CN102883337B - 多跳网络组建方法、组建设备及节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多跳网络组建方法，属于短距离无线通信领域。所述方法包括：确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；从未连接节点中选择N个节点为代理节点；与选择的所述代理节点建立连接，以便从所述代理节点发起多跳网络的组建；其中，所述多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络。本发明通过确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，解决了现有技术中只有一个根节点承载网络组建设备与所有节点之间通信的数据转发任务的问题，达到了提高通信效率的目的。

Description

多跳网络组建方法、组建设备及节点

技术领域

本发明涉及短距离无线通信领域，特别涉及一种多跳网络组建方法、组建设备及节点。

背景技术

为了克服蓝牙、WiFi等短距离无线通信应用中无线传输距离较短的缺点，通常采用组建多跳网络的方式来扩展无线通信的覆盖范围。具体的，请参见图1所示的节点多跳示意图，其中，节点A和节点B互相可见，节点B和节点C互相可见，但是节点A和节点C互相不可见；建立多跳网络后，节点A发送的数据可以通过节点B转发给节点C，达到节点A和节点C之间进行通信的目的。

以蓝牙多跳网络的应用为例，请参见图2所示的一种多跳网络结构图。网络组建设备将其中一个节点指定为根节点并建立连接；该根节点与网络组建设备连接后，扫描无线可视范围内的其他未连接节点并按照无线信号强弱依次建立连接；同时，与根节点建立连接的节点也同样扫描无线可视范围内的其他未连接节点并按照无线信号强弱依次建立连接，该过程被反复执行直至所有未连接节点都被接入多跳网络。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的多跳网络组建方法，只有一个根节点承载网络组建设备与所有节点之间通信的数据转发任务，通信效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种多跳网络组建方法、组建设备及节点，以便解决现有技术中通信效率低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种多跳网络组建方法，所述方法包括：

确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

从未连接节点中选择N个节点为代理节点；

与选择的所述代理节点建立连接，以便从所述代理节点发起多跳网络的组建；

其中，所述多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络。

在第一方面的第一种可能实现方式中，所述确定本网络的代理节点数N，具体包括：

根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，其中，所述网络规模信息至少包括本网络节点总个数。

在第一方面的第二种可能实现方式中，所述从未连接节点中选择N个节点为代理节点，具体包括：

识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择N个节点为代理节点。

在第一方面的第三种可能实现方式中，所述多跳网络至少包括两层节点；所述多跳网络中的已连接节点包括所述代理节点和非代理节点；所述已连接节点拥有各自的节点层级数，其中，所述代理节点的节点层级数为1，所述非代理节点的节点层级数为所述非代理节点到所述代理节点的最小跳数+1；

所述代理节点发起多跳网络的组建，包括：

如果所述代理节点判断自身当前连接数小于预设的最大连接数，则所述代理节点识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接。

结合第一方面第三种可能实现方式，在第四种可能实现方式中，所述代理节点从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接之后，所述方法还包括：

如果所述非代理节点判断自身节点层级数小于预设的最大节点层级数且自身当前连接数小于预设的最大连接数，则所述非代理节点识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接。

结合第一方面第二种可能实现方式、第一方面第三种可能实现方式或者第一方面第四种可能实现方式，在第五种可能实现方式中，所述识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，具体包括：

扫描无线可视范围内的所有未连接节点，获取所述未连接节点的识别密钥；

根据所述未连接节点的识别密钥识别所述未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身用户名和网络ID生成，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID。

结合第一方面第三种可能实现方式或者第第一方面第四种可能实现方式，在第六种可能实现方式中，各节点拥有各自的节点地址；

所述代理节点发起多跳网络的组建之后，所述方法还包括：

所述已连接节点通过已组建的所述多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，所述同层节点的节点层级数相同；

所述已连接节点根据所述同层节点的节点地址，从所述同层节点中选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接。

结合第一方面第六种可能实现方式，在第七种可能实现方式中，所述方法还包括：

如果所述已连接节点与上一层级节点断开连接，则所述已连接节点启用建立的所述备份连接。

结合上述第一方面以及第一方面第一至第七任意一种可能实现方式，在第八种实现方式中，所述多跳网络为太阳能逆变器监控网络，所述节点为太阳能逆变器。

第二方面，提供了一种多跳网络组建设备，所述设备包括：

代理数确定模块，用于确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

代理节点选择模块，用于从未连接节点中选择代理数确定模块确定的N个无线信号最强的节点为代理节点；

连接模块，用于与所述代理节点选择模块选择的代理节点建立连接，以便从所述代理节点发起多跳网络的组建；

其中，所述多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络。

在第二方面第一种可能实现方式中，所述代理数确定模块，具体用于根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，其中，所述网络规模信息至少包括本网络节点总个数。

