本发明涉及无线射频组网通信传输技术领域，具体为一种基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法。
背景技术：
无线射频是一种非接触式的自动识别技术，可实现目标识别和数据交换，具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长以及便于使用的特点。
然而由于通信运营商的网络质量与其基站覆盖率以及基站使用率有很大的关系，因此造成了在信号盲区、无人区、半无人区、城乡交接区、地下坑道、隧道以及地下室等场合，存在单一的通信手段覆盖往往达不到实际使用要求的现象，难以满足物联网业务的实际需求，而传统的无线射频组网方式，无法实现快速的复杂空间长距离的自组网，同时由于无线射频基本都是单工或半双工模式且传输速度低，在高并发时极其容易产生数据堆积或丢失。
遗传算法是一种借鉴生物界的进化规律演化而来的随机化搜索方法，应用在无线射频领域有着天然的优势，因此发明一种长距离，低成本，灵活部署，快速组网的自组网通信系统是必然趋势。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法，解决了传统的无线射频组网方式，无法实现快速的复杂空间长距离的自组网，同时在高并发时容易产生数据堆积或丢失的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法，包括以下步骤：
s1、自构建初始无线射频通讯网络：在初始化构建无线射频网路时，首先为每一个无线射频设备设置一个唯一的编号，同时为所有的组网无线射频设备设置通讯数据最终接收者编号，在所有无线射频设备安装到位后，所有无线射频设备将从离最终接收者设备点开始由近及远的进行组网。
s2、根据网络链路稳定性自主优化：在初始化网络构建成功后，需要对整个网络进行网络通讯测试，在测试过程后，所有的无线设备模块均会重新选择一条或多条备份的无线通讯链路，并让每条备份的无线通讯链路参与测试。
s3、根据数据传输速度自主优化：当整体无线射频通讯网络稳定后，单个的无线射频模块会根据当前自己的通讯数据负载能力进行自我调优，选择一条最合适的通讯路线作为主导通讯链路，然后将其他的备用链路从缓存中移除。
s4、得到最终动态稳定的无线射频通讯网路：经过步骤s2和步骤s3反复自主的优化，最终得到一个在测试阶段比较高效而稳定的通讯网路，此时整个即可投入正式的商用。
优选的，在步骤s1中，无线射频设备设置的编号范围约定为在闭区间1-65534内的整数。
优选的，在步骤s1中，所有的无线射频设备根据周边其他设备的信号强度，自主就近连接信号最强的无线设备作为自己当前设备的桥接点，在寻求最强信号点时，同时辅助计算最短通讯距离。
优选的，在步骤s1中，当判断通过最强信号设备点无法形成链路链接到最终接受设备点时，选择信号次之的设备点，循环往复直至所有的无线射频设备均形成完整的链路。
优选的，在步骤s2中，所有的无线射频设备均按超出实际业务量的20％进行通讯稳定性测试。
优选的，在步骤s2中，由于每个无线设备模块均有多条无线通讯链路的存在，为了保证接收数据的唯一性，整个网间的数据协议依次按报文时间，报文编号，发送者，接受者，命令位，命令长度，命令内容，结束符来进行约定。
优选的，在步骤s2中，整个通讯报文在射频网络中均是采用16进制进行数据传输。
优选的，在步骤s2中，发送者为当前发送报文的设备id，接受者为报文最终抵达的设备id。
优选的，在步骤s3中，选择一条最合适的通讯路线的评价标准是数据包达到的时间与数据承载能力。
优选的，在步骤s1-s3中，无线射频设备发现自身脱网时，自主重启自构建初始无线射频通讯网络、根据网络链路稳定性自主优化和根据数据传输速度自主优化三个过程。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法，具备以下有益效果：
本发明通过将遗传算法应用在构建无线射频通讯网络上，从而在立体空间对一批无线射频设备进行组网时，当所有无线射频设备部署后，整个立体空间的无线射频设备根据无线射频信号强弱自动寻找临近最优的设备模块进行数据链路传递，并随着时间的推移实时动态优化无线射频通讯组网质量，在通讯最稳定与传输最快速之间构建平衡的无线射频通讯网路，从而提高无线射频通讯网路的吞吐量和传输延时等方面的性能，提高了数据传输效率，该基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法可以广泛适用于多种无线射频通讯设备的远距离复杂组网，并能根据射频网间通讯稳定性、数据传输高效性的质量进行动态调整组网结构，解决了传统的无线射频组网方式，无法实现快速的复杂空间长距离的自组网，同时在高并发时容易产生数据堆积或丢失的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种基于遗传算法的无线射频通讯自进化动态组网方法，包括以下步骤：
s1、自构建初始无线射频通讯网络：在初始化构建无线射频网路时，首先为每一个无线射频设备设置一个唯一的编号，同时为所有的组网无线射频设备设置通讯数据最终接收者编号，在所有无线射频设备安装到位后，所有无线射频设备将从离最终接收者设备点开始由近及远的进行组网，无线射频设备的编号是每个无线设备的为唯一标识，防止数据串包。
