)點 3主要完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，及無線收發(fā)的功能。所述的網(wǎng)關(guān) 2，主要完成數(shù)據(jù)的無線收發(fā)，無線協(xié)議棧的調(diào)度管理，無線 數(shù)據(jù)的聚合，及通過工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī) 4之間的通信。所述的上位機(jī) 4，主要實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)視，及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)命令的 發(fā)布。2 一種網(wǎng)絡(luò)初次建立階段， 多網(wǎng)關(guān) 2通過掃頻評估各

3、個通信信道質(zhì)量的方法。 采用權(quán)利要求 1 所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，具體實現(xiàn)步驟如下：1步驟 201，將所有網(wǎng)關(guān) 2上電并接入工業(yè)以太網(wǎng)。2步驟 202，上位機(jī) 4通過工業(yè)以太網(wǎng)與所有網(wǎng)關(guān) 2建立連接。3步驟 203，通過后臺的上位機(jī) 4效勞器發(fā)布一個掃頻命令，整個無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)關(guān) 2開始依次掃頻。4步驟 204，掃頻采用兩兩分組的形式進(jìn)行。每兩個網(wǎng)關(guān) 2為一組，一 個網(wǎng)關(guān) 2作為無線信號發(fā)送器，一個網(wǎng)關(guān) 2作為無線信號接收器，對 16 個信道分 16 個時間戳逐個掃頻。5步驟 205，掃頻時，在固定的一段時間戳 T 內(nèi)，每個信道上發(fā)送 1000 個 數(shù)據(jù)包，統(tǒng)計該時間T內(nèi)的

4、包接收率PRR,假設(shè)包接收率高，表示該信道的通 信質(zhì)量好，信道較為干凈；假設(shè)包接收率低，表示該信道的通信質(zhì)量較差，信道 干擾較大。3 一種網(wǎng)關(guān) 2缺省信道及工作信道的選擇方法,該方法應(yīng)用于權(quán)利要求書1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 采用權(quán)利要求書 2 所述的信道質(zhì)量評估結(jié)果進(jìn)行具 體的選擇,其特征在于,具體實現(xiàn)步驟如下：1步驟 301,每個網(wǎng)關(guān)2按照信道的其固有順序構(gòu)成一張頻率集配置表。2步驟 302,對每個網(wǎng)關(guān) 2的信道評估結(jié)果按通信質(zhì)量的上下,由 PPR高的信道到 PPR 低的信道進(jìn)行排序,使得頻率集配置表的信道排列順序為信道質(zhì)量高到信道質(zhì)量低。并且將信道質(zhì)量高的前8個信道作為使用信道頻率集，

5、后8個信道作為備用信道頻率集。3步驟303,上位機(jī)4通過工業(yè)以太網(wǎng)讀取所有網(wǎng)關(guān)2的信道頻率集 配置表。4步驟304, 上位機(jī)4通過評估所有網(wǎng)關(guān)的頻率集配置表，在使用頻率 集中選出相對于所有網(wǎng)關(guān)2來說信道質(zhì)量較佳的信道作為所有網(wǎng)關(guān)2的缺 省信道。并在每一張頻率集配置表中，選擇除了缺省信道以外最好的信道作為每 個網(wǎng)關(guān)2的工作信道。5步驟305,上位機(jī)4通過工業(yè)以太網(wǎng)更新所有網(wǎng)關(guān)2的頻率集配置 表。將原先的頻率集配置表的組成，更新為缺省信道，工作信道，備用頻率集一， 備用頻率集二。4 一種節(jié)點3入網(wǎng)的多網(wǎng)關(guān)2選擇機(jī)制，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)，其信道采用權(quán)利要求2評估及權(quán)利要求三所選擇

