本發(fā)明涉及制造物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在制造生產(chǎn)過程中，由于環(huán)境惡劣，干擾嚴(yán)重，需要將異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)部署在檢測區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多源信息的采集，大量傳感器節(jié)點(diǎn)相互通信形成的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是制造物聯(lián)網(wǎng)底層網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)形式。在網(wǎng)絡(luò)擁塞問題上，現(xiàn)有方法通過評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況來選擇局部最優(yōu)鏈路或是全局最優(yōu)鏈路，如目的節(jié)點(diǎn)序列距離矢量DSDV算法、擁塞預(yù)知路由算法(CPRA)、I—DSDV算法等。另外，在能耗問題上，傳感器節(jié)點(diǎn)的電池更換不方便。傳感器節(jié)點(diǎn)也會(huì)由于電源能量耗盡而導(dǎo)致局部節(jié)點(diǎn)間不能正常通信，甚至進(jìn)而影響整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)。目前，異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)大都注重如何降低能耗，很少注重能耗均衡問題。由此可見，在異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有方法大多或者僅考慮擁塞，或者僅考慮能耗；處理方式上大多是對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)，如專利“基于電磁環(huán)境的機(jī)會(huì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)消息轉(zhuǎn)發(fā)方法”中僅根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前緩存和電池狀況進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)，難以確定網(wǎng)絡(luò)狀況未來的變化。因此，如何通過對異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)擁塞度和能耗程度的預(yù)測來決定報(bào)文的傳輸鏈路，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡控制，并提高報(bào)文成功投遞率；本發(fā)明的另一目的是提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：計(jì)算從當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文到目的傳感器節(jié)點(diǎn)的各可用鏈路；獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值；若是，則確定小于閾值的所述相差度對應(yīng)的可用鏈路，并確定各對應(yīng)的可用鏈路中耗電代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；若否，則確定擁塞代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑。其中，獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值，包括：獲取電量采集單元采集的各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量百分比值BD(t)及周期平均耗電量PCA(t)；利用公式PCD(t)＝BD(t)+PCA(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的耗電程度PCD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的耗電程度值PCD；將所述PCD與設(shè)定電量比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定耗電程度標(biāo)志單元PCU的值；通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。其中，獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的節(jié)點(diǎn)擁塞代價(jià)趨勢值，包括：計(jì)算得到各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)待發(fā)送數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和緩沖區(qū)最大容量的比值BR(t)及單位時(shí)間進(jìn)入傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)和流出傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的差值與緩沖區(qū)最大容量的比值A(chǔ)R(t)；利用公式CD(t)＝BR(t)+AR(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的擁塞程度CD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的擁塞程度值CD；將所述CD與設(shè)定擁塞比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定擁塞程度標(biāo)志單元CU的值；通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。其中，計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值，包括：計(jì)算任意兩個(gè)可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的差值，并根據(jù)所述差值計(jì)算相差度；將所述相差度與閾值進(jìn)行比較，判斷所述相差度是否小于閾值。本發(fā)明還提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括：可用路徑計(jì)算模塊，用于計(jì)算從當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文到目的傳感器節(jié)點(diǎn)的各可用鏈路；耗電代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊，用于獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；擁塞代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊，用于獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的節(jié)點(diǎn)擁塞代價(jià)趨勢值；路徑確定模塊，用于計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值；若是，則確定小于閾值的所述相差度對應(yīng)的可用鏈路，并確定各對應(yīng)的可用鏈路中耗電代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；若否，則確定擁塞代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑。其中，所述耗電代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊包括：電量參數(shù)及其周期變化獲取單元，用于獲取電量采集單元采集的各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量百分比值BD(t)及周期平均耗電量PCA(t)；PCD計(jì)算單元，用于利用公式PCD(t)＝BD(t)+PCA(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的耗電程度PCD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的耗電程度值PCD；PCU計(jì)算單元，用于將所述PCD與設(shè)定電量比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定耗電程度標(biāo)志單元PCU的值；耗電代價(jià)趨勢值計(jì)算單元，用于通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。