CN102802280A

CN102802280A - 一种无线网格网络

Info

Publication number: CN102802280A
Application number: CN2012103025105A
Authority: CN
Inventors: 贺才正
Original assignee: JIANGSU ANWEN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU ANWEN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明公开了一种无线网格网络，包括第二层无线网格和多个第一层无线网格；第一层无线网格包括多个无线节点，第二层无线网格包括多个无线网关节点；各第一层无线网格都与第二层无线网格中的两个以上的无线网关建立通讯。所述第二层无线网格中的无线网关分别通过互联网连接至云端伺服器。本无线网格网络，其能给无线物联网提供不中断服务，且设计合理，结构简单，成本低，具有很好的实用性。本无线网格网络使得无线IOT物联网网路的具有多层平面结构、便于互相互补，多层网路间可以互相联结。

Description

一种无线网格网络

技术领域

本发明涉及一种无线网格网络，具体涉及一种应用于无线物联网的无线网格网络。

背景技术

现有的无线组网是以层次的网路来达成组网。第一层管理第二层的多个无线节点，第二层网路管理多个第三层的无线节点。GSM的3G，LTE的组网多使用此概念来达成组网的目标。4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。

无线物联网是一个灵活性高，设置环境恶劣，但对于服务的品质要求又是相当的高。但是现有的网路存在多种问题：

现有的3G/4G网路太贵，难于架设与管理；

以太网路需要布线，每个节点都需要IP地址；

Zigbee，MiWi，Z-Wave等技术都值适用于家庭，小面积范围，无法解决大网路与逐渐扩充的问题；

多种物联网的运用整合困难；

难于达成互补、故障转移与不间断操作的高规格要求；

维修代价高，系统配置难度高；

无线网路扩充困难，节点的移除，变更代价高。

(无线)网格式网络是一个点对点对点，或对等点对对等点的系统，也就是一个由具有重复接/发功能的节点组成的网络。每个节点都能接收/传送数据，也和路由器一样，将数据传给它的邻接点。通过中继处理，数据包用可靠的通信链路，贯穿中间的各节点，抵达指定目标。相似于因特网和其他点对点路由网，网格式网络拥有多个冗余的通信路径。如果一条路径在任何理由下中断(包括射频干扰中断)，网格网络将自动选择另一条路径，维持正常通信。一般情况下，网格网络能自动地选择最短路径，提高了连接的质量。根据实践，如果距离减小两倍，则接收端的信号强度会增加四倍，使链路更加可靠，还不增加节点发射功率。网格式网络里，只要增加节点数目，就可以增加可及范围，或从冗余链路的增加上，带来更多的可靠性。今天的网格式无线局域网主要使用基于802.11a/b/g的标准以及802.15.4的Zigbee射频技术。

把无线网格网络应用于无线物联网，是符合物联网发展的需要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线网格网络，其能给无线物联网提供不中断服务。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种无线网格网络，包括第二层无线网格和多个第一层无线网格；第一层无线网格包括多个无线节点，第二层无线网格包括多个无线网关节点；各第一层无线网格都与第二层无线网格中的两个以上的无线网关建立通讯。

优选的，所述第二层无线网格中的无线网关分别连接至互联网。

优选的，所述第二层无线网格中的无线网关分别通过互联网连接至云端伺服器。

优选的，所述无线节点包括：处理器、与所述处理器连接的存储器、由所述处理器控制的无线电设备。

优选的，所述无线节点还包括控制无线电设备的无线电信号功率和信道选择的控制模块。

建立双(多)重无线网路。第一层的网路以802.15.4协议的无线节点为主。每一个节点的地位是完全的平等，彼此之间可以互相联系，自行的组网。节点可以随时的增加，任意的移除，组网完全不受影响。

