1.一种基于加权距离的工业物联网资源调度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、新节点入网时选择信号强度高的节点作为父节点,新节点入网后根据父节点发送的信息建立初始资源调度表;
步骤2、当节点的发送时槽无法满足当前流量需求时,节点通过加权距离算法动态地增加发送时槽;
步骤3、当节点的发送时槽超过了当前流量需求时,节点将使用率最低的时槽进行删除;
步骤4、节点统计每个时槽的丢包率,当某个时槽丢包率远低于平均丢包率时,表明该时槽存在资源调度冲突,重新进行资源分配;
所述步骤1具体包括以下步骤:
步骤1.1、新节点入网时监听到来自周围邻居节点发送的广播包,然后选择一个信号强度最高的邻近节点作为父节点加入网络;
步骤1.2、父节点给新入网子节点分配可用的发送时槽和接收时槽,入网时候分配的时槽是通过随机选择的,新入网节点接收通知后建立自己的初始资源调度表;
步骤1.3、将新节点的初始资源调度表设置为一个二维矩阵,横轴为时隙,纵轴为信道,初始值有两个时槽,一个发送时槽,另一个接收时槽;
所述步骤2具体包括以下步骤:
步骤2.1、节点统计每个时槽使用情况,当时槽使用率超过75%时,则表明节点的发送时槽无法满足当前流量需求,节点向父节点发送资源请求,要求增加发送时槽;
步骤2.2、父节点接收到资源请求后,将可用时槽列表发送给子节点,子节点收到后列出可用发送时槽,分别为Tx1,Tx2,…,Txi,…,共计K个;
步骤2.3、为了使得转发数据能尽快发送出去,节点通过加权距离算法选择一个最优的发送时槽,该时槽到其它接收时槽的加权距离最短,从而能降低转发数据的传输延时;
步骤2.4、节点统计接收时槽的收包概率,接收时槽i的收包概率记为Pri,在节点加权距离算法执行过程中,计算发送时槽到每个接收时槽的距离,到接收时槽i的距离Dri,然后通过公式下面的公式计算出该发送时槽的加权距离:Sum_Dr=Pr1*Dr1+Pr2*Dr2+...+Prk*Drk,Pr1+Pr2+...+Prk=1;
步骤2.5、在加权距离算法中;不断循环步骤2.4,直到K个发送时槽的加权距离都计算出来,然后通过比较找出最短的加权距离,从而找到一个最优的发送时槽;
所述步骤3具体包括以下步骤:
步骤3.1、节点加入网络后,节点统计每个发送时槽使用情况;当发送时槽使用率低于
25%时,则表明节点的发送时槽超过了当前流量需求,节点删除一个发送时槽,以节约能耗;
步骤3.2、节点列出所有的发送时槽,通过对比找到使用率最低的发送时槽,然后向父节点发出资源删除请求;
步骤3.3、父节点收到子节点的资源删除请求后,先删除其对应的接收时槽,然后回复确认;
步骤3.4、节点收到父节点响应后,将该发送时槽进行删除;
所述步骤4具体包括以下步骤:
步骤4.1、计算每个实操的丢包率,丢包率PDR的计算公式为:PDR=1‑NumTxAck/NumTx
其中,NumTx表示发送数据包总个数,NumTxAck表示已成功发送包个数;
步骤4.2、计算多个发送时槽的平均丢包率;
步骤4.3、将每个时槽的丢包率与平均丢包率进行对比,假如超过了一定阈值,表明该时槽存在资源调度冲突;
步骤4.4、若检测到某个时槽存在资源调度冲突,重新进行资源分配。
2.一种根据权利要求1所述的基于加权距离的工业物联网资源调度方法的调度系统,其特征在于,所述系统中,每个工业物联网节点部署五个模块,包括:流量监测模块:用于统计一段时间内时槽总个数和时槽被使用的个数,然后计算时槽被使用的个数与时槽总个数比值,即为时槽的使用率;
资源添加模块:当时槽使用率很高时,则表明节点的发送时槽无法满足当前流量需求,节点向父节点发送增加时槽资源请求,父节点将可用时槽列表发送给节点,所述资源添加模块用于节点在可用时槽列表中选择一个最优的时槽,其选择方法根据加权距离算法计算出每个发送时槽的加权距离,然后通过比较找出最短的加权距离,从而找到一个最优的发送时槽;
资源删除模块:当时槽使用率很低时,则表明节点的发送时槽超过了当前流量需求,所述资源删除模块用于节点删除一个使用率最低的发送时槽,以节约能耗;
丢包率监测模块:用于节点统计每个时槽发送数据包个数和收到确认数据包个数,然后计算每个时槽的丢包率,同时计算多个发送时槽的平均丢包率;
冲突检测模块:用于将每个时槽的丢包率与平均丢包率进行对比,假如超过了一定阈值,表明该时槽存在资源调度冲突,重新进行资源分配。