CN108901053A - 一种工业无线Mesh路由器部署方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工业无线Mesh路由器部署方法，包括根据链路失效概率与网络拓扑的关系计算获得网络健壮性；建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；按照网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。该方法可有效提升无线Mesh网络的健壮性，进一步提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性，同时有效降低了网络部署成本。本申请还公开了一种工业无线Mesh路由器部署装置、***及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种工业无线Mesh路由器部署方法、装置及***

技术领域

本申请涉及无线Mesh网络组网技术领域，特别涉及一种工业无线Mesh路由器部署方法，还涉及一种工业无线Mesh路由器部署装置、***及计算机可读存储介质。

背景技术

在离散工业制造过程中，其繁杂对象的多源感知数据传输方面涉及的制造信息较为广泛，诸如大量操作员工、在制品、物料等的移动信息和状态信息、工件的加工信息、生产制造过程的工艺信息、设备的工况信息等各种繁杂信息等均需要进行采集，而传统的有线网络解决方案和基于无线AP(Access Point，无线访问接入点)的网络解决方案由于受到诸如部署成本、车间场地、制造资源移动性强和通讯盲点等问题的限制，已愈来愈难以独自实现复杂车间环境中泛在动态制造信息的传输。

请参考图1，图1为现有技术中的一种无线Mesh路由器部署架构图，无线多跳Mesh传输网络具有部署灵活的特性，可支持移动终端泛在网络接入，其中，无线Mesh路由器为构建覆盖制造全过程网络体系的重要组成，有效实现了复杂工业环境中动态数据信息的可靠传输。然而，由于工业制造环境强金属环境、多障碍、多源电磁干扰等特点，使得无线Mesh路由器在工业制造环境下应用时，易于发生无线节点易失效、通信链路容易断裂等问题，网络可靠性难以得到保障。具体而言，在现有的无线Mesh路由器的部署过程中，仅仅考虑无线Mesh路由器的负载均衡，不考虑其工作环境，对其相应的接入终端只实现单重覆盖，进一步，当无线Mesh路由器出现故障失效时，接入终端将变成网络孤立节点，网络弹性较差；此外，现有大多数方法中无线Mesh路由器与其对应的接入终端之间只通过单跳网络连接，而目前的无线接入终端多数可配备数据多跳转发能力，因此，单跳网络的连接方式极大限制了无线Mesh路由器的覆盖范围，从而增加了部署成本。

因此，如何有效提升无线Mesh网络的健壮性，以进一步提升工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性，同时有效降低网络部署成本是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种工业无线Mesh路由器部署方法，该方法可有效提升无线Mesh网络的健壮性，进一步提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性，同时有效降低了网络部署成本；本申请的另一目的是提供一种工业无线Mesh路由器部署装置、***及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种工业无线Mesh路由器部署方法，所述方法包括：

根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以所述网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

按照所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对所述无线Mesh路由器进行部署。

优选的，所述链路失效概率与网络拓扑的关系为：

其中，

其中，r为所述节点间距离，r₀为理想环境下节点的通信覆盖半径；σ为阴影衰落标准差，η为路径损耗指数；其中，所述节点间距离根据所述网络拓扑获得。

优选的，所述根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性，包括：

利用所述链路失效概率与所述网络拓扑的关系获得失效概率矩阵φ_m；

根据所述失效概率矩阵φ_m进行计算，获得所述网络健壮性：

R_WMN＝E(R_a)/D(R_a)+E(k)/D(k)；其中，

其中，

当所述无线终端的位置集合表示为V_T＝{WT₁,WT₂,...,WT_i,...,WT_n}时，假设所述无线Mesh路由器的候选部署位置集合表示为V_S＝{S₁,S₂,...,S_j,...,S_m}，n为所述无线终端的数目，m为所述候选部署位置的数目，S_j为第j个候选部署位置；

当z_j＝1，表示在候选部署位置S_j处部署有所述无线Mesh路由器，当z_l＝1时，表示在部署位置S_l处部署有无线Mesh路由器；则y_jl＝1表示在所述候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器和在所述候选部署位置S_l处部署的无线Mesh路由器在彼此通信范围内；

