CN102487517A - 一种基于2.4g rfid无线通信设备的无线组网方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于2.4G RFID无线通信装置的无线通信组网系统，包括：一个主设备和至少一个从设备；其中，主设备用于发送广播消息唤醒从设备组建网络，接收从设备发送的响应信息并向其发送响应确认消息，以及在网络组建后，主设备作为中心节点用于为从设备和自己分配一个唯一的节点地址，建立包含所述节点地址及从设备在网信息和通信占用信道频点的状态表，并向网络中的从设备发送状态表信息，通知其网络中各设备的节点地址信息；从设备用于接收主设备发出的广播消息，并返回响应消息，进而在近距离内实现无缝的资源共享。本发明还提供了一种组网方法。
Description
技术领域
本发明涉及无线组网技术领域，尤其涉及一种基于2.4G RFID的无线组网技术方法。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification)技术是20实际90年代兴起的一种自动识别技术，在无需申请许可证的 2.4GHz ISM（Industrial Scientific Medical）波段运行，带宽较宽，可利用资源多，且具有较其他频段更强的抗干扰能力。作为一种开放性的无线通信标准，它亦可以取代目前多种电缆连接方案，通过统一的短程无线链路，在各信息设备之间共享信息资源，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的话音和数据通信。
RFID系统以其突出的优点在很多领域得到了广泛的应用，包括物流和供应管理，生产制造和装配，航空行李处理，动物身份识别与跟踪，门禁控制与电子门票等。特别是随着移动手机支付的发展，2.4G RFID技术的应用更成为一种趋势，继续推动和扩大无线通信的应用范围，使网络中的各种数据和语音设备能互连互通，从而实现个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。
目前，国内外还没有针对上述技术的临时快速组网方案，因此制定这样一种解决方案，使各种带有2.4G RFID功能的设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操作的性能是必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无线通信设备的无线组网方法，在手机信号经常被屏蔽的建筑物或其他结构内或环境下，提供手机或其他便携移动通信设备间的语音、图像或其他无线数据共享的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于2.4G RFID无线通信设备的无线组网方法，所述无线通信设备采用2.4G射频信道进行通信，方法步骤包括：
步骤A：开启所有需要组网的无线通信设备，选择其中一个设备作为主设备，其余作为从设备；
步骤B：主设备定时重复发送广播消息；
步骤C：从设备接收来自主设备的广播消息，并向主设备发送响应消息及该从设备的ID号；
步骤D：主设备接收响应消息和从设备ID号，并选定至少一个从设备，向从设备发送响应确认消息及网络中现存设备的信息，并初始化连接进程；
步骤E：主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，并向从设备通知网络中各设备的节点地址；
步骤F：从设备接收到主设备发送的节点地址信息后，各节点间选择性的进行通信建立。
本发明的有益效果是：利用2.4G RFID功能的设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围实现组网功能。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤A中，所述从设备开启后处于就绪状态，不执行操作。
进一步，所述步骤B中，所述主设备定时通过2.4G射频信道发送广播消息，并唤醒2.4G RFID通信距离范围内的从设备；其中，广播消息包括主设备地址、设备搜索请求信息的信息字段。
进一步，所述步骤C中，所述步骤C中，所述ID号为SIM卡、TF卡、SD卡硬件号，手机IMSI号。
进一步，所述无线通信设备还包括显示装置，在步骤D中，主设备接收到响应消息，通过显示装置显示所有进行响应的从设备ID号。
进一步，所述步骤E中，主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，同时建立包含所述节点地址及从设备在网信息和通信占用信道频点的状态表，并向网络中的从设备发送状态表，通知其网络中各设备的节点地址信息，并且主设备通过定时发送广播消息，确认当前网络中的现存设备情况，实时更新所述状态表。