在第二方面第二种可能实现方式中，所述代理节点选择模块，具体包括：

扫描单元，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元，用于获取所述扫描单元扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元，用于根据所述密钥获取单元获取的未连接节点的识别密钥识别所述扫描单元扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

选择单元，用于从所述识别单元识别出的属于本网络的未连接节点中选择N个节点为代理节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身用户名和网络ID生成，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID。

结合上述第二方面、第二方面第一种可能实现方式或者第二方面第二种可能实现方式，在第三种可能实现方式中，所述设备为太阳能逆变器监控设备，所述各节点为太阳能逆变器。

第三方面，提供了一种多跳网络节点，所述节点包括：

识别模块，用于当所述节点自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，且所述节点自身当前连接数小于预设的最大连接数时，识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点；

连接模块，用于选择所述识别模块识别出的所述属于本网络的未连接节点中无线信号最强的节点建立连接；

其中，当所述节点处于连接状态时，所述节点拥有自身在多跳网络中的节点层级数；当所述节点为所述多跳网络中的代理节点时，所述节点层级数为1；当所述节点为所述多跳网络中的非代理节点时，所述节点层级数为所述节点到所述多跳网络中的代理节点的最小跳数+1。

在第三方面第一种可能实现方式中，所述节点还包括：

密钥生成模块，用于根据预设的用户名和网络ID生成识别密钥，其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；

所述识别模块，具体包括：

扫描单元，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元，用于获取所述扫描单元扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元，用于根据所述密钥获取单元获取的未连接节点的识别密钥识别所述扫描单元扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身预设的用户名和网络ID生成。

再第三方面第二种可能实现方式中，所述节点还包括：

节点地址获取模块，用于在所述多跳网络组建完成后，通过已组建的所述多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，各节点拥有各自的节点地址，且所述同层节点与所述节点的节点层级数相同；

备份建立模块，用于根据所述节点地址获取模块获取的同层节点的节点地址选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接。

结合第三方面第二种可能实现方式，在第三种可能实现方式中，所述节点还包括：

备份启用模块，用于在所述节点与上一层级节点断开连接时，启用所述备份建立模块建立的备份连接。

结合上述第三方面以及第三方面第一至第三任意一种可能实现方式，在第四种可能实现方式中，所述节点为太阳能逆变器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，解决了现有技术中只有一个根节点承载网络组建设备与所有节点之间通信的数据转发任务的问题，达到了提高通信效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明背景技术提供的节点多跳示意图；

图2是本发明背景技术提供的多跳网络结构图；

图3是本发明一个实施例提供的多跳网络组建方法的方法流程图；

图4是本发明另一个实施例提供的多跳网络组建方法的方法流程图；

图5是本发明另一个实施例提供的多跳网络的连接结构图；

图6是本发明另一个实施例提供的多跳网络的连接结构图；

图7是本发明一个实施例提供的多跳网络组建设备的装置结构图；

图8是本发明另一实施例提供的多跳网络组建设备的装置结构图；

图9是本发明另一个实施例提供的多跳网络组建设备的结构方框图；

图10是本发明一个实施例提供的多跳网络节点的一种装置结构图；

图11是本发明另一实施例提供的多跳网络节点的一种装置结构图；

图12是本发明另一实施例提供的多跳网络节点的另一种装置结构图；

图13是本发明另一个实施例提供的多跳网络节点的结构方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种多跳网络组建方法的方法流程图。该多跳网络组建方法可以包括如下步骤：

步骤101，确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

为了避免与所有节点的通信都通过同一个根节点转发从而引发的通信效率低的问题，本实施例提供的方法在组建多跳网络时，选择多个代理节点来分担根节点的转发任务。

具体的，可以根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数。其中预设的网络规模信息可以是要接入本网络的节点总个数，多跳网络组建设备可以根据要接入本网络的节点总个数确定代理节点数N，其中N为大于1的整数。