其中，G为所述网络拓扑，G′为当对所述无线终端WT_i进行部署时，所述无线终端WT_i以及与所述无线终端WT_i具有单跳或多跳连接关系的无线Mesh路由器构成的最小子网拓扑；l_pq为所述最小子网拓扑中节点p和节点q之间的链路，φ_m(p,q)为所述节点p和节点q之间的链路失效概率；其中，所述节点p和节点q在所述最小子网拓扑中相邻；为所述无线终端WT_i的网络连接健壮性评价因子，为各个所述网络连接健壮性评价因子的平均数。

优选的，所述约束条件包括：

其中，P_ij表示所述无线终端WT_i与在所述候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器具有单跳或多跳连接路径，且所述连接路径不经过其他所述无线Mesh路由器。

优选的，所述约束条件还包括：

所述无线Mesh路由器的部署成本不超出预设成本。

优选的，所述约束条件还包括

各个所述无线Mesh路由器接入的无线终端产生的数据流量不超出所述无线Mesh路由器的容量。

优选的，所述约束条件还包括：

无线Mesh网络的网络负载不超过预设阈值。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种工业无线Mesh路由器部署装置，所述装置包括：

网络健壮性计算模块，用于根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

数学模型优化求解模块，用于建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以所述网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

无线Mesh路由器部署模块，用于按照所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对所述无线Mesh路由器进行部署。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种工业无线Mesh路由器部署***，所述***包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述的工业无线Mesh路由器部署方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的工业无线Mesh路由器部署方法的步骤。

本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署方法，包括根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以所述网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；按照所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对所述无线Mesh路由器进行部署。

可见，本申请所提供的无线Mesh路由器部署方法，结合冗余部署思想，以增强网络弹性为首要优化目标，针对无线链路在工业制造环境中受干扰易失效问题，构建约束条件下的工业无线Mesh网络健壮性部署优化模型，即通过增加无线终端与工业无线Mesh路由器的网络连接关系冗余，使得无线终端与无线Mesh路由器节点间的单跳/多跳网络连接数量以及各无线Mesh路由器节点间的冗余网络连接数量最大化，并通过离散粒子群快速高效寻优算法求解Mesh网络弹性部署方案，以有效提升无线Mesh网络的健壮性，进一步提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性。此外，无线多跳网络的连接方式充分体现了无线Mesh路由器的覆盖范围，有效降低了网络部署成本。

本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署装置、***及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种工业无线Mesh路由器部署架构图；

图2为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署方法的流程示意图；

图3为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署装置的示意图；

图4为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署***的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种工业无线Mesh路由器部署方法，该方法可有效提升无线Mesh网络的健壮性，进一步提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性，同时有效降低了网络部署成本；本申请的另一核心是提供一种工业无线Mesh路由器部署装置、***及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图2，图2为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署方法的流程示意图，该方法可以包括：

S101：根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

具体的，在对无线Mesh路由器进行部署以构建无线Mesh网络时，首先可基于各个无线终端的位置以及各个无线Mesh路由器的候选部署位置获得对应的网络拓扑，进一步，即可根据链路失效概率与该网络拓扑的关系进行计算，以获取网络健壮性，并实现对无线Mesh路由器的部署。

其中，关于上述网络拓扑的获取方式，首先可获取接入无线Mesh网络的无线终端的位置信息，以根据该位置信息获得无线终端的位置集合，从而基于该无线终端位置集合和无线Mesh路由器的候选部署位置获得上述网络拓扑。其中，对于上述无线终端的位置信息的采集方式本申请不做唯一限定。

可选的，上述链路失效概率与网络拓扑的关系可以为：

其中，

其中，r为节点间距离，r₀为理想环境下节点的通信覆盖半径；σ为阴影衰落标准差，_η为路径损耗指数；其中，所述节点间距离根据所述网络拓扑获得。

具体而言，r为节点间距离，该节点间距离中所涉及到的两个节点可以为无线终端，也可以为无线Mesh路由器，即该节点间距离可以为无线终端部署位置与无线Mesh路由器部署位置之间的距离，也可以为两个无线终端的部署位置之间的距离，其取值可基于上述网络拓扑获得，上述r₀为理想环境下节点的通信覆盖半径，即两个节点间的最大通信范围，故需满足r≤r₀条件。同时，σ为阴影衰落标准差，_η为路径损耗指数，二者的数值测算属于行业的通用方法，具体参照已有技术即可，此外，上述erf(x)函数为误差函数。

可选的，上述根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性的过程可以包括：利用链路失效概率与网络拓扑的关系获得失效概率矩阵φ_m；根据失效概率矩阵φ_m进行计算，获得网络健壮性：

