1.一种电力物联网无线通信节点路由性能评价方法,其特征在于包括以下步骤:步骤(1)、判断电力物联网无线通信节点i当前需要传输的数据类型Dt;其中数据类型Dt包括普通电力数据、设备状态数据、控制指令数据;
步骤(2)、依据步骤(1)所得节点i传输数据类型Dt,构建相应的节点路由性能评价模型参数权重值;
其中,αj、βj、θj,(j=1,2,…,5)分别表示节点在传输不同类型数据时节点路由性能评价模型中各参数的权重值;j=1,2,3,4,5分别对应延时、丢包率、误码率、调整时间和节点能耗;Dt表示传输数据的类型,Dt=0表示传输数据为普通电力数据,Dt=1表示传输数据为设备状态数据,Dt=2表示传输数据为控制质量数据;
步骤(3)、获取节点i实时的路由性能数据,包括延时、丢包率、误码率、调整时间、节点能耗,即Tdelay(i),fpack_loss(i),fwrong_code(i),Tadj_time(i),fpower(i);
3.1延时
节点的延时包括发送延时Tsend(i)、传播延时Tspread(i)、处理时延Tprocess(i)、排队时延TQuen(i);
Tsend(i)=Ldata*Wchannel 公式(2)其中Ldata表示节点所要发送的数据帧长度,Wchannel表示节点通信的信道带宽;
其中Velec表示电磁波在节点通信信道上的传输速率,Lchannel表示节点通信的信道长度。
则可定义节点的总延时Tdelay(i)为:
3.2丢包率
其中Dloss表示节点在将数据发送至下一个节点的过程中丢失的数据包数量;Dsum表示节点i向下一个节点发送的数据包总量;
3.3误码率
其中,Cwrong表示节点在将数据发送至下一个节点的过程中出现的误码数量;Csum表示节点i向下一个节点发送的数据总码数;
3.4调整时间
调整时间Tadj_time(i)为从节点i在接收到上一个节点i-1发送的完整数据包开始计算,到该节点i将接收到的完整数据包发送至下一个节点i+1所需的最大时间;
3.5节点能耗
fpower(i)=k[Psend*t1+Preceive*t2] (7)其中fpower(i)表示节点i接收kbit数据到将其完整发送出去的整个过程所消耗的总能量,称之为节点能耗;Psend表示节点i的发射功率,t1表示节点i完整发送1bit数据所需的时间;Preceive表示节点i的接收功率,t2表示节点i完整接收1bit数据所需时间;k表示节点i所发送的数据量,单位为bit;
步骤(4)、结合考虑数据类型Dt的约束条件,构建考虑延时、丢包率、误码率、调整时间和节点能耗的节点路由性能评价目标函数:f(i)=min[γ1*Tdelay(i)+γ2*fpack_loss(i)+γ3*fwrong_code(i)+γ4*Tadj_time(i)+γ5*fpower(i)]其中γ1、γ2、γ3、γ4、γ5为权重因子,且γ1+γ2+γ3+γ4+γ5=1,可以根据不同类数据的传输要求改变其大小来调整延时、丢包率、误码率、调整时间和节点能耗所占的比重;其中Tdelay(i)表示电力物联网无线通信网络中节点i进行数据转发的延时;fpack_loss(i)表示电力物联网无线通信网络中节点i进行数据转发的丢包率;fwrong_code(i)表示电力物联网无线通信网络中节点i进行数据转发的误码率;fadj_time(i)表示电力物联网无线通信网络中节点i进行数据转发的调整时间;fpower(i)表示电力物联网无线通信网络中节点i进行数据转发的能耗;Tmax表示最大延时;tmax表示最大调整时间;Pmax表示最大路径能耗;
考虑数据类型Dt的约束条件:
若当数据类型Dt为普通电力数据,则满足参数权重α2(丢包率)≥α3(误码率)≥α5(节点能耗)≥α4(调整时间)≥α1(延时);
若当数据类型Dt为设备状态数据,则满足参数权重β1(延时)≥β4(调整时间)≥β2(丢包率)≥β3(误码率)≥β5(节点能耗);
若当数据类型Dt为控制指令数据,则满足参数权重β1(延时)≥β4(调整时间)≥β2(丢包率)≥β3(误码率)≥β5(节点能耗);
步骤(5)、获取目标函数值f(i)的最小值所对应的路由性能数据,即节点i在当前时刻传输类型为Dt的数据时路由性能最佳的性能数据。
2.一种电力物联网无线通信节点路由性能评价设备,其特征在于包括所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电力物联网无线通信节点路由性能评价程序,所述电力物联网无线通信节点路由性能评价程序被所述处理器执行时实现如权利要求1中所述的电力物联网无线通信节点路由性能评价方法的步骤。
3.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有电力物联网无线通信节点路由性能评价程序,所述电力物联网无线通信节点路由性能评价程序被处理器执行时实现如权利要求1中所述的电力物联网无线通信节点路由性能评价方法的步骤。
4.一种电力物联网无线通信节点路由性能评价装置,其特征在于包括:数据获取模块,用于获取节点实时的路由性能数据,包括延时、丢包率、误码率、调整时间、节点能耗;
计算模块,用于计算节点当前传输数据类型相应的节点路由性能评价模型参数权重值;
节点路由性能评价模型模块,用于接收数据获取模块和计算模块获得数据,并根据目标函数获得计算结果,进而获得评价结果。