一种aodv路由方法、节点设备及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力通信技术领域，特别涉及一种AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector，源驱动路由协议）路由方法、节点设备及系统。
【背景技术】
[0002] 目前230MHz无线通信系统采用"基站一蜂窝小区"的架构模式，系统的覆盖范围 和容量都由设备性能直接决定，未考虑复杂的网络规划且系统扩展性较差。因此，原有的 230MHz无线通信系统无法完全满足配电自动化系统的通信需求和发展趋势，必须发展新一 代的230MHz无线通信网络，以满足智能配电网通信对实时性、大容量、高可靠性、安全性和 高成功率的要求。为此，提出一种基于230MHz的无线网格（Mesh)通信网络以构建新型配 电网通信系统。通过利用电力专有的230MHz无线频段资源，采用无线mesh网络，实现自组 网技术在230MHz电力无线专网的应用，以其可靠传输、高效组网、灵活配置的优势为配电 网通信提供重要支撑。
[0003] 按照路由建立的方式不同，无线mesh网络路由方法可以分为先验式路由方法、按 需路由方法。A0DV是一种对等的，基于目的的按需路由方法。A0DV路由方法主要包括路由 发现和路由维护两个过程。
[0004] (1)路由发现过程，A0DV的路由发现过程由反向路由的建立和前向路由的建立两 部分组成。
[0005] (2)路由表的管理和维护
[0006] A0DV路由方法中的路由表主要包括目的节点、下一跳节点、距离目的节点的跳数、 目的节点序列号、本路由的活跃邻节点和本路由的超期时长等彳目息。同时，在A0DV路由方 法中，节点还存储一些与路由表相关的信息。以下几点是其中比较重要的：
[0007] 路由请求超时定时器：和反向路由相关的定时器，当定时器超期后，节点仍未收 到路由响应报文时，节点则认为该反向路由无效，删除该反向路由。
[0008] 活跃超时时长和前向路由相关的时长。当超过活跃时长时间后，节点仍然无数据 利用该路由发送时，删除该路由（即使该路由可能有效）。
[0009] 当节点使用路由表中的某项路由发送数据时，该路由的超期时长更新为当前时间 +活跃超时时长。当节点收到一条新的路由时，选择新路由和本节点存储路由中目的节点序 列号大的路由为有效路由。当序列号一致时，则选择跳数小的路由。节点的移动可能会造 成现有路由的失效，根据节点的不同，A0DV路由方法的处理方法不同。
[0010] 当由于源节点移动而造成路由失效时，此时只能由源节点再次发起路由请求过 程。
[0011] 当由于中间节点或目的节点的移动而造成路由失效时，检测到路由断连的节点主 动向其上游节点发送路由响应报文，该报文中将至目的节点的跳数置为无穷大，同时将目 的节点的序列号加1。这样，上游节点在收到该路由响应报文时，会及时更新本地相关路由。
[0012] 虽然现有的A0DV路由方法在创建新路由和路由的局部维修时，可以利用已有的 路由，但是当这样的路由通常正在传输数据时就可能加重这些信道的负荷，出现拥塞，而空 闲信道可能存在而又没有利用。在路由发现的过程中，如果发现了到目标节点的系列号更 大的新路由，原有的路由就会无条件地被新路由取代，原路由负荷也就转移到新路由上来。
[0013] 此外，如果较大的负荷集中到一条路由上必然会降低传输效率。无线mesh网络中 的节点都是以一定速度运动的，任意两个节点之间的距离都在不断变化中，但A0DV方法下 没有考虑到节点的移动性，选择的路径往往稳定性差。因为目标节点认为最先到达的RREQ 报文经过的路径是最优的，但这条路径上的节点很可能是运动最剧烈的，将导致路径很快 断裂，没有考虑目标节点需要选择一条生存时间最长的路径。
【发明内容】
[0014] 为了解决现有技术中无线mesh网络中采用A0DV方法选择路由时没考虑节点移动 速度、选择的路径稳定性差等技术问题，本发明提出一种A0DV路由方法、节点设备及系统。
[0015] -种A0DV路由方法，其特征在于，包括：
[0016] 在源节点没有到达目的节点的已知路由时，源节点构建扩展RREQ报文，并广播扩 展RREQ报文；
[0017] 接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值，并 将惩罚权值累计到扩展RREQ报文中的惩罚权值域以及根据惩罚权值域中累计的惩罚权值 确定源节点到本节点的最优路径；判断本节点是否为目的节点，若判定本节点非目的节点， 则继续广播RREQ报文。
[0018] 优选地，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接入时间和移动速度作为扩展 部分；该方法还包括：接收到RREQ报文的每个中间节点用本节点的队列长度、接入时间和 移动速度更新扩展RREQ中对应的扩展部分。
[0019] 优选地，该方法还包括：