步骤102，从未连接节点中选择N个节点为代理节点；

多跳网络组建设备可以从无线可视范围内的未连接节点中选择N个节点作为代理节点。

步骤103，与选择的代理节点建立连接，以便从代理节点发起多跳网络的组建。

其中，多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络。

多跳网络组建设备与选择的代理节点建立连接，由代理节点发起多跳网络的组建。具体的，代理节点在与多跳网络组建设备建立之后，即开始识别无线可视范围内属于本网络的其他未连接节点并按照无线信号强弱依次建立连接；同时，与代理节点建立连接的节点也同样开始识别无线可视范围内的属于本网络的其他未连接节点并按照无线信号强弱依次建立连接，该过程被反复执行直至所有未连接节点都被接入多跳网络。

综上所述，本实施例提供的多跳网络组建方法，通过确定多个代理节点，并从多个代理节点发起多跳网络的组建，解决了现有技术中只有一个根节点承载网络组建设备与所有节点之间通信的数据转发任务的问题，达到了提高通信效率的目的。

为了对上一实施例所提供的多跳网络组建方法做更详细的说明，请参见图4，其示出了本发明一个实施例提供的一种多跳网络组建方法的方法流程图。该方法以组建太阳能逆变器监控网络为例，其中，多跳网络组建设备为太阳能逆变器监控设备，各节点为太阳能逆变器，各节点之间的无线通信方式采用蓝牙模式。本实施例提供的多跳网络组建方法可以包括如下步骤：

步骤201，多跳网络组建设备根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

为了避免与所有节点的通信都通过同一个根节点转发从而引发的通信效率低的问题，本实施例提供的方法在组建多跳网络时，选择多个代理节点来分担根节点的转发任务。

其中预设的网络规模信息可以是要接入本网络的节点总个数，多跳网络组建设备可以根据要接入本网络的节点总个数确定代理节点数N，其中N为大于1的整数。

具体地讲，可以预先设置网络规模信息与代理节点数N之间的正相关关系，然后在获得预设的网络规模信息时，根据该正相关关系查询对应的代理节点数N。换句话说，网络规模信息中要接入本网络的节点总个数越多，N的数值越大。优选地，为了便于备份过程的进行，N可以选择为偶数。

多跳网络组建设备确定代理节点数N之后，可以识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，并从属于本网络的未连接节点中选择N个无线信号最强的节点为代理节点，具体的，请见下述步骤202~步骤204：

步骤202，多跳网络组建设备扫描无线可视范围内的所有未连接节点，获取扫描到的未连接节点的识别密钥；

各节点拥有各自的用户名和网络ID，并且属于同一网络的节点的用户名和网络ID也相同。比如，某一用户有200个节点，其中100个节点属于网络a，另外100个节点属于网络b；则该用户可以预先为这200个节点设置相同的用户名，并且为属于网络a的100个节点设置相同的网络ID为192.168.1.1，为属于网络b的100个节点设置相同的网络ID为192.168.1.2。各节点预先根据各自的用户名和网络ID生成识别密钥，以便组网时根据密钥识别本网络节点。

步骤203，多跳网络组建设备根据识别密钥识别无线可视范围内属于本网络的未连接节点；

具体的，多跳网络组建设备获取各未连接节点的识别密钥后，根据获取到的识别密钥中的用户名和网络ID判断该未连接节点是否为本网络节点。

步骤204，多跳网络组建设备选择属于本网络的未连接节点中的N个节点为代理节点，并与选择的代理节点建立连接，以便选择的代理节点发起多跳网络的组建。

具体地讲，多跳网络组建设备可以按照无线信号由强到弱的顺序选择属于本网络的未连接节点中的N个无线信号最强的节点为代理节点，并与选择的代理节点建立连接。

代理节点与多跳网络组建设备建立连接后，即开始发起各节点自组网过程。代理节点获取无线可视范围内属于本网络的其他未连接节点并按照无线信号强弱的顺序依次建立连接；同时，已经与代理节点建立连接的节点也同样开始获取无线可视范围内的属于本网络的其他未连接节点并按照无线信号强弱的顺序依次建立连接，该过程被反复执行直至所有未连接节点都被接入多跳网络。

为了平衡各代理节点下属的分支节点的个数，各代理节点根据多跳网络组建设备下发的预设网络规模信息确定最佳分支节点数目，多跳网络组建完毕后，各代理节点分别统计下属的分支节点数，如果下属的分支节点数未达到最佳分支节点数目，则解散多跳网络并重新组建，直到各代理节点下的分支节点数目达到最佳分支节点数。具体的，如果预设的网络规模为32个节点，其中代理节点为2个，则每个代理节点的最佳分支节点数为15个；多跳网络组建完成后，代理节点可以通过获取下层节点的节点地址的方式统计下属节点的数目，如果下属节点的数目少于15或者多于15则解散多跳网络重新发起组建。

