專利名稱：一種基于rssi的無(wú)線通信防碰撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，特別是一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于 躲避節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送碰撞的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)從得到理論和工業(yè)界的關(guān)注以來(lái)得到了迅猛的發(fā)展，各種關(guān) 于傳感網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)也備受重視。現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必將得到更好的發(fā)展。目前一般的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)都有成百上千個(gè)，多有節(jié)點(diǎn)通信時(shí)都是使用 同一個(gè)空間信道，如果如此多的節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，勢(shì)必造成相互干擾，導(dǎo)致接收方 無(wú)法接收到數(shù)據(jù)。為了避免節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)收發(fā)的串?dāng)_，引入合理的防碰撞機(jī)制成了必須選擇 的方式。傳統(tǒng)的防碰撞方式采用跳頻通信機(jī)制或擴(kuò)頻通信機(jī)制，該兩種機(jī)制都是建立在物 理層基礎(chǔ)之上的，如果節(jié)點(diǎn)的物理層不具有該功能則無(wú)法實(shí)現(xiàn)防碰撞，并且含有該功能的 設(shè)備存在成本高、功耗大等特點(diǎn)。因此很多節(jié)點(diǎn)設(shè)備都采用了單頻點(diǎn)時(shí)分機(jī)制來(lái)防碰撞，而 時(shí)分的依據(jù)則一般采用隨機(jī)數(shù)。節(jié)點(diǎn)為產(chǎn)生該隨機(jī)數(shù)一般還需使用定時(shí)器等資源，但往往 產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)離散性不好而且效率較低，而且在節(jié)點(diǎn)較多時(shí)防碰撞效果不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法。它無(wú)需建立在物 理層基礎(chǔ)之上，可以在不使用成本高、功耗大的設(shè)備的情況下，有效避免節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的互 相碰撞干擾，從而保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。本發(fā)明的技術(shù)方案一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，其特征在于它通過(guò) 檢測(cè)信道RSSI值，根據(jù)RSSI值判斷當(dāng)前信道是否有設(shè)備在發(fā)送以避免發(fā)送時(shí)的干擾碰撞。前述的基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法中，通信節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送前先進(jìn)入 接收狀態(tài)以獲得當(dāng)前信道中的RSSI值，在RSSI值大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，即當(dāng)前信道中有節(jié)點(diǎn) 在發(fā)送數(shù)據(jù)，通信節(jié)點(diǎn)選擇等待發(fā)送以防止碰撞。前所述的基于RSSI防碰撞方法中，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)下，多個(gè)處于 接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)接收到發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，按照RSSI值大小將各個(gè)接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分在 不同時(shí)區(qū)分別發(fā)送回復(fù)信號(hào)，降低在同一時(shí)間內(nèi)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致碰撞的可 能，以避免多節(jié)點(diǎn)回復(fù)時(shí)的碰撞。節(jié)點(diǎn)防碰撞過(guò)程引入RSSI值參數(shù)，該參數(shù)是指接收節(jié)點(diǎn)接收到的接收信號(hào)強(qiáng)度， 是節(jié)點(diǎn)在接收狀態(tài)下檢測(cè)到的信號(hào)量大小。該值不僅能反映信道的通信狀況而且能很好的 反映出各節(jié)點(diǎn)相對(duì)于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的位置信息。利用該值可以使節(jié)點(diǎn)快速的辨識(shí)出當(dāng)前信道收發(fā)狀況問(wèn)題，如果節(jié)點(diǎn)持續(xù)檢測(cè)到 當(dāng)前信道中的RSSI值大于閥值則表明目前信道有設(shè)備在占用，則節(jié)點(diǎn)可選擇等待發(fā)送以避免碰撞，如果檢測(cè)到當(dāng)前信道RSSI值小于閥值，則說(shuō)明當(dāng)前信道中無(wú)設(shè)備占用，節(jié)點(diǎn)可 正常使用信道。在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信時(shí)存在多點(diǎn)向單點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，此時(shí)如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)?機(jī)制會(huì)造成信道嚴(yán)重阻塞，導(dǎo)致接收節(jié)點(diǎn)無(wú)法收取正確數(shù)據(jù)。采用RSSI值躲避碰撞的實(shí)現(xiàn) 方式是，在單個(gè)中心節(jié)點(diǎn)廣播群發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，接收到數(shù)據(jù)的眾節(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際的RSSI值所在范 圍選擇自己應(yīng)該發(fā)送的時(shí)區(qū)，從而避免眾節(jié)點(diǎn)在一個(gè)時(shí)區(qū)發(fā)送的情況，由于RSSI分辨率較 高所以采用區(qū)域選擇方式，即選擇在兩個(gè)RSSI閥值之間的節(jié)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)區(qū)(時(shí)間段)發(fā)送 節(jié)點(diǎn)。因有了閥值區(qū)間設(shè)置使得處于同一 RSSI值區(qū)間的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)很少，對(duì)于這些節(jié)點(diǎn)可采 用簡(jiǎn)單偽隨機(jī)延時(shí)或進(jìn)一步細(xì)分RSSI值區(qū)間的方式進(jìn)行有效的防碰撞處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施簡(jiǎn)單，無(wú)需建立在物理層基礎(chǔ)之上，無(wú)需使用成本 高、功耗大的設(shè)備，可有效避免節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的互相碰撞干擾，從而保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例工作示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。實(shí)施例。