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适用于工业无线WIA-PA网络的负载均衡成簇方法
引用本文:王恒,夏枢洋,王平.适用于工业无线WIA-PA网络的负载均衡成簇方法[J].北京邮电大学学报,2017,40(2):29-35,42.
作者姓名:王恒  夏枢洋  王平
作者单位:重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆,400065;重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆,400065;重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室,重庆,400065
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目,重庆市教委科学技术研究项目,重庆市基础与前沿研究计划项目
摘    要:针对用于工业过程自动化的无线网络(WIA-PA)在部署过程中存在的簇首数据负载分布不均衡问题,提出了一种支持负载均衡的新型成簇方法.根据WIA-PA的网络特征建立周期性数据吞吐量模型,通过改进WIA-PA网络的簇首选择算法和现场设备的入网流程,使现场设备入网时优先选择吞吐量相对小的路由器作为簇首,实现了网络拓扑结构依据流量自适应调整的成簇策略.测试结果表明,该方法在均衡簇首数据负载、平衡簇首能耗、延长网络生命周期等方面取得了良好效果.

关 键 词:工业无线技术  工业网络  负载均衡  成簇方法

Load-Balanced Clustering Scheme for WIA-PA Industrial Wireless Networks
WANG Heng,XIA Shu-yang,WANG Ping.Load-Balanced Clustering Scheme for WIA-PA Industrial Wireless Networks[J].Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications,2017,40(2):29-35,42.
Authors:WANG Heng  XIA Shu-yang  WANG Ping
Abstract:For the imbalance issue of data transmission among cluster-heads in wireless networks for industrial automation-process automation (WIA-PA), a new load-balanced clustering scheme is presented.A periodic data throughput model is firstly established based on WIA-PA network characteristics.Then a cluster-head selection algorithm and an improved joining method for field devices is proposed.The field devices prefer to select the router with the minimum throughput as their cluster-head,so as to adjust network topology adaptively according to the data traffic.The tests show that the proposed scheme can effectively balance the data traffic and energy consumption among cluster-heads,and extend the lifetime of WIA-PA networks.
Keywords:industrial wireless technology  industrial networks  load-balance  clustering scheme
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