另外，节点自组网过程中，各节点识别本网络节点的方法与多跳网络组建设备识别属于本网络的未连接节点的方法一致。

以如图5所示的多跳网络的连接结构图为例，每个多跳网络至少包括两层已连接节点，其中，第一层节点为代理节点，其他节点为非代理节点。每个上层节点可以同时连接多个下层节点，为了提高通信效率和网络组建速度，通常需要对多跳网络的节点层数做限制，即预先设置最大网络节点层数，另外，由于每个节点有各自的最大连接数，为了给外部监控设备提供接入的接口，每个节点需要至少保留一个连接接口。具体的，以蓝牙节点为例，每个蓝牙节点最多可以连接数7个节点或设备，因此，每个蓝牙节点最多与1个上层节点和5个下层节点相连接，以便为外部监控设备预留一个外接接口，此时，可以预先将该蓝牙节点的最大连接数设置为6。

对于多跳网络中的代理节点，首先判断自身当前连接数是否小于预设的最大连接数；

如果该代理节点判断自身当前连接数小于预设的最大连接数，则该代理节点获取无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接；

如果该代理节点判断自身当前连接数等于预设的最大连接数，则该代理节点停止扫描，不再与其他未连接节点进行连接。

对于多跳网络中的非代理节点，首先判断是否自身节点层级数小于预设的最大节点层级数且自身当前连接数小于预设的最大连接数；

如果该非代理节点判断自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，并且自身当前连接数小于预设的最大连接数，则该非代理节点获取无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接；

如果该非代理节点判断自身节点层级数等于预设的最大节点层级数，和/或，该非代理节点自身当前连接数等于预设的最大连接数，则该非代理节点停止扫描，不再与其他未连接节点进行连接。

同样的，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID，各节点预先根据自身用户名和网络ID生成识别密钥；多跳网络中的已连接节点获取无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点时，首先扫描无线可视范围内的所有未连接节点，获取扫描到的未连接节点的识别密钥，并根据获取的未连接节点的识别密钥识别未连接节点中属于本网络的未连接节点。

另外，多跳网络中的已连接节点拥有各自的节点层级数，其中，节点层级数为已连接节点到代理节点的最小跳数+1，代理节点的节点层级数为1；请参见图6所示的多跳网络的网络结构图，其中，M1为多跳网络组建设备，代理节点S1和S2为第一层节点，节点层级数为1，节点S3-S8为第二层节点，节点层级数为2，节点S9-S20为第三层节，节点层级数为3。进一步的，各节点还拥有各自的节点地址，节点地址可以各节点的MAC(MediaAccessControl，介质访问控制)地址等。

多跳网络组建完成之后，多跳网络中的已连接节点通过已组建的多跳网络获取同层节点的节点地址（同层节点的节点层级数相同），并根据获取的同层节点的节点地址选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接。其中，为了实现已连接节点之间两两备份，“选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接”具体可以是指“选择一个无线信号最强的未备份同层节点互相建立备份连接”。

对于已连接节点中的代理节点，多跳网络组建完成之后，某一代理节点获取其他代理节点的节点地址，并根据获取的其他代理节点的节点地址，从其他代理节点中选择无线信号最强的一个未备份同层节点互相建立备份连接；例如，图6中第一层节点的节点S1和S2为代理节点，则节点S1和节点S2建立两两备份，如果某一代理节点与多跳网络组建装置断开连接，则该代理节点可以启用建立的备份连接。

对于已连接节点中的非代理节点，多跳网络组建完成之后，某一已连接节点通过已组建的多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，同层节点的节点层级数相同；该已连接节点根据同层节点的节点地址，从同层节点中选择无线信号最强的一个未备份同层节点互相建立备份连接；例如，图6中第二层节点的节点S3和S4，节点S5和S6，节点S7和S8分别建立两两备份；如果已连接节点与上一层级节点断开连接，则该已连接节点可以启用建立的备份连接，比如，节点S8与其上层节点S2的连接断开，则节点S8可以启用与节点S7的备份连接。

同样的，当外部监控设备与本网络某一节点建立连接之后，也可以选择无线可视范围内属于本网络的另一节点建立备份连接，例如图6所示，外部监控设备M2与节点S19建立连接后，还可以选择与节点S18建立备份连接；在M2与S19的连接断开后，M2还可以启用与S18的备份连接。

