CN103687080A - Zigbee动态组网方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种Zigbee动态组网方法，节点上电后向基站节点请求非配级别命令，基站节点发送命令后，节点根据命令进行相应的配置加入网络，从而完成网络的动态自组。实现节点间的动态自组网功能，使得节点间的数据能够有效快速传输，避免数据的重复发送和丢失。
Description
技术领域
本发明涉及一种嵌入式计算机系统中无线局域网的组建和节点间的通信方法，尤其涉及Zigbee动态组网方法。
背景技术
过去若干年以来，通信技术快速发展，短距离无线通信技术已经成为通信技术中的一大热点。各种网络终端的出现、工业控制的自动化和家庭的智能化等迫切需要一种具备低成本、低距离、低功耗和组网能力强等优点的无线互连标准。Zigbee技术是一种近距离、低成本、低功耗、低数据速率的无线通信技术，Zigbee的目标是建立一个无所不在的传感器网络。
无线传感器网络通常采用电池供电，放置在没有基础结构的地方，节点的通信能力十分有限。这就要求传感器节点具有自组织的能力，自动形成转发监测数据的多跳无线网络。本文提出一种简单、易实现的无线自组网方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种简单、易实现的无线Zigbee动态组网方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
Zigbee动态组网方法，其特征在于：网络包含一个与上位机相连接的基站节点和若干传感器节点，基站节点上电初始化后进入低功耗模式，传感器节点随机布放，上电初始化后，传感器节点首先向基站节点发出请求分配级别的命令，然后进入低功耗状态并打开定时器，若在设定时间内收到基站节点分配的级别，传感器节点即向基站节点发送自组织信息的数据包，如果在设定时间内没有收到基站节点分配的级别，传感器节点即从低功耗状态唤醒，再次发送请求分配级别的命令，如此循环；当传感器节点发出请求基站分配级别的命令达到设定上限后，仍然没有确定其在网络中的级别时，传感器节点即向全网发出广播命令，然后进入低功耗状态并打开定时器；定时时间到，传感器节点重新回到发射广播命令状态；当传感器节点发射广播的次数达到设定值时，传感器节点将接收到的应答信息进行整理，确定其在网络中的级别，并确定上级、同级和下级节点的相关信息；传感器节点再向上级节点发送包含信息的数据包，直到数据包传送到基站节点，从而确定整个网络的拓扑结构。
进一步地，上述的Zigbee动态组网方法，基于动态自组网协议，其中，包含：前导码Pre；关键字Key，用来区分各种情况下的数据，接收节点根据关键字分别进入不同的数据处理单元；源地址From，是发送数据的节点自身信息；数据的目标地址Final；有效数据Data，数据随着字符Key 的不同采用不同的格式，携带不同的信息；检验位Check，避免接收错误的数据包；数据包的结束标志位Flag。
更进一步地，上述的Zigbee动态组网方法，采用2.4GHz芯片MC13213设计节点。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明设计一种简单、易实现的无线自组网方法，实现节点间的动态自组网功能，节点上电后向基站节点请求非配级别命令，基站节点发送命令后，节点根据命令进行相应的配置加入网络，从而完成网络的动态自组。使得节点间的数据能够有效快速传输，避免数据的重复发送和丢失。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明节点组网流程示意图；
图2：动态自组网协议；
图3：MC13213最小系统原理图。
具体实施方式
Zigbee技术是一种近距离、低成本、低功耗、低数据速率的无线通信技术，Zigbee的目标是建立一个无所不在的传感器网络。本发明设计一种简单、易实现的无线自组网方法，简单方便地实现数据的传递，避免了数据的重复发送和丢失。节点上电后向基站节点请求非配级别命令，基站节点发送命令后，节点根据命令进行相应的配置加入网络，从而完成网络的动态自组。