6、的缺省信道與工作信 道，其特征在于實現(xiàn)步驟如下：1步驟401，在網(wǎng)絡(luò)建立初期，所有的網(wǎng)關(guān)2處于缺省信道，并在缺省 信道處定時播送網(wǎng)絡(luò)建立幀。2步驟402,節(jié)點3上電并處于缺省信道，偵聽所有網(wǎng)關(guān)2的網(wǎng)絡(luò)建 立幀。3步驟403,節(jié)點3在缺省信道從收到第一條網(wǎng)絡(luò)建立幀開始，等待一 個網(wǎng)絡(luò)周期，收集在其所處的物理位置下，所有網(wǎng)關(guān)2的網(wǎng)絡(luò)建立幀。4步驟404,節(jié)點3將收集到所有的網(wǎng)絡(luò)建立幀，按網(wǎng)關(guān)2地址進(jìn)行 分類。每一個網(wǎng)關(guān)2對應(yīng)與其發(fā)送的所有網(wǎng)絡(luò)建立幀。5步驟405,網(wǎng)關(guān)2處于等待狀態(tài)409,節(jié)點3對每一個網(wǎng)關(guān)2 的所有網(wǎng)絡(luò)建立幀進(jìn)行評估。節(jié)點3對多網(wǎng)關(guān)2的質(zhì)量評估，將網(wǎng)絡(luò)建立 幀中的RSSI值取平均

7、，每個網(wǎng)關(guān)2一條通信質(zhì)量評估信息。AjGWjn i iRSSIA為通信質(zhì)量評估信息，GWj _ RSS|為第j個網(wǎng)關(guān)2，第i條網(wǎng)絡(luò)建立幀的接 收信號強(qiáng)度，n表示的是節(jié)點一共接受了 n條網(wǎng)絡(luò)建立幀。6步驟 406，節(jié)點選擇通信質(zhì)量最高的網(wǎng)關(guān)作為自身的管理者， 并發(fā)送相應(yīng) 的入網(wǎng)幀給網(wǎng)關(guān) 2。7步驟 407，網(wǎng)關(guān) 2收到來自節(jié)點 3的入網(wǎng)幀后，回復(fù)節(jié)點 3一 條地址分配幀，為每一個節(jié)點 3在自己的簇 1內(nèi)分配一個邏輯地址。8步驟 408，節(jié)點 3收到地址分配幀，回復(fù)網(wǎng)關(guān) 2一個確認(rèn)幀。節(jié)點 3入網(wǎng)成功。一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)信道選擇及節(jié)點自適應(yīng)入網(wǎng)方法技術(shù)領(lǐng)域 本創(chuàng)造涉及嵌入式技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

8、，分布式技術(shù)，無線通信技術(shù)等多種 現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)， 特別涉及到了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)組建過程， 實現(xiàn)了節(jié)點 對信道及網(wǎng)關(guān)的優(yōu)化選擇， 為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高后續(xù)網(wǎng)絡(luò)正常工作的可靠性打 下堅實根底。背景技術(shù) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著網(wǎng)關(guān)，節(jié)點的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)規(guī) 模也隨之越來越大。 由于每個網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍都是有限的， 因此常常使用增加網(wǎng) 關(guān)數(shù)量的方法來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高覆蓋率， 同時為了使得網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋信號不會產(chǎn) 生盲區(qū)，多個網(wǎng)關(guān)安裝部署的時候， 往往會有一小塊區(qū)域出現(xiàn)網(wǎng)關(guān)覆蓋重疊的現(xiàn) 象，即節(jié)點參加任何一個在該區(qū)域內(nèi)有覆蓋信號的網(wǎng)關(guān)都是可行的。 對于網(wǎng)關(guān)單 覆蓋區(qū)域出現(xiàn)的節(jié)點要想入網(wǎng)比

9、擬簡單。 由于只有一個網(wǎng)關(guān)， 只需直接搜索在該 區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的網(wǎng)關(guān)信號， 便可直接入網(wǎng)。 對于網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域重疊的地方， 節(jié)點入 網(wǎng)相對復(fù)雜， 不僅需要合理的評判各個網(wǎng)關(guān)與自身的通信質(zhì)量， 還需要綜合考慮 節(jié)點功耗，及各個網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等多方面的問題。因此，合理選擇網(wǎng)關(guān)，對于 節(jié)點的壽命，及該節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)可靠性都有著至關(guān)重要的影響。此外，由于整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)及節(jié)點眾多， 又存在網(wǎng)關(guān)覆蓋重疊現(xiàn)象， 當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正常工作的時候， 如果所有的節(jié)點及網(wǎng)關(guān)都采用的是同一個無 線信道，就會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)碰撞，信道擁堵，數(shù)據(jù)重發(fā)等現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象會 大大的增加節(jié)點及網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)開銷， 不僅數(shù)據(jù)傳輸可靠性