s2、根据网络链路稳定性自主优化：在初始化网络构建成功后，需要对整个网络进行网络通讯测试，在测试过程后，所有的无线设备模块均会重新选择一条或多条备份的无线通讯链路，并让每条备份的无线通讯链路参与测试。
s3、根据数据传输速度自主优化：当整体无线射频通讯网络稳定后，单个的无线射频模块会根据当前自己的通讯数据负载能力进行自我调优，选择一条最合适的通讯路线作为主导通讯链路，然后将其他的备用链路从缓存中移除，根据数据传输速度自主优化的标准是从中心点到最远端通讯节，数据传输速度稳定控制在5kb每秒，同时数据延迟小于2秒，由于射频通讯容易受到外界的电磁干扰，甚至前置一个固体物，也会对整个通讯产生很大的影响，因此，一旦网络中的某个节点设备在网路中出现丢包率大于10％的标准时，则通讯不稳定，相对于附近稳定通讯的节点就会触发该区域范围内的自我调优，只有当小范围的调优无法满足时，才会逐步扩大调优范围，如果调优时，网络处于负荷状态，将优先满足正常的数据传输，当持续调优超过30分钟后，依然无法连通通讯，整个通讯网路将会暂时抛弃该节点，并在对应的通讯管理软件上上报故障，下次调优将会由人工触发。
s4、得到最终动态稳定的无线射频通讯网路：经过步骤s2和步骤s3反复自主的优化，最终得到一个在测试阶段比较高效而稳定的通讯网路，此时整个即可投入正式的商用。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s1中，无线射频设备设置的编号范围约定为在闭区间1-65534内的整数，在实际应用中，从1开始编号即可，在复杂的建筑内部，可以约定，1楼开始用1编号，例如1001标识1楼1号设备，32楼为32001标识32楼1号设备，这样以后从编号上就能知道设备的位置，容易定位设备故障点。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s1中，所有的无线射频设备根据周边其他设备的信号强度，自主就近连接信号最强的无线设备作为自己当前设备的桥接点，在寻求最强信号点时，同时辅助计算最短通讯距离，即将发射端发出数据信号和接收到接收端应答信号的时间间隔记为tt，接收端收到发射端的信号和发出应答信号的时间间隔记为tr，则信号在收发两端的单向飞行时间tf＝(tt-tr)/2，两点间的距离d＝c*tf，这样用最短距离辅助信号强度，将更精确的确定最佳无线通讯路径。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s1中，当判断通过最强信号设备点无法形成链路链接到最终接受设备点时，选择信号次之的设备点，循环往复直至所有的无线射频设备均形成完整的链路，当发现有设备未链接到整个网络上时，需要合理的增加无线射频模块的节点。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s2中，所有的无线射频设备均按超出实际业务量的20％进行通讯稳定性测试。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s2中，由于每个无线设备模块均有多条无线通讯链路的存在，为了保证接收数据的唯一性，整个网间的数据协议依次按报文时间，报文编号，发送者，接受者，命令位，命令长度，命令内容，结束符来进行约定，通过报文时间与报文编号，能确定报文的唯一性，当收到重复报文时，直接丢弃未处理的报文，节约网络开销，避免数据震荡，当发现接受者不是自己时，直接沿着链路发送出去，节约无线射频设备的运算开销，其中报文时间意为时间戳，时间戳是指北京时间1970年01月01日08时00分00秒起至现在的总秒数，报文编号意为在1秒内，有多个报文发出，则依次递增加1，如果没有，默认为0，编号范围为0-99，命令内容为最终传递给末端设备的数据包，结束符的格式和特点为根据标准的二进制异或算法得出的一个16进制位，承担一定的数据校验功能。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s2中，整个通讯报文在射频网络中均是采用16进制进行数据传输，提高数据传输效率。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s2中，发送者为当前发送报文的设备id，接受者为报文最终抵达的设备id。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s3中，选择一条最合适的通讯路线的评价标准是数据包达到的时间与数据承载能力。
作为本发明的一种技术优化方案，在步骤s1-s3中，实际上应用过程中，射频传输距离与信号强度极易受到干扰，从而造成局部通讯网络的不稳定性，因此每个无线射频设备均有一套自检机制，当无线射频设备发现自身脱网时，自主重启自构建初始无线射频通讯网络、根据网络链路稳定性自主优化和根据数据传输速度自主优化三个过程。
综上可得，本发明通过将遗传算法应用在构建无线射频通讯网络上，解决了传统的无线射频组网方式，无法实现快速的复杂空间长距离的自组网，同时在高并发时容易产生数据堆积或丢失的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。