其中，所述擁塞代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊包括：容量參數(shù)及其周期變化獲取單元，用于計(jì)算得到各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)待發(fā)送數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和緩沖區(qū)最大容量的比值BR(t)及單位時(shí)間進(jìn)入傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)和流出傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的差值與緩沖區(qū)最大容量的比值A(chǔ)R(t)；CD計(jì)算單元，用于利用公式CD(t)＝BR(t)+AR(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的擁塞程度CD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的擁塞程度值CD；CU計(jì)算單元，用于將所述CD與設(shè)定擁塞比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定擁塞程度標(biāo)志單元CU的值；擁塞代價(jià)趨勢值計(jì)算單元，用于通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。其中，所述路徑確定模塊包括：相差度單元，用于計(jì)算任意兩個(gè)可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的差值，并根據(jù)所述差值計(jì)算相差度；判斷單元，用于將所述相差度與閾值進(jìn)行比較，判斷所述相差度是否小于閾值。本發(fā)明還提供一種路由控制器，包括：如上述所述的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置。本發(fā)明還提供一種物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：如上述所述的路由控制器。本發(fā)明所提供的一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：計(jì)算從當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文到目的傳感器節(jié)點(diǎn)的各可用鏈路；獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值；若是，則確定小于閾值的所述相差度對應(yīng)的可用鏈路，并確定各對應(yīng)的可用鏈路中耗電代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；若否，則確定擁塞代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；可見，在異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)中依據(jù)擁塞度和能耗程度來確定報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，讓報(bào)文在轉(zhuǎn)發(fā)過程中既考慮傳感器節(jié)點(diǎn)的電量狀況變化趨勢，也考慮網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況變化趨勢，優(yōu)先選擇擁塞度小而能耗程度小的節(jié)點(diǎn)鏈路進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，從而能夠在選擇傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)避開耗電量較高、網(wǎng)絡(luò)擁塞的節(jié)點(diǎn)，充分利用每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗均衡控制，并提高報(bào)文成功投遞率，使得網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡；本發(fā)明提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有上述有益效果，在此不再贅述。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法的框架示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的核心是提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡控制，并提高報(bào)文成功投遞率；本發(fā)明的另一核心是提供一種基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖；該方法的執(zhí)行主體可以是對應(yīng)的裝置或具有該裝置的路由控制器，用于影響轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，依據(jù)擁塞度變化趨勢和能耗程度變化趨勢來確定報(bào)文的下一跳；該方法可以包括：S100、計(jì)算從當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文到目的傳感器節(jié)點(diǎn)的各可用鏈路；S110、獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；其中，這里的電量參數(shù)及電量參數(shù)的周期變化可以是電量百分比，及電池的周期平均耗電量，當(dāng)然這里并不對具體參數(shù)的內(nèi)容進(jìn)行限定，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要獲取能夠表征傳感器節(jié)點(diǎn)的電量及其變化情況即可；這里選用電量百分比，及電池的周期平均耗電量是由于這些參數(shù)可以直接通過電量采集單元獲取。電量百分比即每一所述傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量值與電池容量的比值；電池的周期平均耗電量即每一所述傳感器節(jié)點(diǎn)的周期平均耗電量。利用這些參數(shù)可以得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值，例如直接將一個(gè)可用鏈路中各傳感器節(jié)點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)的電量百分比及電池的周期平均耗電量進(jìn)行相加作為最終該可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；或者根據(jù)電量百分比及電池的周期平均耗電量按照統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行量度統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可以根據(jù)結(jié)果確定耗電代價(jià)趨勢值。優(yōu)選的，獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值，包括：獲取電量采集單元采集的各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量百分比值BD(t)及周期平均耗電量PCA(t)；利用公式PCD(t)＝BD(t)+PCA(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的耗電程度PCD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的耗電程度值PCD；將所述PCD與設(shè)定電量比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定耗電程度標(biāo)志單元PCU的值；通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。