一种面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法及系统

技术特征：
1.一种面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法，其特征在于，所述方法包括：构建面向电力系统输电线路巡检的无人机自组织网络架构，并初始化无人机自组织网络架构中无人机节点的参数；所述参数包括总缓存空间、信息传输速率和剩余能量；源节点根据aodv路由协议在无人机自组织网络架构中选择的信息传输路径向目的节点发送信息，并设置数据报告速率；当目的节点的接收速率小于数据报告速率时，目的节点向所述信息传输路径上的各中间节点广播反压信号；根据收到反压信号的各中间节点的总缓存空间、信息传输速率和当前已占用的缓存空间、实际占用信道量，计算各自当前的拥塞率；当中间节点当前的拥塞率大于门限阈值时，判定该中间节点存在拥塞，并根据优先级算法确定数据传输优先级，按照数据传输优先级进行顺序传输；存在拥塞的中间节点向邻居节点广播反压信号以降低邻居节点的信息传输速率；计算无人机自组织网络架构中各节点当前的拥塞率，并反馈给需要传输数据的节点；根据各节点反馈的当前的拥塞率，需要传输数据的节点通过aodv路由协议重新选择传输路径。2.根据权利要求1所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法，其特征在于，所述源节点根据aodv路由协议在无人机自组织网络架构中选择的信息传输路径向目的节点发送信息，具体包括：源节点在发送数据前向周围节点发送广播数据包；所述广播数据包包括数据传输所需要消耗的能量和所需占用的缓冲区长度；若周围节点的剩余能量大于数据传输所需要消耗的能量且剩余缓冲空间大于数据传输所需占用的缓冲区长度，则该周围节点可作为中间节点；可作为中间节点的周围节点向源节点发送数据包；源节点根据aodv路由协议选择中间节点形成信息传输路径，并按照信息传输路径以传输速率txrt向目的节点发送信息。3.根据权利要求1所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法，其特征在于，所述各自当前的拥塞率的计算公式为其中，η
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为收到反压信号的第i个中间节点当前的拥塞率，s
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为收到反压信号的第i个中间节点当前已占用的缓存空间，s
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为收到反压信号的第i个中间节点的总缓存空间，c
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为收到反压信号的第i个中间节点的实际占用信道量，c
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为收到反压信号的第i个中间节点的信道容量。4.根据权利要求1所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法，其特征在于，所述根据优先级算法确定数据传输优先级，按照数据传输优先级进行顺序传输，具体包括：紧急情况对时延要求高的数据包设置第一优先级，对时延要求低的数据包设置第二优先级，没有时延要求的数据包设置第三优先级；对第三优先级的数据包进行丢弃，对第一优先级和第二优先级的数据包按照数据传输优先级进行顺序传输。
5.根据权利要求1所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法，其特征在于，所述根据各节点反馈的当前的拥塞率，需要传输数据的节点通过aodv路由协议重新选择传输路径，具体包括：按照拥塞率从小到大的顺序对各节点进行排序，并将排序后的节点按照排列顺序依次设置从高到低的优先级；根据各节点设置的优先级，采用节点优先级算法，通过aodv路由协议重新选择传输路径。6.一种面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制系统，其特征在于，所述系统包括：网络构建模块，用于构建面向电力系统输电线路巡检的无人机自组织网络架构，并初始化无人机自组织网络架构中无人机节点的参数；所述参数包括总缓存空间、信息传输速率和剩余能量；信息传输模块，用于源节点根据aodv路由协议在无人机自组织网络架构中选择的信息传输路径向目的节点发送信息，并设置数据报告速率；反压信号广播模块，用于当目的节点的接收速率小于数据报告速率时，目的节点向所述信息传输路径上的各中间节点广播反压信号；拥塞率计算模块，用于根据收到反压信号的各中间节点的总缓存空间、信息传输速率和当前已占用的缓存空间、实际占用信道量，计算各自当前的拥塞率；拥塞缓解模块，用于当中间节点当前的拥塞率大于门限阈值时，判定该中间节点存在拥塞，并根据优先级算法确定数据传输优先级，按照数据传输优先级进行顺序传输；信息传输速率降低模块，用于存在拥塞的中间节点向邻居节点广播反压信号以降低邻居节点的信息传输速率；拥塞率反馈模块，用于计算无人机自组织网络架构中各节点当前的拥塞率，并反馈给需要传输数据的节点；传输路径重新选择模块，用于根据各节点反馈的当前的拥塞率，需要传输数据的节点通过aodv路由协议重新选择传输路径。7.根据权利要求6所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制系统，其特征在于，所述信息传输模块，具体包括：广播数据包发送子模块，用于源节点在发送数据前向周围节点发送广播数据包；所述广播数据包包括数据传输所需要消耗的能量和所需占用的缓冲区长度；中间节点选取子模块，用于若周围节点的剩余能量大于数据传输所需要消耗的能量且剩余缓冲空间大于数据传输所需占用的缓冲区长度，则该周围节点可作为中间节点；中间节点数据包发送子模块，用于可作为中间节点的周围节点向源节点发送数据包；信息传输路径形成子模块，用于源节点根据aodv路由协议选择中间节点形成信息传输路径，并按照信息传输路径以传输速率txrt向目的节点发送信息。8.根据权利要求6所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制系统，其特征在于，所述各自当前的拥塞率的计算公式为其中，η
i
为收到反压信号的第i个中间节点当前的拥塞率，s
i
为收到反压信号的第i个中
间节点当前已占用的缓存空间，s
i
为收到反压信号的第i个中间节点的总缓存空间，c
i
为收到反压信号的第i个中间节点的实际占用信道量，c
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为收到反压信号的第i个中间节点的信道容量。9.根据权利要求6所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制系统，其特征在于，所述拥塞缓解模块，具体包括：优先级设置子模块，用于紧急情况对时延要求高的数据包设置第一优先级，对时延要求低的数据包设置第二优先级，没有时延要求的数据包设置第三优先级；顺序传输子模块，用于对第三优先级的数据包进行丢弃，对第一优先级和第二优先级的数据包按照数据传输优先级进行顺序传输。10.根据权利要求6所述的面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制系统，其特征在于，所述传输路径重新选择模块，具体包括：排序子模块，用于按照拥塞率从小到大的顺序对各节点进行排序，并将排序后的节点按照排列顺序依次设置从高到低的优先级；传输路径重新选择子模块，用于根据各节点设置的优先级，采用节点优先级算法，通过aodv路由协议重新选择传输路径。

技术总结
本发明涉及一种面向输电线无人机巡检的网络拥塞控制方法及系统，属于无人机电力系统输电线路巡检领域，构建无人机自组织网络架构，从源节点向目的节点发送信息过程中判断中间节点有没有发生拥塞，当发生拥塞时根据优先级算法确定数据传输优先级进行顺序传输，并向邻居节点广播反压信号以降低邻居节点的信息传输速率实现拥塞控制，根据各节点当前的拥塞率，需要传输数据的节点通过AODV路由协议重新选择传输路径避免了拥塞，即整个过程包括网络构建、数据传输、拥塞控制、拥塞避免，对数据传输过程中产生的拥塞进行有效的检测、控制与避免，使网络顺利完成数据传输过程，保证稳定可靠的信息交互，减少通信的延迟，保证信息交互的实时性。的实时性。的实时性。


技术研发人员：武昕 于雅雯 皮谭昕
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/4/29