本实施例提供的方法，为了保证每层节点都能够两两建立备份连接，需要保证非末层节点的个数为偶数个，因此，多跳网络组建设备确定的代理节点数N为偶数，并且代理节点数发起组建多跳网络时，如果非末层节点的数目不是偶数，则解散已组建的多跳网络重新发起组建，直到多跳网络非末层节点数为偶数为止。实际应用中，节点之间建立备份连接时，也可以不采用两两备份的方式，而是一个节点与多个同层节点建立备份连接，对此，本实施例不做具体限定。

需要说明的是，当多跳网络中的末层节点与上层节点断开连接时，该末层节点即成为未连接节点，此时，网络中的已连接节点会继续自组网过程，将该未连接节点再次连接入网络，因此，多跳网络的末层节点不需要建立备份。

综上所述，本实施例提供的多跳网络组建方法，通过根据预设的网络规模确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，达到了提高通信效率的目的；另外，多跳网络组建时，在于未连接节点建立连接之前，通过识别密钥判断未连接节点是否为属于本网络的节点，达到提高网络安全性的目的；最后，多跳网络中的同层节点之间建立备份连接，当网络中某一节点与上层节点断开连接后，可以启用建立的备份连接，从而达到增强网络健壮性的目的。

请参见图7，其示出了本发明一个实施例提供的一种多跳网络组建设备的装置结构图，该多跳网络组建设备可以是用于监控太阳能逆变器运行状态的太阳能逆变器监控设备，其组建的多跳网络中的每个节点可以是一个太阳能逆变器。该多跳网络组建设备可以包括：

代理数确定模块301，用于根据确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

代理节点选择模块302，用于从未连接节点中选择代理数确定模块301确定的N个无线信号最强的节点为代理节点；

连接模块303，用于与代理节点选择模块302选择的代理节点建立连接，以便选择的代理节点发起多跳网络的组建。

综上所述，本实施例提供的多跳网络组建设备，通过确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，解决了现有技术中只有一个根节点承载网络组建设备与所有节点之间通信的数据转发任务的问题，达到了提高通信效率的目的。

参见图8，其示出了本发明另一个实施例提供的一种多跳网络组建设备的装置结构图，该多跳网络组建设备可以是用于监控太阳能逆变器运行状态的太阳能逆变器监控设备，其组建的多跳网络中的每个节点可以是一个太阳能逆变器。该多跳网络组建设备可以包括：

代理数确定模块401，用于根据确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

代理节点选择模块402，用于从未连接节点中选择代理数确定模块401确定的N个无线信号最强的节点为代理节点；

连接模块403，用于与代理节点选择模块402选择的代理节点建立连接，以便选择的代理节点发起多跳网络的组建。

其中，代理数确定模块401，具体用于根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，其中网络规模信息至少包括本网络节点总个数。

代理节点选择模块402，具体包括：

扫描单元402a，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元402b，用于获取扫描单元402a扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元402c，用于根据密钥获取单元402b获取的未连接节点的识别密钥识别扫描单元402a扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；其中，识别密钥为未连接节点根据自身用户名和网络ID生成的；

选择单元402d，用于从识别单元402c识别出的属于本网络的未连接节点中选择N个节点为代理节点；

其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；各节点预先根据自身用户名和网络ID生成识别密钥，以便在组网时识别本网络节点。

综上所述，本实施例提供的多跳网络组建设备，通过根据预设的网络规模确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，达到了提高通信效率的目的；另外，选择代理节点时，通过识别密钥判断未连接节点是否为属于本网络的节点，达到提高网络安全性的目的。

请参见图9，其示出了本发明另一实施例提供的多跳网络组建设备的结构方框图。该多跳网络组建设备包括：处理器100；

所述处理器100，用于根据确定本网络的代理节点数N，N为大于1的整数；

所述处理器100，还用于从未连接节点中选择N个无线信号最强的节点为代理节点；

所述处理器100，还用于与选择的代理节点建立连接，以便选择的代理节点发起多跳网络的组建。

其中，所述处理器100，具体用于根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，其中网络规模信息至少包括本网络节点总个数。

所述处理器100，具体用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

所述处理器100，具体用于获取扫描到的未连接节点的识别密钥；

所述处理器100，具体用于根据获取的未连接节点的识别密钥识别扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；其中，识别密钥为未连接节点根据自身用户名和网络ID生成的；

其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；各节点预先根据自身用户名和网络ID生成识别密钥，以便在组网时识别本网络节点。