采取上述进一步方案的有益效果是：可以保证主从设备时刻保持组网状态。
进一步，所述步骤F中，两设备间进行通信时，通过通信参数协商的方式，协商出一个区别于所述节点地址的射频通信地址，并同时采用跳频方式选取的2.4G ISM频段的空闲频点；通信的从设备还向主设备反馈自己的在网情况信息及占用的信道频点；无数据传输的从设备转入保持方式。
进一步，所述无数据传输的从设备主动要求转入保持方式，或由主设备将无数据传输的从设备设置为保持方式。
进一步，所述方法还包括更换主设备的步骤：采用协商的方式选取一个承继先前主设备全部功能的新主设备。
进一步，所述方法还包括新加从设备的步骤：主设备通过定时发送广播消息对新添的加从设备进行选择、识别及确认，为其分配新的网络地址，同时更新状态表信息，并发送给网络中的其他从设备。
本发明还提供了一种基于2.4G RFID无线通信设备的无线组网系统，所述系统包括：一个主设备和至少一个从设备；其中，主设备用于发送广播消息唤醒从设备组建网络，接收从设备发送的响应信息并向其发送响应确认消息，以及在网络组建后，主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，建立包含所述节点地址及从设备在网信息和通信占用信道频点的状态表，并向网络中的从设备发送状态表信息，通知其网络中各设备的节点地址信息；从设备用于接收主设备发出的广播消息，并返回响应消息。
进一步，所述无线通信设备为装有2.4G RFID-SIM卡、2.4G RFID-TF卡或2.4G RFID-SD卡的移动通讯设备。
附图说明
图1为本发明无线通信设备无线组网系统示意图；
图2为本发明一种无线通信设备的无线组网方法流程图；
图3为本发明中主设备与从设备间通信示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实施例提供了一种基于2.4G RFID的无线组网系统，如图1所示，该网络中包含一个由主设备构成的中心节点和N个由从设备构成的普通节点。其中，主设备主要负责发送广播消息唤醒从设备组建网络，接收从设备发送的响应信息并向其发送响应确认消息。在网络组建后，主设备作为中心节点负责为从设备和自己分配一个唯一的网络地址，建立“状态表”，并向网络中的从设备发送状态表信息，通知其网络中各设备的节点地址等信息，便于其相互之间的通信建立。从设备主要负责接收主设备发出的广播消息，并返回响应消息。
如图2和图3所示，组网的主要实施步骤如下：
步骤A：确保所有组网设备（装有2.4G RFID-SIM卡、RFID-TF卡或RFID-SD卡的手机或其他便携式移动设备）处于开启状态，选择其中一个设备作为主设备，并开启“组网”功能。其他设备作为从设备处于就绪状态，就绪状态是指，该设备不做任何操作。
步骤B：主设备301采用定时机制并通过2.4G射频信道发送广播消息303，搜索并唤醒距离范围内的从设备。所述定时机制是指，所述主设备以时间周期T定时重复发送广播消息以确保所有现场的从设备可以接收到主设备发送的广播消息，而不会在网络中有遗漏，优选时间周期T为0.1秒至0.5秒。所述广播消息包括：本设备地址、设备搜索请求等信息字段。所述距离范围是指，2.4G RFID技术所能实现的通信距离范围。
步骤C：从设备302接收来自主设备的广播消息，并向主设备发送响应消息304，及自己的ID号。ID号可以为SIM卡、TF卡、SD卡硬件号，手机IMSI号等。
步骤D：主设备接收到响应消息，通过显示装置显示所有进行响应的从设备ID号，并从中选择一个或多个，向其发送响应确认消息305及包含网络中现存设备的状态信息，并初始化连接进程。
步骤E：在网络组建过程中，主设备作为中心节点为从设备和自己分配一个唯一的网络地址，建立“状态表”，并向网络中的从设备发送状态表信息，通知其网络中各设备的节点地址等信息，便于其相互之间的通信建立。所述中心节点采用实时监听的方式，接收从设备反馈的联网状态信息及信道频点占用情况，更新状态表，对网络进行实时维护。所述“状态表”是指，包含网络中各节点设备节点地址、信道频点使用情况等信息的一个逻辑数据表。所述维护过程是指主设备通过定时发送广播消息，以确认当前网络中的现存设备情况，实时更新所述“状态表”。
步骤F：从设备接收到主设备发送的状态表信息后，各节点间可选择性的进行通信建立。两设备间进行通信时，通过“三次握手”进行通信建立，通过通信参数协商的方式，协商出一个相同地址，并同时切换到一个空闲频点，保证通信的顺利进行。两设备建立通信连接后，需将自己的在网情况信息及占用的信道频点反馈给主设备，便于主设备更新所述“状态表”。无数据传输的从设备可转入节能工作状态。所述节能工作状态是指，主设备可将这些从设备设置为保持方式，此时，只有内部定时器工作；从设备也可以要求转入保持方式。设备由保持方式转出后，可以立即恢复数据传输。当有新节点需要加入时，主设备通过所述定时发送广播消息的方式，对该设备进行选择、识别及确认，为其分配新的网络地址，同时更新状态表信息，并发送给网络中的其他从设备。