[0020] 接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞 状态是否溢出；
[0021] 若确定是，则丢弃扩展RREQ报文；否则根据本节点的移动速度计算惩罚权值。
[0022] 优选地，接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点的队列长度确定本节 点的拥塞状态是否溢出，具体包括：
[0023] 对于接收到扩展RREQ报文的每个中间节点来说，当本节点的队列长度L不大于第 一队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；
[0024] 当本节点的队列长度在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节 点的拥塞状态为轻度拥塞，并预设一个轻度惩罚因子；
[0025] 当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之间时，确定本节 点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；
[0026] 当本节点的队列长度大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。
[0027] 优选地，接收到RREQ报文的每个中间节点根据本节点的移动速度计算惩罚权值， 具体包括：
[0028] 接收到扩展RREQ报文的每个中间节点根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和 本节点的节点跳数权值计算惩罚权值。
[0029] 优选地，每个中间节点的路由广播请求表中增加有惩罚度和发送响应标识；根据 惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点到本节点的最优路径，具体包括：
[0030] 比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权值大小；
[0031] 若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚 权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。
[0032] 优选地，该方法还包括：
[0033] 若判定本节点为目的节点，则选择最优路径作为源节点到目的节点的路由，并根 据发送响应标识确定是否需要发送RREP报文。
[0034] 一种A0DV路由节点设备，包括：
[0035] 接收模块，用于接收扩展RREQ报文；
[0036] 计算模块，用于根据本节点设备的移动速度计算惩罚权值，并将惩罚权值累计到 扩展RREQ报文中的惩罚权值域；
[0037] 确定模块，用于根据惩罚权值域中累计的惩罚权值确定源节点设备到本节点设备 的最优路径；
[0038] 执行模块，用于判断本节点设备是否为目的节点设备，若判定本节点设备非目的 节点设备，则广播扩展RREQ报文；若判定本节点设备为目的节点设备，则选择最优路径作 为源节点设备到目的节点设备的路由。
[0039] 优选地，还包括：
[0040] 扩展模块，用于构建扩展RREQ报文，扩展RREQ中增加了上游节点的队列长度、接 入时间和移动速度作为扩展部分；
[0041 ] 更新模块，用于用本节点设备的队列长度、接入时间和移动速度更新接收模块接 收到的扩展RREQ中对应的扩展部分。
[0042] 优选地，该设备还包括：
[0043] 拥塞检测模块，用于根据本节点的队列长度确定本节点的拥塞状态是否溢出；若 确定是，则丢弃扩展RREQ报文；否则通知计算模块开始执行。
[0044] 优选地，拥塞检测模块，具体用于当本节点的队列长度L不大于第一队列长度阈 值时，确定本节点的拥塞状态为正常工作，并预设一个正常惩罚因子；当本节点的队列长度 在第一队列长度阈值和第二队列长度阈值之间时，确定本节点的拥塞状态为轻度拥塞，并 预设一个轻度惩罚因子；当本节点的队列长度在第二队列长度阈值和第三队列长度阈值之 间时，确定本节点的拥塞状态为严重拥塞，并预设一个严重惩罚因子；当本节点的队列长度 大于第三队列长度阈值时，确定本节点的拥塞状态为溢出。
[0045] 优选地，计算模块，具体用于根据本节点移动速度、预设的惩罚因子和本节点的节 点跳数权值计算惩罚权值。
[0046] 优选地，还包括存储模块，用于存储路由广播请求表，路由广播请求表中增加有惩 罚度和发送响应标识；
[0047] 确定模块，具体用于比较惩罚权值域中累计的惩罚权值与惩罚度中记录的惩罚权 值大小；若累计的惩罚权值不大于记录的惩罚权值，则用累计的惩罚权值替代记录的惩罚 权值，并将累计的惩罚权值所对应的路径作为源节点到本节点的最优路径。
[0048] 优选地，执行模块，还用于若判定本节点为