综上所述，本实施例提供的多跳网络组建设备，通过根据预设的网络规模确定多个代理节点，并由多个代理节点发起多跳网络的组建，同各节点通信的转发任务由多个代理节点分担，达到了提高通信效率的目的；另外，选择代理节点时，通过识别密钥判断未连接节点是否为属于本网络的节点，达到提高网络安全性的目的。

请参见图10，其实示出了本发明一个实施例提供的多跳网络节点的装置结构图。该多跳网络节点可以是太阳能逆变器，该多跳网络是以太阳能逆变器为节点构成的太阳能逆变器监控网络。本实施例提供的多跳网络节点可以包括：

识别模块501，用于当该节点自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，且该节点自身当前连接数小于预设的最大连接数时，识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点；

多跳网络多跳网络至少包括两层节点，每个上层节点可以同时连接多个下层节点。当节点处于连接状态时，该节点拥有自身在多跳网络中的节点层级数，如果该节点为多跳网络中的代理节点，则该节点的节点层级数为1，如果该节点为非代理节点，则该节点的节点层级数为该节点到多跳网络中的代理节点的最小跳数+1；为了提高通信效率和网络组建速度，通常需要对多跳网络的节点层数做限制，即预先设置最大网络节点层数。

另外由于每个节点有各自的最大连接数，为了给外部监控设备提供接入的接口，每个节点需要至少保留一个连接接口，即预先设置该节点的最大连接数，且该最大连接数至少比该节点接口数量小1。具体的，以蓝牙节点为例，每个蓝牙节点最多可以连接数7个节点或设备，因此，每个蓝牙节点最多与1个上层节点和5个下层节点相连接，以便为外部监控设备预留一个外接接口，此时，可以预先将该蓝牙节点的最大连接数设置为6。

连接模块502，用于选择识别模块501识别出的属于本网络的未连接节点中无线信号最强的节点建立连接。

请参见图11，其实示出了本发明另一实施例提供的多跳网络节点的装置结构图。该多跳网络节点可以是太阳能逆变器，该多跳网络是以太阳能逆变器为节点构成的太阳能逆变器监控网络。本实施例提供的多跳网络节点可以包括：

识别模块601，用于当该节点自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，且该节点自身当前连接数小于预设的最大连接数时，识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点；

多跳网络多跳网络至少包括两层节点，每个上层节点可以同时连接多个下层节点。当节点处于连接状态时，该节点拥有自身在多跳网络中的节点层级数，如果该节点为多跳网络中的代理节点，则该节点的节点层级数为1，如果该节点为非代理节点，则该节点的节点层级数为该节点到多跳网络中的代理节点的最小跳数+1；为了提高通信效率和网络组建速度，通常需要对多跳网络的节点层数做限制，即预先设置最大网络节点层数。

另外，由于每个节点有各自的最大连接数，为了给外部监控设备提供接入的接口，每个节点需要至少保留一个连接接口，即预先设置该节点的最大连接数，且该最大连接数至少比该节点接口数量小1。具体的，以蓝牙节点为例，每个蓝牙节点最多可以连接数7个节点或设备，因此，每个蓝牙节点最多与1个上层节点和5个下层节点相连接，以便为外部监控设备预留一个外接接口，此时，可以预先将该蓝牙节点的最大连接数设置为6。

连接模块602，用于选择识别模块601识别出的属于本网络的未连接节点中无线信号最强的节点建立连接。

另外，该多跳网络节点还包括：

密钥生成模块603，用于根据预设的用户名和网络ID生成识别密钥，其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；

当该多跳网络节点处于未连接状态时，其他已连接节点可以根据该节点的识别密钥判断该节点与已连接节点是否属于同一网络。

识别模块601，具体包括：

扫描单元601a，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元601b，用于获取扫描单元601a扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元601c，用于根据密钥获取单元601b获取的未连接节点的识别密钥识别扫描单元601a扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，识别密钥为未连接节点根据自身预设的用户名和网络ID生成的。

另外，各节点拥有各自的节点地址；

请参见图12，该节点还包括：

节点地址获取模块604，用于在多跳网络组建完成后，通过已组建的多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，同层节点与该节点的节点层级数相同；

备份建立模块605，用于根据节点地址获取模块604获取的同层节点的节点地址选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接；

该节点还包括：

备份启用模块606，用于在该节点与上一层级节点断开连接时，启用备份建立模块605建立的备份连接。

综上所述，本实施例提供的多跳网络节点，通过在与其他未连接节点建立连接之前，根据识别密钥判断该未连接节点是否为属于本网络的节点，达到提高网络安全性的目的；同时，多跳网络建立完成之后，通过与同层节点建立备份连接，当与上层节点断开连接后，可以启用建立的备份连接，从而达到增强网络健壮性的目的。