步骤G:主设备离开时，需要采用协商的方式选取一个新的主设备。所述协商方式是指，主设备离开时，向所有设备发送广播消息，通知各从设备自己即将离开网络，并指定第一个进行响应的从设备为新的主设备，向其发送确认消息及网络状态表信息。所述新的主设备承继先前主设备的所有功能，并在收到确认消息后，向网络中的其他从设备发送更新的状态表信息。
本实施例采用跳频机制来进行冲突避免和处理，两设备间通信前需根据主设备发送的状态表信息，自动选择空闲频点进行信息传输。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种基于2.4G RFID无线通信设备的无线组网方法，所述无线通信设备采用2.4G射频信道进行通信，方法步骤包括：
步骤A：开启所有需要组网的无线通信设备，选择其中一个设备作为主设备，其余作为从设备；
步骤B：主设备定时重复发送广播消息；
步骤C：从设备接收来自主设备的广播消息，并向主设备发送响应消息及该从设备的ID号；
步骤D：主设备接收响应消息和从设备ID号，并选定至少一个从设备，向从设备发送响应确认消息及网络中现存设备的信息，并初始化连接进程；
步骤E：主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，并向从设备通知网络中各设备的节点地址；
步骤F：从设备接收到主设备发送的节点地址信息后，各节点间选择性的进行通信建立。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，所述从设备开启后处于就绪状态，不执行操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述主设备定时通过2.4G射频信道发送广播消息，并唤醒2.4G RFID通信距离范围内的从设备；其中，广播消息包括主设备地址、设备搜索请求信息的信息字段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述ID号为SIM卡、TF卡、SD卡硬件号，手机IMSI号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信设备还包括显示装置，在步骤D中，主设备接收到响应消息，通过显示装置显示所有进行响应的从设备ID号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，同时建立包含所述节点地址及从设备在网信息和通信占用信道频点的状态表，并向网络中的从设备发送状态表，通知其网络中各设备的节点地址信息，并且主设备通过定时发送广播消息，确认当前网络中的现存设备情况，实时更新所述状态表。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤F中，两设备间进行通信时，通过通信参数协商的方式，协商出一个区别于所述节点地址的射频通信地址，并同时采用跳频方式选取的2.4G ISM频段的空闲频点；通信的从设备还向主设备反馈自己的在网情况信息及占用的信道频点；无数据传输的从设备转入保持方式。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无数据传输的从设备主动向主设备要求转入保持方式，或由主设备将无数据传输的从设备设置为保持方式。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括更换主设备的步骤：采用协商的方式选取一个承继先前主设备全部功能的新主设备。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括新加从设备的步骤：主设备通过定时发送广播消息对新添的加从设备进行选择、识别及确认，为其分配新的网络地址，同时更新状态表信息，并发送给网络中的其他从设备。
11.一种基于2.4G RFID无线通信设备的无线组网系统，其特征在于，所述系统包括：一个主设备和至少一个从设备；其中，主设备用于发送广播消息唤醒从设备组建网络，接收从设备发送的响应信息并向其发送响应确认消息，以及在网络组建后，主设备作为中心节点为从设备和自己分别分配一个唯一的节点地址，建立包含所述节点地址及从设备在网信息和通信占用信道频点的状态表，并向网络中的从设备发送状态表信息，通知其网络中各设备的节点地址信息；从设备用于接收主设备发出的广播消息，并返回响应消息。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述无线通信设备为装有2.4G RFID-SIM卡、2.4G RFID-TF卡或2.4G RFID-SD卡的移动通讯设备。
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