R_WMN＝E(R_a)/D(R_a)+E(k)/D(k)；其中，

其中，

当无线终端的位置集合表示为V_T＝{WT₁,WT₂,...,WT_i,...,WT_n}时，假设无线Mesh路由器的候选部署位置集合表示为V_S＝{S₁,S₂,...,S_j,...,S_m}，n为无线终端的数目，m为候选部署位置的数目，S_j为第j个候选部署位置；

当z_j＝1，表示在候选部署位置S_j处部署有无线Mesh路由器，当z_l＝1时，表示在部署位置S_l处部署有无线Mesh路由器；则y_jl＝1表示在候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器和在候选部署位置S_l处部署的无线Mesh路由器在彼此通信范围内；

其中，G为网络拓扑，G′为当对无线终端WT_i进行部署时，无线终端WT_i以及与无线终端WT_i具有单跳或多跳连接关系的无线Mesh路由器构成的最小子网拓扑；l_pq为最小子网拓扑中节点p和节点q之间的链路，φ_m(p,q)为节点p和节点q之间的链路失效概率；其中，节点p和节点q在最小子网拓扑中相邻；为无线终端WT_i的网络连接健壮性评价因子，为各个网络连接健壮性评价因子的平均数。

具体的，利用链路失效概率与网络拓扑的关系即可获得无线Mesh网络中所有的链路失效概率，以进一步获得失效概率矩阵；从而可根据上述计算式对失效概率矩阵进行计算，获得对应的网络健壮性。

其中，当无线终端位置集合表示为V_T＝{WT₁,WT₂,...,WT_i,...,WT_n}时，假设无线Mesh路由器位置集合表示为V_S＝{S₁,S₂,...,S_j,...,S_m}，对应的，无线终端网络拓扑图为G_T＝(V_T,E_T,D_T)，无线Mesh路由器网络拓扑图为G_S＝(V_S,E_S,D_S)；其中，E_T为无线终端间的邻接矩阵，D_T为无线终端间的距离矩阵；E_S为无线Mesh路由器备选部署位置间的邻接矩阵，D_S为无线Mesh路由器备选部署位置间的距离矩阵。由此，即可进一步根据上述无线终端网络拓扑图和无线Mesh路由器网络拓扑图获得上述网络拓扑G，此外，G′属于G，G′为当对无线终端WT_i进行部署时，无线终端WT_i以及与其具有单跳或多跳连接关系的无线Mesh路由器构成的最小子网拓扑，可通过通用的图搜索算法获取，具体可参照已有技术；l_pq∈G′则表示链路l_pq属于上述最小子网拓扑G′。

S102：建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

S103：按照网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。

具体的，在获取网络健壮性之后，即可建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，并在相应的约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最优值，即上述最大值，同时获得该网络健壮性取最大值时对应的全局最优粒子位置。进一步，即可根据该最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。其中，上述算法的具体流程可分为两个阶段，第一阶段为初始化阶段，第二阶段为迭代寻优阶段。

对于第一阶段，首先，可以根据无线Mesh路由器的候选部署位置以及实际部署数量对粒子群的初始位置、速度进行初始化，例如，单个粒子i的位置为p_i(t)＝(p_i1(t),p_i2(t),…,p_id(t),…,p_iD(t))，速度为v_i(t)＝(v_i1(t),v_i2(t),…,v_id(t),…,v_iD(t))，其中，D为粒子的维度，其取值为无线Mesh路由器候选部署位置的总数量，p_id(t)＝1表示对应的候选部署位置上实际部署了无线Mesh路由器；t为算法迭代的次数，初始化时t＝1。进一步，根据初始化后各粒子的位置与速度，按公式R_WMN＝E(R_a)/D(R_a)+E(k)/D(k)计算各粒子所对应部署方案的网络健壮性评价结果，并以此选举出初始粒子群中粒子p_i的个体最优位置pbest_i(t)，从个体最优位置集合中选择健壮性评价最高的粒子位置作为全局最优粒子位置gbest(t)。