10、低， 整個網(wǎng)絡(luò)的生存周 期也會受到很大影響。 為了防止產(chǎn)生上述現(xiàn)象， 可以采用網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)關(guān)之間的信道 相互錯開的方法，而本身對于2.4Ghz加載協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)只 有有限的 16 個網(wǎng)絡(luò)信道。因此必須采用跳頻的方式，保證相鄰的網(wǎng)關(guān)，在自身 簇內(nèi)進(jìn)行正常數(shù)據(jù)收發(fā)時不處于同一個信道上， 降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)碰撞， 提高可靠性。 另外，當(dāng)簇內(nèi)所有的節(jié)點都進(jìn)入休眠期時， 所有的網(wǎng)關(guān)都跳轉(zhuǎn)到缺省信道上， 發(fā) 布網(wǎng)絡(luò)建立幀， 使得新參加的節(jié)點能夠自適應(yīng)的選擇最優(yōu)的網(wǎng)關(guān)， 實現(xiàn)整個網(wǎng)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。目前，在國內(nèi)專利檢索中， 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)組建方面也有相關(guān)專利， 上海交通大學(xué)的孔令和與 2022年

11、 8月31日申請的“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速組網(wǎng)方 法，通過先驗估計在節(jié)點布撒前預(yù)估簇頭節(jié)點數(shù)量，布撒后各簇頭立刻開始并 行組成一跳分簇的網(wǎng)絡(luò)并行融合成整個網(wǎng)絡(luò)， 從快速響應(yīng)方面， 探討了無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)。 毛宏偉與 2022 年 3 月 14 日申請的 “一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、 建立 方法及通信方法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸需求變化、網(wǎng)絡(luò)管理 命令變化、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通訊調(diào)度的建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本創(chuàng)造公開一種無線多網(wǎng)關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點自適應(yīng)入網(wǎng)機(jī)制， 有別 于上述專利的節(jié)點入網(wǎng)機(jī)制， 提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建立期間， 網(wǎng)關(guān)合理選擇缺 省信道及工作信道， 及節(jié)點優(yōu)化選擇網(wǎng)關(guān)管理者。

12、 實現(xiàn)整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能 的優(yōu)化。創(chuàng)造內(nèi)容 本創(chuàng)造目的在于正對現(xiàn)有的技術(shù)缺乏，當(dāng)多網(wǎng)關(guān)覆蓋到同一個區(qū)域時，節(jié)點 的參加會出現(xiàn)多種選擇， 提出一個節(jié)點自適應(yīng)擇優(yōu)選擇網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)機(jī)制。 通過網(wǎng) 關(guān)合理選擇信道，節(jié)點合理選擇網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)無線節(jié)點入網(wǎng)的性能優(yōu)化。為了到達(dá)上述目的本創(chuàng)造的構(gòu)思是：在網(wǎng)絡(luò)組建初期，網(wǎng)關(guān)對2.4Ghz頻段的16個信道進(jìn)行通信性能測試，網(wǎng)關(guān) 按照兩兩分組的形式實現(xiàn)逐個掃頻， 建立頻率表配置集， 通過頻率表配置集的排 序，劃分，更新等相應(yīng)的操作，網(wǎng)關(guān)選擇適宜的工作信道，缺省信道，備用頻率 集一與備用頻率集二。 缺省信道作為所有節(jié)點的初始化信道， 在此信道上發(fā)送網(wǎng) 絡(luò)建立幀， 以使

13、得新參加的節(jié)點能在缺省信道上擇優(yōu)選擇網(wǎng)關(guān)進(jìn)行入網(wǎng)。 工作信 道作為網(wǎng)絡(luò)正常工作時的一個網(wǎng)關(guān)與節(jié)點直接的數(shù)據(jù)收發(fā)信道。 備用頻率集作為 候補(bǔ)信道，為整個網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的效勞。根據(jù)上述創(chuàng)造構(gòu)思，本創(chuàng)造采用下述技術(shù)方案： 一個多網(wǎng)關(guān)多節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)， 具體包括多個網(wǎng)絡(luò)簇及后臺的上位機(jī)， 其特征在于：有多個網(wǎng)絡(luò)簇，每個網(wǎng)絡(luò)簇中包括多個節(jié)點，和一個網(wǎng)關(guān)。所述的節(jié)點主要完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，及無線收發(fā)的功能所述的網(wǎng)關(guān)，主要完成數(shù)據(jù)的無線收發(fā)，無線協(xié)議棧的調(diào)度管理，無線數(shù)據(jù) 的聚合，及通過工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī)之間的通信。所述的上位機(jī)，主要實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)視， 及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)命令的發(fā)布。 一種網(wǎng)絡(luò)初次

