实现LED路灯网络的智能监控

参数包

　　图3（b）所示，为LED路灯网络节点上传的参数包格式。控制节点可采用定时轮询或即时查询方式获取网络内各LED节点的状态参数，如电流值、发光亮度值等，各LED节点只有在接到读取参数的命令后才会向控制节点发送参数包。参数包各字段定义如下：

　　包类型：为2；

　　源地址：为上传参数LED节点的地址；

　　包序列号：为上传参数LED节点发出的参数包编号；

　　接力模式：由于只有在节点收到读取状态参数命令后才会发送参数包，因此，参数包的接力模式由命令包的接力模式确定；

　　状态标志：为0，表示对应LED节点无故障；为1，表示对应节点有故障；为2，表示对应节点及后继节点有故障；

　　状态参数1－3：为LED节点的有关参数，如电流值、电压值以及LED的发光亮度值等。

　　（3）应答确认包

　　图3（c）所示，为应答确认包格式。为了实现可靠传输，每个节点在收到命令包或参数包后需要发送应答确认信息包。如果信息包的发送（转发）方在设定的时间内没有收到应答确认包，则会启动对该信息包的重新发送。应答确认包各字段的数值定义如下：

　　包类型：为3；

　　节点地址：发出确认应答包节点的地址。

　　确认类型：收到信息包的包类型；

　　确认号：为节点收到信息包的包序列号；

　　网络路由协议

　　路灯传感网络路由协议的核心是各节点对信息包的转发机制。由于每一个节点的信号覆盖范围有限，其信息只能向邻近的节点发送，如要将信息送往远处节点则只能依赖中间节点的多次转发。根据前述1.2定义的条件，节点转发信息包可以分为三种模式，即单跳接力模式，双跳接力模式和变跳接力模式，各LED节点将根据信息包中接力模式字段的定义进行选择。

　　单跳接力模式

　　图2（a）所示，为单跳接力模式的拓扑结构图。它是一个比较简单的转发模式，要求每个节点无线信号覆盖的半径范围大于节点间距L即可，信息包只需往邻近的前驱节点或后继节点转发。在这种模式下，节点处理收到信息包的方法如下：

　　①节点接收一个命令包（如图3（a））后，向前驱节点发送接收确认应答包；将命令包中的跳数减1；比较节点自身地址（NA）与命令包中目标地址的大小，相等则执行包中的命令且无须转发命令包，不等则向后继节点转发该包；如果是广播命令（目标地址值为0xffff），既在本节点执行该命令同时也向后继节点转发该命令包。转发时的路由地址为：NA+1。当命令包传送到网络中的最后一个LED节点时，跳数减1后将为0，包将不再被转发。

　　②节点接收到参数包（如图3（b））后，只需向后继节点发送接收确认包和向前驱节点转发，转发参数包的路由地址为：NA-1。

　　③节点收到命令包或参数包后，必须发送接收确认包（如图3（c）），当收到命令包时，确认类型值为1，发送应答确认包的路由地址为NA-1；当收到参数包时确认类型值为2， 发送应答确认包的路由地址为NA+1。

　　双跳接力模式

　　图2（b）所示，为双跳接力模式的拓扑结构图。这种模式要求每一个节点的无线信号覆盖半径范围≥2L。从图2可知，双跳接力模式每次跨越两个节点，传送信息包到指定节点的转发次数比单跳接力模式要少一半，因此其传送时延也要小。在双跳接力模式下，将整个网络所有LED节点按照其地址值的奇偶性分成2个接力链，即奇地址节点链和偶地址节点链。控制节点发送广播命令时，需要针对奇地址节点链和偶地址节点链分别发送，命令信息包分别在奇地址节点链和偶地址节点链上同时传播。在双跳接力模式下，节点处理收到信息包的方法如下：

　　①节点接收到命令包后的处理方法与单跳接力模式基本相同，但包转发时的路由地址变为：NA+2。

　　②同样节点接收到数据包后的处理方法也与单跳接力模式基本相同，只是在包转发时的路由地址变为：NA-2。

　　③节点收到命令包或参数包后，必须发送接收确认包，当收到命令包时，确认类型值为1，发送应答确认包的路由地址为NA-2；当收到参数包时确认类型值为2， 发送应答确认包的路由地址为NA+2。

　　无论是单跳接力模式还是双跳接力模式，节点发送命令信息包或参数信息包后，在规定的时间内未收到确认信息包，则需要重发，重发次数一般不超过3次。

　　变跳接力模式

变跳接力模式实际上是单跳接力模式和双跳接力模式的一种补充，主要用于下一跳节点出现通信故障时。在单跳接力模式或双跳接力模式工作时，如果在多次重发后仍收不到下一跳节点的应答确认信息包，说明下一跳节点出现了通信故障。这时通过改变接力模式，由单跳变双跳或者由双跳变单跳可以绕开下一跳有通信故障的节点，继续信息包的接力传送。同时，将