第二层的网路可以有着多种不同的网路界面，但是802.15.4协议必须存在于其中的。第二层网路的各节点间也是有着平等地位。节点之间彼此可以藉由不同网路界面来联结沟通，也可以藉由802.15.4界面互相联系。第二层与第一层网路之间是经由802.15.4来彼此联结的。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种无线网格网络，其能给无线物联网提供不中断服务，且设计合理，结构简单，成本低，具有很好的实用性。

本无线网格网络使得无线IOT物联网网路的具有多层平面结构、便于互相互补，多层网路间可以互相联结。这种架构达到下列的目的：

无线网络可自由组网；

无线网络可即插即用；

无线网络可自动重绕；

无线网络可自动侦测；

不中断服务；

降低设置与维修的费用。

附图说明

图1是本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

一种无线网格网络，包括第二层无线网格2和多个第一层无线网格1；第一层无线网格1包括多个无线节点11，第二层无线网格2包括多个无线网关21节点；各第一层无线网格1都与第二层无线网格2中的两个以上的无线网关21建立通讯。所述第二层无线网格2中的无线网关21分别通过互联网3连接至云端伺服器4。

所述无线节点11包括：处理器、与所述处理器连接的存储器、由所述处理器控制的无线电设备。所述无线节点11还包括控制无线电设备的无线电信号功率和信道选择的控制模块。

同一层无线网格中的各个节点之间的地位是平等的，节点之间是可以自动的组网，也可以互相传递信息的，这也是无线网状网络的组成基本要求。节点数是N，可以有N*(N-1)/2的沟通路线。理想的网路是可以任意加入节点或移除节点的，也因此新的节点加入，新的路线可以自动建立，同理，当节点移除的时候也是同样的运作。现有的大部分网络都是树状的网路的架构，沟通路线需要经过上层的管理来达成通讯的路线建立。网状网络可以打破叠层架屋的繁琐。

层与层之间的通讯是必须有多于两条的通讯路线。而且第二层与第一层的通讯，第二层必须有至少有两个以上的节点与第一层建立通讯路线。这样的结构才可以确保当任何一个节点失去作用是可以马上修护，网络的操作不受影响，达成不中断服务。

针对节点失去功能的节点，本设计的N+1冗余互补，允许多点交叉连接。此一智能网络将邻居之信息管理，网络状态，网络信息更新和下载，都储存在云端。

新的节点插入到网络，注册信息将被广播和单播传达到周边的节点，最终会达到云端伺服器4。此时受影响的新节点将会更新节点的路径。同时云端伺服器4也会传达无线节点11的邻居状态和信息，新的通讯路线重新建立。

云端伺服器4会对于每个节点进行“心跳”的状态进行管理。当节点删除，或者是节点失去了功能的同时，网络的通讯路线必须重组，正常的节点必需绕过这些节点来建构新的可运行的路线，尤其是针对“单播讯息-Unicast message”，必须提供可靠的节点来发出讯息。下层的网路节点可藉由上层的网路节点通知所受影响的节点，建立新的通讯路径。节点的无线底层可以侦测到可联结的周边节点，以“广播讯息-Broadcast message”来获取周边节点的回应，并且重新组建新的通讯路径。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种无线网格网络，其特征在于，包括第二层无线网格和多个第一层无线网格；第一层无线网格包括多个无线节点，第二层无线网格包括多个无线网关节点；各第一层无线网格都与第二层无线网格中的两个以上的无线网关建立通讯。

2.根据权利要求1所述的无线网格网络，其特征在于，所述第二层无线网格中的无线网关分别连接至互联网。

3.根据权利要求2所述的无线网格网络，其特征在于，所述第二层无线网格中的无线网关分别通过互联网连接至云端伺服器。

4.根据权利要求1或3所述的无线网格网络，其特征在于，所述无线节点包括：处理器、与所述处理器连接的存储器、由所述处理器控制的无线电设备。

5.根据权利要求4所述的无线网格网络，其特征在于，所述无线节点还包括控制无线电设备的无线电信号功率和信道选择的控制模块。