下面通過一個(gè)具體例子說明上述過程：耗電程度為預(yù)測節(jié)點(diǎn)能耗的度量：PCD(t)＝BD(t)+PCA(t)約束條件為：PCD=0,PCD<0PCD=PCD,0≤PCD≤1PCD=1,PCD>1]]>耗電程度標(biāo)志單元PCU，分別對應(yīng)節(jié)點(diǎn)耗電所處的3個(gè)階段：空閑階段、正常階段、枯竭階段，通過周期性檢測來確定PCU值。PCU1和PCU2是PCD的函數(shù)，該函數(shù)由統(tǒng)計(jì)決定。耗電代價(jià)趨勢值為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包所要付出的與耗電相關(guān)的衡量：S120、獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；其中，這里的容量參數(shù)及其周期變化可以是節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)待發(fā)送數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和緩沖區(qū)最大容量的比值，單位時(shí)間進(jìn)入節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)和流出節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的差值與緩沖區(qū)最大容量的比值；當(dāng)然這里并不對具體參數(shù)的內(nèi)容進(jìn)行限定，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要獲取能夠表征傳感器節(jié)點(diǎn)的擁塞變化情況即可；這些參數(shù)可以由路由控制單元即路由控制器獲取。利用這些參數(shù)可以得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值，這里并不限定具體的計(jì)算方法，只要得到的值可以表征擁塞代價(jià)趨勢值即可。優(yōu)選的，獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值，包括：計(jì)算得到各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)待發(fā)送數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和緩沖區(qū)最大容量的比值BR(t)及單位時(shí)間進(jìn)入傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)和流出傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的差值與緩沖區(qū)最大容量的比值A(chǔ)R(t)；利用公式CD(t)＝BR(t)+AR(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的擁塞程度CD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的擁塞程度值CD；將所述CD與設(shè)定擁塞比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定擁塞程度標(biāo)志單元CU的值；通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。下面通過一個(gè)具體例子說明上述過程：路由控制單元用于在當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí)，計(jì)算該報(bào)文到目的節(jié)點(diǎn)的各個(gè)鏈路(如節(jié)點(diǎn)a到節(jié)點(diǎn)d，可以通過a->b->c->d，也可以通過a->f->c->d)的擁塞代價(jià)趨勢，優(yōu)先選擇擁塞度較小的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。擁塞程度為預(yù)測節(jié)點(diǎn)擁塞的度量，其值可用式表示：CD(t)＝BR(t)+AR(t)約束條件為：PCD=0,PCD<0PCD=CD,0≤PCD≤1PCD=1,PCD>1]]>擁塞程度標(biāo)識(shí)單元CU，分別對應(yīng)節(jié)點(diǎn)擁塞所處的3個(gè)階段：空閑階段、正常階段、擁塞階段，通過周期性檢測來確定CU值；其中，CU1和CU2是CD的函數(shù)，該函數(shù)由統(tǒng)計(jì)決定。擁塞代價(jià)趨勢值為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包所要付出的與擁塞相關(guān)的衡量：其中，這兩各步驟提供對異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)緩存變化狀況和電池變化狀況進(jìn)行采集，從而對節(jié)點(diǎn)的擁塞度變化和耗電程度變化進(jìn)行預(yù)測，并以此來影響報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)鏈路選擇。S130、計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值；其中，還步驟判斷是為了確定是否存在空閑的鏈路，若存在，則可以直接選取該鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑，若不存在，即鏈路的繁忙程度相似，則選取耗電代價(jià)趨勢值最小的鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑，可以使得傳感器網(wǎng)絡(luò)中用電負(fù)荷均衡。具體的算法可以是：計(jì)算任意兩個(gè)可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的差值，并根據(jù)所述差值計(jì)算相差度；將所述相差度與閾值進(jìn)行比較，判斷所述相差度是否小于閾值。其中，這里的閾值設(shè)置可以是一個(gè)值，也可以是一個(gè)置信區(qū)間，根據(jù)用戶需要進(jìn)行確定，這里的相差度要是用來表征鏈路繁忙程度的差異，即是否存在鏈路繁忙程度相差較大的鏈路。S140、若是，則確定小于閾值的所述相差度對應(yīng)的可用鏈路，并確定各對應(yīng)的可用鏈路中耗電代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；S150、若否，則確定擁塞代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑。其中，在所述當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路中，優(yōu)先選擇擁塞代價(jià)趨勢值較小的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)所選出的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路中，各擁塞代價(jià)趨勢值相差較小時(shí)，則優(yōu)先選擇耗電代價(jià)趨勢值最小的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。請參考圖2，其中不同的形狀代表不同傳感器節(jié)點(diǎn)類型。在本實(shí)施例中，多個(gè)異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每個(gè)傳感器中具有電量采集單元、路由控制單元。電量采集單元用于采集每一傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電量值與電池容量的比值，即電量百分比以及采集每一傳感器節(jié)點(diǎn)的周期平均耗電量。傳感器節(jié)點(diǎn)在接入傳感器網(wǎng)絡(luò)，并上電時(shí)，電量采集模塊就開始初始化電量百分比和平均耗電量，平均耗電量一開始由電池傳感器節(jié)點(diǎn)本身配置確定。電量采集單元可以每個(gè)一段時(shí)間采集并計(jì)算這兩個(gè)參數(shù)，例如每隔5秒。