对于第二阶段，for t＝2:K，其中K为寻优算法的迭代次数，因此可按如下计算公式迭代更新粒子群中每个粒子的位置与速度：

v_id(t+1)＝wv_id(t)+c₁r₁(pbest_id(t)-x_id(t))+c₂r₂(gbest_d(t)-x_id(t))；

x_id(t+1)＝x_id(t)+v_id(t+1)；

其中，w为惯性权重，c₁，c₂为加速系数且取值为正常数，r₁，r₂为[0,1]间的随机数。

进一步，可以根据每一轮迭代后的各个粒子的位置与速度，按照公式R_WMN＝E(R_a)/D(R_a)+E(k)/D(k)计算各粒子所对应部署方案的网络健壮性评价结果，并以此选举出第t轮迭代时的粒子p_i的个体最优位置pbest_i(t)，并从个体最优位置集合中选择健壮性评价最高的粒子位置作为全局最优粒子位置gbest(t)。

最后，若t＝K，则整个迭代寻优过程结束，输出第K次迭代构建的个体最优位置集合，并从中选择健壮性评价最高的全局最优粒子位置作为近似最优的部署方案。

可选的，上述约束条件可以包括：

其中，P_ij表示无线终端WT_i与在候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器具有单跳或多跳连接路径，且连接路径不经过其他无线Mesh路由器。

相应的，如若上述无线Mesh路由器P_ij存在，则P_ij＝1；若不存在，则P_ij＝0。

具体而言，对于公式该约束条件表示每个终端WT_i都与两个以上的无线Mesh路由器有单跳或多跳的网络连接关系；对于公式该约束条件表示每个无线Mesh路由器至少与两个以上的Mesh路由器有直接网络连接关系。

可选的，上述约束条件可以包括：无线Mesh路由器的部署成本不超出预设成本。

具体而言，假设上述预设成本为C，无线Mesh路由器j在备选位置S_j的部署成本为c_j，则上述无线Mesh路由器的部署成本不超出预设成本即可表示为如下公式：

可选的，上述约束条件还可以包括：各个无线Mesh路由器对应的无线终端产生的数据流量不超出无线Mesh路由器的容量。

具体而言，假设d_i表示无线终端WT_i产生的流量，v_j表示在部署位置S_j的无线Mesh路由器j容许的无线终端接入的容量，则上述各个无线Mesh路由器对应的无线终端产生的数据流量不超出无线Mesh路由器的容量即可表示为如下公式：

其中，x_ij＝1表示无线终端WT_i被分配到部署位置S_j的无线Mesh路由器。

需要说明的是，上述各约束条件仅为本申请所提供的一种实施方式，并不唯一，例如，还可以增加如下约束条件：

该约束条件表示每个无线终端WT_i需分配到一个无线Mesh路由器；

以及增加如下约束条件：

该约束条件表示x_ij,z_j,P_ij这几个变量的取值为0或1；

进一步，即可在上述各个约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值。

本申请所提供的无线Mesh路由器部署方法，结合冗余部署思想，以增强网络弹性为首要优化目标，针对无线链路在工业制造环境中受干扰易失效问题，构建约束条件下的工业无线Mesh网络健壮性部署优化模型，即通过增加无线终端与无线Mesh路由器的网络连接关系冗余，使得无线终端与无线Mesh路由器节点间的单跳/多跳网络连接数量以及各无线Mesh路由器节点间的冗余网络连接数量最大化，并通过离散粒子群快速高效寻优算法求解Mesh网络弹性部署方案，以有效提升无线Mesh网络的健壮性，进一步提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性。此外，无线多跳网络的连接方式充分体现了无线Mesh路由器的覆盖范围，有效降低了网络部署成本。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选实施例，该无线Mesh路由器部署方法的约束条件还可以包括：无线Mesh网络的网络负载不超过预设阈值。

具体的，还可以计算无线Mesh网络的网络负载，进一步利用多目标离散粒子群优化算法进行求解，按照网络健壮性取最大值，且网络负载不超过上述预设阈值对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署，由此，即可实现在无线Mesh网络健壮性达到最优且网络负载性能良好的条件下，对无线Mesh路由器进行优化部署。其中，上述预设阈值并不唯一确定，可根据无线Mesh网络的实际情况进行设定，本申请对此不做限定。

具体而言，可根据如下公式计算网络负载：

LBF＝E(LBF_a(j))[1-D(LBF_a(j))]+E(LBF_b(j))[1-D(LBF_b(j))]；其中，E(LBF_a(j))，E(LBF_b(j))为均值；D(LBF_a(j))，D(LBF_b(j))为方差，均值与方差的计算方式与上述网络健壮性的计算方式相同，本申请在此不再赘述。此外：

其中，f_jl表示从部署于部署位置S_j的无线Mesh路由器发送给部署于部署位置S_l的无线Mesh路由器的流量大小；f_lj为反向流量大小；u_jl为这两个无线Mesh路由器间的链路总容量。