14、建立階段，多網(wǎng)關(guān)掃頻，評估信道質(zhì)量的方法。采用上述的無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，具體實現(xiàn)步驟如下：1將所有網(wǎng)關(guān)上電并接入工業(yè)以太網(wǎng)。2上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)與所有網(wǎng)關(guān)建立連接。 3通過后臺的上位機(jī)效勞器發(fā)布一個掃頻命令，整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的所 有網(wǎng)關(guān)開始依次掃頻。4掃頻采用兩兩分組的形式進(jìn)行。每兩個網(wǎng)關(guān)為一組，一個網(wǎng)關(guān)作為無線 信號發(fā)送器，一個網(wǎng)關(guān)作為無線信號接收器， 對 16個信道分 16個時間戳逐個掃 頻。5掃頻時，在固定的一段時間戳 T 內(nèi)，每個信道上發(fā)送 1000 個數(shù)據(jù)包，統(tǒng) 計該時間T內(nèi)的包接收率PRR,假設(shè)包接收率高，表示該信道的通信質(zhì)量好， 信道較為干凈；假設(shè)包接收率低，表示該

15、信道的通信質(zhì)量較差，信道干擾較大。一種網(wǎng)關(guān)缺省信道及工作信道的選擇方法, 該方法上述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng),利用網(wǎng)關(guān)掃頻后的信道評估結(jié)果,對信道進(jìn)行擇優(yōu)選擇,其特征在于,具體 實現(xiàn)步驟如下：1每個網(wǎng)關(guān)按照信道的其固有順序構(gòu)成一張頻率集配置表。2對每個網(wǎng)關(guān)的信道評估結(jié)果按通信質(zhì)量的上下，由PPR高的信道到PPR低的信道進(jìn)行排序, 使得頻率集配置表的信道排列順序為信道質(zhì)量高到信道質(zhì)量 低。并且將信道質(zhì)量高的前 8個信道作為使用信道頻率集， 后 8個信道作為備用 信道頻率集。3上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)在網(wǎng)關(guān)的讀取所有簇頭節(jié)點的信道頻率集配置表。 4上位機(jī)通過評估所有網(wǎng)關(guān)的頻率集配置表，在使用頻率集中選出

16、相對于 所有網(wǎng)關(guān)來說信道質(zhì)量較佳的信道作為所有網(wǎng)關(guān)的缺省信道。 并在每一張頻率集 配置表中，選擇除了缺省信道以外最好的信道作為每個網(wǎng)關(guān)的工作信道。5上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)更新所有網(wǎng)關(guān)的頻率集配置表。將原先的頻率集 配置表的組成，更新為缺省信道，工作信道，備用頻率集一，備用頻率集二。一種節(jié)點入網(wǎng)的多網(wǎng)關(guān)選擇機(jī)制，應(yīng)用于上述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其信道采 用經(jīng)過頻率集配置表更新后的缺省信道與工作信道，其特征在于實現(xiàn)步驟如下：1在網(wǎng)絡(luò)建立初期，所有的網(wǎng)關(guān)處于缺省信道，并在缺省信道處定時播送 網(wǎng)絡(luò)建立幀。2節(jié)點上電并處于缺省信道，偵聽所有網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)建立幀。3節(jié)點在缺省信道從收到第一條網(wǎng)絡(luò)建立幀開始，等待一個