Zigbee动态组网方法，如图1所示，具体流程为：网络包含一个与上位机相连接的基站节点和若干传感器节点，基站节点上电初始化后进入低功耗模式，传感器节点随机布放，上电初始化后，传感器节点首先向基站节点发出请求分配级别的命令，然后进入低功耗状态并打开定时器，若在设定时间内收到基站节点分配的级别，传感器节点即向基站节点发送自组织信息的数据包，如果在设定时间内没有收到基站节点分配的级别，传感器节点即从低功耗状态唤醒，再次发送请求分配级别的命令，如此循环；当传感器节点发出请求基站分配级别的命令达到设定上限后，仍然没有确定其在网络中的级别时，传感器节点即向全网发出广播命令，然后进入低功耗状态并打开定时器；定时时间到，传感器节点重新回到发射广播命令状态；当传感器节点发射广播的次数达到设定值时，传感器节点将接收到的应答信息进行整理，确定其在网络中的级别，并确定上级、同级和下级节点的相关信息；传感器节点再向上级节点发送包含信息的数据包，直到数据包传送到基站节点，从而确定整个网络的拓扑结构。
如图2所示，基于动态自组网协议，其中，Pre 表示前导码，这些字符杂波不容易产生，通过测试和试验发现，噪声中不容易产生0x55 和0xAA 等非常有规律的信号；Key 表示关键字，用来区分各种情况下的数据，接收节点会根据这些关键字分别进入不同的数据处理单元；From 表示源地址，是发送数据的节点自身信息；Final 表示数据的目标地址；Data 表示有效数据，这些数据随着字符Key 的不同采用不同的格式，可携带不同的信息；Check 表示检验位，可避免接收错误的数据包；Flag 表示数据包的结束标志位。
如图3所示， Zigbee动态组网方法，采用飞思卡尔的2.4GHz芯片MC13213设计节点。一组协议控制各节点间的关系和数据传输。
综上所述，本发明设计一种简单、易实现的无线自组网方法，实现节点间的动态自组网功能，使得节点间的数据能够有效快速传输，避免数据的重复发送和丢失。
需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1. Zigbee动态组网方法，其特征在于：网络包含一个与上位机相连接的基站节点和若干传感器节点，基站节点上电初始化后进入低功耗模式，传感器节点随机布放，上电初始化后，传感器节点首先向基站节点发出请求分配级别的命令，然后进入低功耗状态并打开定时器，若在设定时间内收到基站节点分配的级别，传感器节点即向基站节点发送自组织信息的数据包，如果在设定时间内没有收到基站节点分配的级别，传感器节点即从低功耗状态唤醒，再次发送请求分配级别的命令，如此循环；当传感器节点发出请求基站分配级别的命令达到设定上限后，仍然没有确定其在网络中的级别时，传感器节点即向全网发出广播命令，然后进入低功耗状态并打开定时器；定时时间到，传感器节点重新回到发射广播命令状态；当传感器节点发射广播的次数达到设定值时，传感器节点将接收到的应答信息进行整理，确定其在网络中的级别，并确定上级、同级和下级节点的相关信息；传感器节点再向上级节点发送包含信息的数据包，直到数据包传送到基站节点，从而确定整个网络的拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的Zigbee动态组网方法，其特征在于：基于动态自组网协议，其中，包含：前导码Pre；关键字Key，用来区分各种情况下的数据，接收节点根据关键字分别进入不同的数据处理单元；源地址From，是发送数据的节点自身信息；数据的目标地址Final；有效数据Data，数据随着字符Key 的不同采用不同的格式，携带不同的信息；检验位Check，避免接收错误的数据包；数据包的结束标志位Flag。
3.根据权利要求1所述的Zigbee动态组网方法，其特征在于：采用2.4GHz芯片MC13213设计节点。
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| CN105491646A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 无线传感器网络的自组网方法、系统及无线传感器网络 |
| CN106444640A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 南京阿凡达机器人科技有限公司 | 一种机器人内部模块无线组网的系统和方法 |
| CN109861916A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-06-07 | 深圳向云科技有限公司 | 一种数据处理方法及相关设备 |
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