本申请实施例所提供的一种工业无线Mesh路由器部署方法，综合考虑无线负载均衡性能，进一步优化网络健壮性，更加有效地提升了工业制造多源干扰环境下无线Mesh网络的容错性与可靠性。

为解决上述问题，请参考图3，图3为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署装置的示意图，该装置可包括：

网络健壮性计算模块10，用于根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

数学模型优化求解模块20，用于建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

无线Mesh路由器部署模块30，用于按照网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。

对于本申请提供的工业无线Mesh路由器部署装置的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

为解决上述问题，请参考图4，图4为本申请所提供的一种工业无线Mesh路由器部署***的示意图，该***可包括：

存储器1，用于存储计算机程序；

处理器2，用于执行计算机程序时可实现如下步骤：

根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；按照网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。

对于本申请提供的工业无线Mesh路由器部署***的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

为解决上述问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：

根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；按照网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对无线Mesh路由器进行部署。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本申请提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的工业无线Mesh路由器部署方法、装置、***及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围要素。

Claims (10)

1.一种工业无线Mesh路由器部署方法，其特征在于，所述方法包括：

根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以所述网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

按照所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对所述无线Mesh路由器进行部署。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路失效概率与网络拓扑的关系为：

其中，

其中，r为所述节点间距离，r₀为理想环境下节点的通信覆盖半径；σ为阴影衰落标准差，_η为路径损耗指数；其中，所述节点间距离根据所述网络拓扑获得。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性，包括：

利用所述链路失效概率与所述网络拓扑的关系获得失效概率矩阵φ_m；

根据所述失效概率矩阵φ_m进行计算，获得所述网络健壮性：

R_WMN＝E(R_a)/D(R_a)+E(k)/D(k)；其中，

其中，

当所述无线终端的位置集合表示为V_T＝{WT₁,WT₂,...,WT_i,...,WT_n}时，假设所述无线Mesh路由器的候选部署位置集合表示为V_S＝{S₁,S₂,...,S_j,...,S_m}，n为所述无线终端的数目，m为所述候选部署位置的数目，S_j为第j个候选部署位置；

当z_j＝1，表示在候选部署位置S_j处部署有所述无线Mesh路由器，当z_l＝1时，表示在部署位置S_l处部署有无线Mesh路由器；则y_jl＝1表示在所述候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器和在所述候选部署位置S_l处部署的无线Mesh路由器在彼此通信范围内；

其中，G为所述网络拓扑，G′为当对所述无线终端WT_i进行部署时，所述无线终端WT_i以及与所述无线终端WT_i具有单跳或多跳连接关系的无线Mesh路由器构成的最小子网拓扑；l_pq为所述最小子网拓扑中节点p和节点q之间的链路，φ_m(p,q)为所述节点p和节点q之间的链路失效概率；其中，所述节点p和节点q在所述最小子网拓扑中相邻；为所述无线终端WT_i的网络连接健壮性评价因子，为各个所述网络连接健壮性评价因子的平均数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：

其中，P_ij表示所述无线终端WT_i与在所述候选部署位置S_j处部署的无线Mesh路由器具有单跳或多跳连接路径，且所述连接路径不经过其他所述无线Mesh路由器。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约束条件还包括：

所述无线Mesh路由器的部署成本不超出预设成本。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述约束条件还包括：

各个所述无线Mesh路由器接入的无线终端产生的数据流量不超出所述无线Mesh路由器的容量。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述约束条件还包括：

无线Mesh网络的网络负载不超过预设阈值。

8.一种工业无线Mesh路由器部署装置，其特征在于，所述装置包括：

网络健壮性计算模块，用于根据链路失效概率与网络拓扑的关系进行计算，获得网络健壮性；其中，所述网络拓扑为无线终端与无线Mesh路由器多跳互联组成；

数学模型优化求解模块，用于建立无线Mesh网络健壮性部署优化数学模型，以所述网络健壮性为优化目标，在约束条件下，利用粒子群优化算法求解所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置；

无线Mesh路由器部署模块，用于按照所述网络健壮性的最大值及其对应的全局最优粒子位置对所述无线Mesh路由器进行部署。

9.一种工业无线Mesh路由器部署***，其特征在于，所述***包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的工业无线Mesh路由器部署方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的工业无线Mesh路由器部署方法的步骤。