请参见图13，其示出了本发明另一实施例提供的多跳网络节点的结构方框图。该多跳网络节点包括：处理器200；

所述处理器200，用于当该节点自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，且该节点自身当前连接数小于预设的最大连接数时，识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点；

多跳网络至少包括两层节点，每个上层节点可以同时连接多个下层节点。当节点处于连接状态时，该节点拥有自身在多跳网络中的节点层级数，如果该节点为多跳网络中的代理节点，则该节点的节点层级数为1，如果该节点为非代理节点，则该节点的节点层级数为该节点到多跳网络中的代理节点的最小跳数+1；为了提高通信效率和网络组建速度，通常需要对多跳网络的节点层数做限制，即预先设置最大网络节点层数。

由于每个节点有各自的最大连接数，为了给外部监控设备提供接入的接口，每个节点需要至少保留一个连接接口，即预先设置该节点的最大连接数，且该最大连接数至少比该节点接口数量小1。具体的，以蓝牙节点为例，每个蓝牙节点最多可以连接数7个节点或设备，因此，每个蓝牙节点最多与1个上层节点和5个下层节点相连接，以便为外部监控设备预留一个外接接口，此时，可以预先将该蓝牙节点的最大连接数设置为6。

所述处理器200，还用于选择识别出的属于本网络的未连接节点中无线信号最强的节点建立连接。

另外，所述处理器200，还用于根据预设的用户名和网络ID生成识别密钥，其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；

当该多跳网络节点处于未连接状态时，其他已连接节点可以根据该节点的识别密钥判断该节点与已连接节点是否属于同一网络。

所述处理器200，具体用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

所述处理器200，具体还用于获取扫描到的未连接节点的识别密钥；

所述处理器200，具体还用于根据获取的未连接节点的识别密钥识别扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，识别密钥为未连接节点根据自身预设的用户名和网络ID生成的。

另外，各节点拥有各自的节点地址；

所述处理器200，还用于在多跳网络组建完成后，通过已组建的多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，同层节点与该节点的节点层级数相同；

所述处理器200，还用于根据获取的同层节点的节点地址选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接；

所述处理器200，还用于在该节点与上一层级节点断开连接时，启用建立的备份连接。

综上所述，本实施例提供的多跳网络节点，通过在与其他未连接节点建立连接之前，根据识别密钥判断该未连接节点是否为属于本网络的节点，达到提高网络安全性的目的；同时，多跳网络建立完成之后，通过与同层节点建立备份连接，当与上层节点断开连接后，可以启用建立的备份连接，从而达到增强网络健壮性的目的。

需要说明的是：上述实施例提供的多跳网络组建设备和多跳网络节点在组建多跳网络时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备或节点的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的多跳网络建立设备与多跳网络建立方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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)

1.一种多跳网络组建方法，其特征在于，所述方法包括：

多跳网络组建设备根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，所述网络规模信息至少包括本网络节点总个数，N为大于1的整数；

所述多跳网络组建设备从未连接节点中选择N个节点为代理节点；

所述多跳网络组建设备与选择的所述代理节点建立连接，以便从所述代理节点发起多跳网络的组建；

其中，所述多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络，所述多跳网络至少包括两层节点，各节点拥有各自的节点地址；

所述方法还包括：所述已连接节点通过已组建的所述多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，所述同层节点的节点层级数相同；

所述已连接节点根据所述同层节点的节点地址，从所述同层节点中选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接；

如果所述已连接节点与上一层级节点断开连接，则所述已连接节点启用建立的所述备份连接。

2.根据权利要求1所述的多跳网络组建方法，其特征在于，所述多跳网络组建设备从未连接节点中选择N个节点为代理节点，具体包括：

识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择N个无线信号最强的节点为代理节点。

3.根据权利要求1所述的多跳网络组建方法，其特征在于，所述多跳网络中的已连接节点包括所述代理节点和非代理节点；所述已连接节点拥有各自的节点层级数，其中，所述代理节点的节点层级数为1，所述非代理节点的节点层级数为所述非代理节点到所述代理节点的最小跳数+1；

所述从所述代理节点发起多跳网络的组建，包括：

如果所述代理节点自身当前连接数小于预设的最大连接数，则所述代理节点识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接。

4.根据权利要求3所述的多跳网络组建方法，其特征在于，所述代理节点从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接之后，所述方法还包括：