17、網(wǎng)絡(luò)周期，收 集在其所處的物理位置下，所有網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)建立幀。4節(jié)點將收集到所有的網(wǎng)絡(luò)建立幀，按網(wǎng)關(guān)地址進(jìn)行分類。每一個網(wǎng)關(guān)對 應(yīng)與其發(fā)送的所有網(wǎng)絡(luò)建立幀。5網(wǎng)關(guān)處于等待狀態(tài)409,節(jié)點對每一個網(wǎng)關(guān)的所有網(wǎng)絡(luò)建立幀進(jìn)行評估。 節(jié)點對多網(wǎng)關(guān)的質(zhì)量評估，將網(wǎng)絡(luò)建立幀中的 RSSI值取平均，每個網(wǎng)關(guān)一條通 信質(zhì)量評估信息。1 nAj - GWj _ RSSIn i iA為通信質(zhì)量評估信息，GWj _ RSSI為第j個網(wǎng)關(guān)，第i條網(wǎng)絡(luò)建立幀的接收信號強(qiáng)度，n表示的是節(jié)點一共接受了 n條網(wǎng)絡(luò)建立幀。6節(jié)點選擇通信質(zhì)量最高的網(wǎng)關(guān)作為自身的管理者，并發(fā)送相應(yīng)的入網(wǎng)幀 給網(wǎng)關(guān)。7網(wǎng)關(guān)收到來自節(jié)點的入網(wǎng)幀后，回復(fù)

18、節(jié)點一條地址分配幀，為每一個節(jié)點在自己的簇內(nèi)分配一個邏輯地址。8節(jié)點收到地址分配幀，回復(fù)網(wǎng)關(guān)一個確認(rèn)幀。節(jié)點入網(wǎng)成功。附圖說明圖1為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系圖圖2為網(wǎng)關(guān)信道評估流程圖圖3為網(wǎng)關(guān)掃頻表圖4為網(wǎng)關(guān)信道選擇流程圖圖5為網(wǎng)關(guān)頻率集配置表更新圖圖6為節(jié)點自適應(yīng)網(wǎng)關(guān)選擇入網(wǎng)流程圖具體實施方法本創(chuàng)造優(yōu)選實例結(jié)合附圖說明如下：實施例一：參見圖 1，本多網(wǎng)關(guān) 2多節(jié)點 3的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)體系，具體 包括：有多個網(wǎng)絡(luò)簇 1，每個網(wǎng)絡(luò)簇 1中包括多個節(jié)點 3，和一個網(wǎng)。簇 1間通信通過工業(yè)以太網(wǎng)完成，簇 1內(nèi)通信由無線收發(fā)完成。所述的節(jié)點3的核心為CC2530,通過兩節(jié)普通的干電池供電，無線收發(fā)通過集成于

19、符合協(xié)議帶8051內(nèi)核的CC2530實現(xiàn)，整個節(jié)點3 完成數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理,及無線收發(fā)的功能。所述的網(wǎng)關(guān)2的無線通信，通過無線芯片 CC2530和射頻前端CC2591相 結(jié)合實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸， 協(xié)議棧的調(diào)度管理， 無線數(shù)據(jù)的聚合。 并通過工業(yè) 以太網(wǎng)與上位機(jī)之間的以 MODBUS -TCP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。所述的上位機(jī)，主要實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)視， 及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)命令的發(fā)布。 發(fā)布的命令主要有網(wǎng)關(guān) 2連接命令，掃頻命令等。實施例二：參見圖 2，圖 3。本實施為一種網(wǎng)絡(luò)初次建立階段，多網(wǎng)關(guān) 2通過掃頻評 估各個通信信道質(zhì)量的方法， 該方法應(yīng)用于實施例一所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)， 具 體的實現(xiàn)步驟

20、參見圖 2和圖 3：1圖 2步驟 201，將所有網(wǎng)關(guān) 2上電并接入工業(yè)以太網(wǎng)。2圖 2 步驟 202，上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)與所有網(wǎng)關(guān) 2建立連接。3圖 2 步驟 203，通過后臺的上位機(jī)效勞器發(fā)布一個掃頻命令，網(wǎng)關(guān) 2 收到掃頻命令后，整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)關(guān) 2開始依次掃頻。4圖 2 步驟 204 及圖 3，掃頻采用兩兩分組形式進(jìn)行。每兩個網(wǎng)關(guān) 2為 一組，一個網(wǎng)關(guān)2作為無線信號發(fā)送器， 一個網(wǎng)關(guān)2作為無線信號接收器， 按照圖三的跳頻序列圖從 2.405GHz開始到2.480GHz，每隔5MHz的中心頻率， 對16個信道分 16個時隙逐個掃頻， 每隔個時隙，留足相應(yīng)的無線收發(fā)測試時間。5