路由控制單元還計(jì)算報(bào)文到目的節(jié)點(diǎn)的各個(gè)鏈路的耗電代價(jià)趨勢值，用于在當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)傳感器轉(zhuǎn)發(fā)鏈路對應(yīng)的擁塞度代價(jià)趨勢值相差較小時(shí)(如相差5％以內(nèi))，比較選出的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路集的耗電程度代價(jià)趨勢值即耗電代價(jià)趨勢值，優(yōu)先選擇耗電程度代價(jià)趨勢值較小的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法，對異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)緩存變化狀況和電池變化狀況進(jìn)行采集，從而對節(jié)點(diǎn)的擁塞度變化趨勢和耗電程度變化趨勢進(jìn)行預(yù)測，并以此來影響報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)鏈路選擇；傳感器節(jié)點(diǎn)具有電量采集單元，用于記錄節(jié)點(diǎn)電池的實(shí)時(shí)電量值與電池容量的比值，即電量百分比；傳感器節(jié)點(diǎn)還具有路由控制單元，根據(jù)擁塞度變化趨勢和能耗程度變化趨勢來確定報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)鏈路。減少網(wǎng)絡(luò)擁塞同時(shí)，能充分利用每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗均衡控制，使得網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。下面對本發(fā)明實(shí)施例提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行介紹，與上文描述的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法可相互對應(yīng)參照。請參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)框圖；該裝置可以包括：可用路徑計(jì)算模塊100，用于計(jì)算從當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文到目的傳感器節(jié)點(diǎn)的各可用鏈路；耗電代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊200，用于獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述電量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；擁塞代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊300，用于獲取各所述可用鏈路中各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的容量參數(shù)及其周期變化，并根據(jù)所述容量參數(shù)及其周期變化計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；路徑確定模塊400，用于計(jì)算各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的相差度，并判斷所述相差度是否小于閾值；若是，則確定小于閾值的所述相差度對應(yīng)的可用鏈路，并確定各對應(yīng)的可用鏈路中耗電代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑；若否，則確定擁塞代價(jià)趨勢值最小的可用鏈路作為發(fā)送報(bào)文的路徑?？蛇x的，所述耗電代價(jià)趨勢值預(yù)測模塊200包括：電量參數(shù)及其周期變化獲取單元，用于獲取電量采集單元采集的各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的電量百分比值BD(t)及周期平均耗電量PCA(t)；PCD計(jì)算單元，用于利用公式PCD(t)＝BD(t)+PCA(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的耗電程度PCD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的耗電程度值PCD；PCU計(jì)算單元，用于將所述PCD與設(shè)定電量比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定耗電程度標(biāo)志單元PCU的值；耗電代價(jià)趨勢值計(jì)算單元，用于通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的耗電代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)。可選的，所述節(jié)點(diǎn)擁塞代價(jià)趨勢值計(jì)算模塊300包括：容量參數(shù)及其周期變化獲取單元，用于計(jì)算得到各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)待發(fā)送數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和緩沖區(qū)最大容量的比值BR(t)及單位時(shí)間進(jìn)入傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)和流出傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的差值與緩沖區(qū)最大容量的比值A(chǔ)R(t)；CD計(jì)算單元，用于利用公式CD(t)＝BR(t)+AR(t)計(jì)算各轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的傳感器節(jié)點(diǎn)的擁塞程度CD(t)，并利用約束條件確定各預(yù)定時(shí)間內(nèi)的擁塞程度值CD；CU計(jì)算單元，用于將所述CD與設(shè)定擁塞比較閾值進(jìn)行比較，周期性統(tǒng)計(jì)確定擁塞程度標(biāo)志單元CU的值；擁塞代價(jià)趨勢值計(jì)算單元，用于通過公式計(jì)算得到各所述可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值；其中，hopcij為數(shù)據(jù)包從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)跳數(shù)?？蛇x的，所述路徑確定模塊400包括：相差度單元，用于計(jì)算任意兩個(gè)可用鏈路的擁塞代價(jià)趨勢值的差值，并根據(jù)所述差值計(jì)算相差度；判斷單元，用于將所述相差度與閾值進(jìn)行比較，判斷所述相差度是否小于閾值。本發(fā)明提供一種路由控制器，包括：如上述任一項(xiàng)所述的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置。本發(fā)明提供一種物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：如上述所述的路由控制器?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠通過對異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)的電池變化狀況和擁塞變化狀況進(jìn)行預(yù)測，優(yōu)先選擇擁塞度小和耗電程度低的節(jié)點(diǎn)鏈路進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，從而能夠在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)避開耗電程度低而擁塞度較大的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗均衡控制，將所有節(jié)點(diǎn)盡可能控制在持平水平的同時(shí)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的順暢高效通信。一旦需要更換電池時(shí)，可以對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)全部更換，不會(huì)因?yàn)槎嗯螁为?dú)更換單個(gè)節(jié)點(diǎn)的電池造成網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM、或
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。以上對本發(fā)明所提供的基于負(fù)載預(yù)測的感知數(shù)據(jù)傳輸方法、裝置、路由控制器及物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3