一种无线传感器网络通信的信道分配方法及路由器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感器网络通信技术领域，具体涉及一种高速铁路运行环境下无线传感器网络通信的信道分配方法及路由器。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络在高速铁路运行环境领域具有广阔的应用前景。无线传感器网络由包括具有感知、计算和通信能力的传感器节点，所有节点通过自组织的方式组成一对多或者多对一的通信网络，把采集到的传感器数据经过一跳或者多跳的方式发送到汇聚节点。在信息传输过程中，由于网络资源有限，不可避免的会出现信息拥堵和碰撞问题，从而导致信息延迟甚至丢失。因此，合理的分配通信信道就成为了实现良好通信的必经之路。
[0003]目前，在铁路运行环境中，基于无线传感器网络的信道建模问题被广泛研究，主要考虑了列车高速移动过程中产生的多普勒效应等造成的信号衰落问题。但是，由于网络传输信息量大、信道服务质量差等造成的信息拥堵、数据干扰和碰撞等问题少有研究，因此研究信道分配问题是非常有意义的。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的缺陷，本发明提供一种无线传感器网络通信的信道分配方法及路由器，以解决现有无线传感器网络在信息传输过程中的信息拥堵、数据干扰和碰撞问题。
[0005]为此目的，第一方面，本发明提出一种无线传感器网络通信的信道分配方法，包括:
[0006]在接收到无线传感器网络中的传感器节点发送的信道分配请求消息后，获取所述信道分配请求消息中携带的所述传感器节点当前使用信道的信息；
[0007]判断所述传感器节点当前使用信道是否为空闲信道；
[0008]若所述传感器节点当前使用信道不是空闲信道，则根据预先记录的所述无线传感器网络的信道空闲信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道；
[0009]将携带有所述无线传感器网络当前空闲信道信息的第一反馈消息发送到所述传感器节点，以使所述传感器节点在接收到所述第一反馈消息后，在所述无线传感器网络当前空闲信道上通信。
[0010]可选的，所述根据预先记录的所述无线传感器网络的信道空闲信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道之前，还包括:
[0011]侦测所述无线传感器网络，确定所述无线传感器网络当前空闲信道的信息以及所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息；
[0012]记录所述无线传感器网络当前空闲信道的信息以及所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息，得到所述无线传感器网络的信道空闲信息。
[0013]可选的，所述根据预先记录的所述无线传感器网络的信道空闲信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道，包括:
[0014]根据所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道中信道服务质量大于预设信道服务质量的目标空闲信道；
[0015]选取任一目标空闲信道作为所述传感器节点的目标使用信道；
[0016]相应地，将携带有所述无线传感器网络当前空闲信道信息的第一反馈消息发送到所述传感器节点，以使所述传感器节点在接收到所述第一反馈消息后，在所述无线传感器网络当前空闲信道上通信，包括:
[0017]将携带有所述传感器节点的目标使用信道的第一反馈消息发送到所述传感器节点，以使所述传感器节点在接收到所述第一反馈消息后，在所述目标使用信道上通信。
[0018]可选的，所述将携带有所述无线传感器网络当前空闲信道信息的第一反馈消息发送到所述传感器节点之后，还包括:
[0019]更新所述无线传感器网络的信道空闲信息。
[0020]可选的，若所述传感器节点当前使用信道是空闲信道，则向所述传感器节点发送携带有继续通信信息的第二反馈消息，以使所述传感器节点在接收到所述第二反馈信息后，在所述传感器节点当前使用信道上通信。
[0021 ]第二方面，本发明还提供一种路由器，包括:
[0022]获取单元，用于在接收到无线传感器网络中的传感器节点发送的信道分配请求消息后，获取所述信道分配请求消息中携带的所述传感器节点当前使用信道的信息；
[0023]判断单元，用于判断所述传感器节点当前使用信道是否为空闲信道；
[0024]确定单元，用于在所述判断单元判定所述传感器节点当前使用信道不是空闲信道时，根据预先记录的所述无线传感器网络的信道空闲信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道；
[0025]发送单元，用于将携带有所述无线传感器网络当前空闲信道信息的第一反馈消息发送到所述传感器节点，以使所述传感器节点在接收到所述第一反馈消息后，在所述无线传感器网络当前空闲信道上通信。
[0026]可选的，所述路由器还包括:
[0027]侦测单元，用于侦测所述无线传感器网络，确定所述无线传感器网络当前空闲信道的信息以及所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息；
[0028]记录单元，用于记录所述无线传感器网络当前空闲信道的信息以及所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息，得到所述信道空闲信息。
[0029]可选的，所述确定单元，用于根据所述无线传感器网络当前空闲信道的信道服务质量信息，确定所述无线传感器网络当前空闲信道中信道服务质量大于预设信道服务质量的目标空闲信道;选取任一目标空闲信道作为所述传感器节点的目标使用信道；
[0030]相应地，所述发送单元，用于将携带有所述传感器节点的目标使用信道的第一反馈消息发送到所述传感器节点，以使所述传感器节点在接收到所述第一反馈消息后，在所述目标使用信道上通信。
[0031]可选的，所述路由器还包括:
[0032]更新单元，用于更新所述无线传感器网络的信道空闲信息。
[0033]可选的，所述确定单元，还用于在所述判断单元判定所述传感器节点当前使用信道是空闲信道时，向所述传感器节点发送携带有继续通信信息的第二反馈消息，以使所述传感器节点在接收到所述第二反馈信息后，在所述传感器节点当前使用信道上通信。
[0034]相比于现有技术，本发明的无线传感器网络通信的信道分配方法及路由器，可根据无线传感器网络中传感器节点当前使用信道的信息，确定是否给传感器节点分配空闲信道，使得传感器节点当前使用信道为空闲信道且信道服务质量有保证，从而解决现有无线传感器网络在信息传输过程中的信息拥堵、数据干扰和碰撞问题，减少数据包传输时延和能量消耗，提高网络性能。
【附图说明】
[0035]图1为本发明实施例提供的一种无线传感器网络通信的信道分配方法流程图；
[0036]图2为本发明实施例提供的一种路由器结构图。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0038]如图1所示，本实施例公开一种无线传感器网络通信的信道分配方法，适用于高速铁路运行环境，该方法可包括以下步骤1I至104。
[0039]101、在接收到无线传感器网络中的传感器节点发送的信道分配请求消息后，获取所述信道分配请求消息中携带的所述传感器节点当前使用信道的信息。
[0040]102、判断所述传感器节点当前使用信道是否为空闲信道;若所述传感器节点当前使用信