21、圖 2 步驟 205 及圖 3，掃頻時，在每個信道上，駐留固定的一段時隙T，在該時隙內(nèi)，每個信道上發(fā)送 1000個數(shù)據(jù)包，共 1 6次測試結(jié)果。統(tǒng)計該時間 T 內(nèi)的包接收率PRR,假設(shè)包接收率高，表示該信道的通信質(zhì)量好，信道較為干 凈；假設(shè)包接收率低，表示該信道的通信質(zhì)量較差，信道干擾較大。實施例三：參見圖 4，圖 5。一種網(wǎng)關(guān) 2缺省信道及工作信道的選擇方法，該方法應(yīng) 用于實施例 1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 采用實施 2 所述的信道質(zhì)量評估結(jié)果 進(jìn)行具體的選擇，其特征在于，具體實現(xiàn)步驟如下：1圖 4步驟 301，每個網(wǎng)關(guān) 2按照信道的其固有順序構(gòu)成一張頻率集配 置表。2圖 4 步驟 302

22、，對每個網(wǎng)關(guān) 2的信道評估結(jié)果按通信質(zhì)量的上下，由PPR 高的信道到 PPR 低的信道進(jìn)行排序，使得頻率集配置表的信道排列順序為 信道質(zhì)量高到信道質(zhì)量低。 并且將信道質(zhì)量高的前 8 個信道作為使用信道頻率集， 后 8 個信道作為備用信道頻率集。3圖 4 步驟 303，上位機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)讀取所有網(wǎng)關(guān) 3的信道頻率集 配置表。4圖 4 步驟 304，上位機(jī)通過評估所有網(wǎng)關(guān) 2的頻率集配置表，在使用 頻率集中選出相對于所有網(wǎng)關(guān) 2來說信道質(zhì)量較佳的信道作為所有網(wǎng)關(guān) 2 的缺省信道。 并在每一張頻率集配置表中， 選擇除了缺省信道以外最好的信道作 為每個網(wǎng)關(guān) 2的工作信道。5圖 4 步驟 305，上位

23、機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)更新所有網(wǎng)關(guān) 2的頻率集配置 表。將原先的頻率集配置表的組成， 更新為缺省信道， 工作信道，備用頻率集一， 備用頻率集二。實施例四：參見圖 6，一種節(jié)點 3入網(wǎng)的多網(wǎng)關(guān) 2選擇機(jī)制，應(yīng)用于實施例一的 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點 3入網(wǎng)期間網(wǎng)關(guān) 2處于實施例三所述的缺省信 道。該機(jī)制的具體實現(xiàn)步驟如下：1圖 6 步驟 401，在網(wǎng)絡(luò)建立初期，所有的網(wǎng)關(guān) 2處于缺省信道，并在 缺省信道處定時播送網(wǎng)絡(luò)建立幀。2圖 6步驟 402，節(jié)點 3上電并處于缺省信道等待狀態(tài)，偵聽所有網(wǎng)關(guān)2的網(wǎng)絡(luò)建立幀3圖6步驟403,節(jié)點3在缺省信道從收到第一條網(wǎng)絡(luò)建立幀開始，等 待一個網(wǎng)絡(luò)周期，收集在其所處的物理位置下，所有網(wǎng)關(guān)2的網(wǎng)絡(luò)建立幀。4圖6步驟404，網(wǎng)關(guān)2網(wǎng)絡(luò)建立幀發(fā)送完畢，進(jìn)入等待狀態(tài) 409,節(jié) 點3將收集到所有的網(wǎng)絡(luò)建立幀，按網(wǎng)關(guān)2地址進(jìn)行分類。每一個網(wǎng)關(guān)2 對應(yīng)與其發(fā)送的所有網(wǎng)絡(luò)建立幀。網(wǎng)絡(luò)建立幀中還附帶接收信道強(qiáng)度 RSSI。5圖6步驟405,網(wǎng)關(guān)2處于等待狀態(tài)409,節(jié)點3對每一