如果所述非代理节点判断自身节点层级数小于预设的最大节点层级数且自身当前连接数小于预设的最大连接数，则所述非代理节点识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，从所述属于本网络的未连接节点中选择无线信号最强的节点建立连接。

5.根据权利要求2至4任一所述的多跳网络组建方法，其特征在于，所述识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点，具体包括：

扫描无线可视范围内的所有未连接节点，获取所述未连接节点的识别密钥；

根据所述未连接节点的识别密钥识别所述未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身用户名和网络ID生成，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID。

6.根据权利要求1所述的多跳网络组建方法，其特征在于，所述多跳网络为太阳能逆变器监控网络，所述节点为太阳能逆变器。

7.一种多跳网络组建设备，其特征在于，所述设备包括：

代理数确定模块，用于根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，所述网络规模信息至少包括本网络节点总个数，N为大于1的整数；

代理节点选择模块，用于从未连接节点中选择代理数确定模块确定的N个无线信号最强的节点为代理节点；

连接模块，用于与所述代理节点选择模块选择的代理节点建立连接，以便从所述代理节点发起多跳网络的组建；

其中，所述多跳网络是由多个节点组成，且节点间通过信息多跳转发进行通信的无线网络；所述多跳网络至少包括两层节点，各节点拥有各自的节点地址；所述多跳网络中的已连接节点通过已组建的所述多跳网络获取同层节点的节点地址，所述同层节点的节点层级数相同；所述已连接节点根据所述同层节点的节点地址，从所述同层节点中选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接；如果所述已连接节点与上一层级节点断开连接，则所述已连接节点启用建立的所述备份连接。

8.根据权利要求7所述的多跳网络组建设备，其特征在于，所述代理节点选择模块，具体包括：

扫描单元，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元，用于获取所述扫描单元扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元，用于根据所述密钥获取单元获取的未连接节点的识别密钥识别所述扫描单元扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

选择单元，用于从所述识别单元识别出的属于本网络的未连接节点中选择N个节点为代理节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身用户名和网络ID生成，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID。

9.根据权利要求7或8所述的多跳网络组建设备，其特征在于，所述设备为太阳能逆变器监控设备，所述各节点为太阳能逆变器。

10.一种多跳网络节点，其特征在于，所述节点包括：

识别模块，用于当所述节点自身节点层级数小于预设的最大节点层级数，且所述节点自身当前连接数小于预设的最大连接数时，识别无线可视范围内所有属于本网络的未连接节点；

连接模块，用于选择所述识别模块识别出的所述属于本网络的未连接节点中无线信号最强的节点建立连接；

其中，当所述节点处于连接状态时，所述节点拥有自身在多跳网络中的节点层级数；当所述节点为所述多跳网络中的代理节点时，所述节点层级数为1；当所述节点为所述多跳网络中的非代理节点时，所述节点层级数为所述节点到所述多跳网络中的代理节点的最小跳数+1；所述多跳网络为多跳网络组建设备根据预设的网络规模信息确定本网络的代理节点数N，从未连接节点中选择N个节点为代理节点，与选择的所述代理节点建立连接，并由所述代理节点开始发起组建的网络，所述网络规模信息至少包括本网络节点总个数；

所述节点还包括：

节点地址获取模块，用于在所述多跳网络组建完成后，通过已组建的所述多跳网络获取同层节点的节点地址，其中，各节点拥有各自的节点地址，且所述同层节点与所述节点的节点层级数相同；

备份建立模块，用于根据所述节点地址获取模块获取的同层节点的节点地址选择一个无线信号最强的同层节点建立备份连接；

备份启用模块，用于在所述节点与上一层级节点断开连接时，启用所述备份建立模块建立的备份连接。

11.根据权利要求10所述的多跳网络节点，其特征在于，所述节点还包括：

密钥生成模块，用于根据预设的用户名和网络ID生成识别密钥，其中，各节点拥有预设的用户名和网络ID，且属于同一网络的节点拥有相同的用户名和网络ID；

所述识别模块，具体包括：

扫描单元，用于扫描无线可视范围内的所有未连接节点；

密钥获取单元，用于获取所述扫描单元扫描到的未连接节点的识别密钥；

识别单元，用于根据所述密钥获取单元获取的未连接节点的识别密钥识别所述扫描单元扫描到的未连接节点中属于本网络的未连接节点；

其中，所述识别密钥为所述未连接节点根据自身预设的用户名和网络ID生成。

12.根据权利要求10或11所述的多跳网络节点，其特征在于，所述节点为太阳能逆变器。