一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，其特征在于它通過(guò)檢測(cè)信道 RSSI值，根據(jù)RSSI值判斷當(dāng)前信道是否有設(shè)備在發(fā)送以避免發(fā)送時(shí)的干擾碰撞。通信節(jié)點(diǎn) 在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送前先進(jìn)入接收狀態(tài)以獲得當(dāng)前信道中的RSSI值，在RSSI值大于預(yù)設(shè)的閥 值時(shí)，即當(dāng)前信道中有節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，通信節(jié)點(diǎn)選擇等待發(fā)送以防止碰撞。在一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)下，多個(gè)處于接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)接收到發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，按照RSSI值 大小將各個(gè)接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分在不同時(shí)區(qū)分別發(fā)送回復(fù)信號(hào)，降低在同一時(shí)間內(nèi)存在多個(gè)節(jié) 點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致碰撞的可能，以避免多節(jié)點(diǎn)回復(fù)時(shí)的碰撞。如圖1所示，圖中節(jié)點(diǎn)A表示當(dāng)前發(fā)送的節(jié)點(diǎn)，圓球表示其周圍節(jié)點(diǎn)，而圖中的虛 線圓表示發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)的信號(hào)場(chǎng)，虛線圓的半徑就表示RSSI值大小。圖中發(fā)送節(jié)點(diǎn)A在發(fā)送時(shí)產(chǎn)生的虛線圓所示信號(hào)場(chǎng)，等節(jié)點(diǎn)A發(fā)送完廣播數(shù)據(jù)后， 其周圍節(jié)點(diǎn)便得到一個(gè)與其通信的RSSI值同時(shí)獲取了一個(gè)時(shí)間同步值。這時(shí)各接收節(jié)點(diǎn) 根據(jù)其內(nèi)部預(yù)先設(shè)置好的閥值區(qū)間選擇自己應(yīng)該發(fā)送的時(shí)間區(qū)域。如圖所示在信號(hào)場(chǎng)1到 3之間的節(jié)點(diǎn)處于同一 RSSI閥值范圍，此時(shí)他們會(huì)在時(shí)區(qū)1內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，在信號(hào)場(chǎng)3到6之 間的節(jié)點(diǎn)也處于同一 RSSI閥值范圍，此時(shí)他們會(huì)在時(shí)區(qū)2內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，依次類推實(shí)現(xiàn)所有 節(jié)點(diǎn)的時(shí)區(qū)劃分。一般可使每個(gè)時(shí)區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在10個(gè)以內(nèi)。這樣便大大降低了再同 一時(shí)間內(nèi)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致碰撞的可能。對(duì)于在同一個(gè)時(shí)區(qū)的節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)RSSI值為數(shù)據(jù)源的簡(jiǎn)單偽隨機(jī)算法+發(fā)送前 信道RSSI檢查的方式輕松的實(shí)現(xiàn)躲避碰撞。將同一個(gè)時(shí)區(qū)內(nèi)又分成10個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為 一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信的時(shí)間，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在各自的時(shí)區(qū)內(nèi)通過(guò)RSSI值和偽隨機(jī)算法計(jì)算得到一個(gè) 隨機(jī)值，隨機(jī)值的大小決定其為該10個(gè)時(shí)隙中的哪一個(gè)。在時(shí)隙時(shí)間到達(dá)后節(jié)點(diǎn)先檢測(cè)當(dāng) 前信道的RSSI值，看是否有節(jié)點(diǎn)在發(fā)送，如果沒(méi)有則進(jìn)行發(fā)送如果有則等待空閑再發(fā)送。 該方式中的偽隨機(jī)算法可以是簡(jiǎn)單的加減法，由于設(shè)備個(gè)數(shù)很少而且還有RSSI的區(qū)分，因此不難產(chǎn)生該隨機(jī)值，從而有效躲避相同RSSI值下的碰撞。
權(quán)利要求
1.一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，其特征在于它通過(guò)檢測(cè)信道RSSI值，根據(jù) RSSI值判斷當(dāng)前信道是否有設(shè)備在發(fā)送以避免發(fā)送時(shí)的干擾碰撞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，其特征在于通信節(jié)點(diǎn)在 進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送前先進(jìn)入接收狀態(tài)以獲得當(dāng)前信道中的RSSI值，在RSSI值大于預(yù)設(shè)的閥值 時(shí)，即當(dāng)前信道中有節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，通信節(jié)點(diǎn)選擇等待發(fā)送以防止碰撞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于RSSI防碰撞方法，其特征在于在一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)多個(gè) 節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)下，多個(gè)處于接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)接收到發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息后，按照RSSI值大小 將各個(gè)接收狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分在不同時(shí)區(qū)分別發(fā)送回復(fù)信號(hào)，降低在同一時(shí)間內(nèi)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同 時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致碰撞的可能，以避免多節(jié)點(diǎn)回復(fù)時(shí)的碰撞。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于RSSI的無(wú)線通信防碰撞方法，其特征在于它通過(guò)檢測(cè)信道RSSI值，根據(jù)RSSI值判斷當(dāng)前信道是否有設(shè)備在發(fā)送以避免發(fā)送時(shí)的干擾碰撞。本發(fā)明實(shí)施簡(jiǎn)單，無(wú)需建立在物理層基礎(chǔ)之上，無(wú)需使用成本高、功耗大的設(shè)備，可有效避免節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的互相碰撞干擾，從而保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。
文檔編號(hào)H04W40/16GK102118824SQ20111000763
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者于海波, 劉福芹, 張亞平, 汪紅良, 潘曉將, 王薪宇, 賈靈, 鄭淑軍, 顧航 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司