CN104639530B

CN104639530B - 一种星云网络通信协议、通信方法以及通信协议包

Info

Publication number: CN104639530B
Application number: CN201410755238.5A
Authority: CN
Inventors: 胡克会; 任海春
Original assignee: Yantai Wisdom Yun Gu Cloud Computing Co Ltd
Current assignee: Shandong Intelligent Cloud Valley Artificial Intelligence Research Institute
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: CN104639530A

Abstract

本发明提供一种星云网络通信协议、通信方法以及通信协议包，包括：驱动层：用于驱动通讯设备，提供驱动设备的初始化、发送函数、接收函数的函数接口，以供中间层和用户调用；中间层：用于保护协议层，直接调用驱动层，并被协议层调用，即保证了驱动层的兼容性又保证了协议层的通用性与可移植性；协议层：包含了数据结构体，提拱了发送协议包接口，历史数据比较函数，添加进历史数据函数；应用层：用于自己解析数据，执行命令。本发明采用2.4G红外技术，实用性、针对性以及安全性更高，无需用路由记忆路径，极大节省了系统资源，网络更加稳定、可靠。

Description

一种星云网络通信协议、通信方法以及通信协议包

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地讲，涉及一种星云网络通信协议、通信方法以及通信协议包。

背景技术

通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。近几年，随着无线移动通信技术的迅速发展，新的技术不断出现，从蜂窝移动通信到宽带接入，再到无线局域网，使世界在这张无线的大网中变得越来越小，红外、homeRF、蓝牙、Zigbee等一系列技术的出现又迅速推动了通信协议技术的迅速发展。

目前，对于无线通信技术的研究当中，无线自动组网协议是目前最前沿的技术，但对无线自组网来说，由于网络自身存在的诸多限制，周期性广播控制信息分组会大量消耗网络带宽，维护路由器表会大量消耗移动终端的资源，拓扑结构的快速变化会使很多路由信息很快变得过时，造成资源的浪费成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种星云网络通信协议、通信方法以及通信协议包，节省网络资源，提高通信效率和成功率。

本发明采用如下技术手段实现发明目的：

一种星云网络通信协议，其特征是：

包括：

驱动层：用于驱动通讯设备，提供驱动设备的初始化、发送函数、接收函数的函数接口，以供中间层和用户调用；

中间层：用于保护协议层，直接调用驱动层，并被协议层调用，即保证了驱动层的兼容性又保证了协议层的通用性与可移植性；

协议层：包含了数据结构体，提拱了发送协议包接口，历史数据比较函数，添加进历史数据函数；

应用层：用于自己解析数据，执行命令。

作为对本技术方案的进一步限定，所述的通讯设备采用2.4G无线技术。

本发明还公开了一种星云网络通信方法，其特征是：包括如下步骤：

（1）定义同一网络内的主机的唯一主机地址以及终端一组分机地址，每个分机地址也具有唯一性；

（2）当网络内的主机或者某一分机作为发送端向外发送命令信息时，如果接收端在发送端信号范围内，则转步骤（3）；如果接收端不再发送端的信号范围内，转步骤（4）；

（3）处于发送端信号范围内的所有终端都会接收到命令信息，如果接收端不忙，则接收发送端发送的命令信息并执行相应的命令，同一命令只执行一次，如果接收端忙，没有接收到发送端直接发送的命令信息，在设定的时间间隔内，处于接收端信号范围内的其它接收到命令信息的终端也会继续转发命令信息给接收端，接收端必然会接收到一次命令信息；

（4）处于发送端信号范围内的所有终端都会接收到命令信息，并进行转发，依次类推，直到命令信息传送到接收端，如果接收端不忙，则接收首次收到的命令信息并执行相应的命令，同一命令只执行一次，如果接收端忙，没有接收到首次转发的命令信息，在设定的时间间隔内，处于接收端信号范围内的其它接收到命令信息的终端也会继续转发命令信息给接收端，接收端必然会接收到一次命令信息；

（5）接收端执行命令信息后，发送反馈信息给发送端，如果接收端在信号范围内，则接收端直接接收反馈信息，如果不在信号范围内，则接收端将反馈信息通过信号范围内的其它终端发送出去，其它终端接收反馈信息后依次转发，直到反馈信息到达发送端，则此次通讯成功，如果发送端等待设定时间后没有接收到反馈信息，则再次发送命令信息，设定时间内再没有接收到反馈信息再发送一次，发送三次后，都没有接收到反馈信息，则此次通讯失败。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（3）和（4）中接收端或者其它终端接收到命令信息后的处理步骤为：

判断命令信息的头和尾，然后进行历史数据对比，对比成功，则发过或者处理过此信息，不再做任何处理；如果对比不成功，则将命令信息添加到历史数据中，然后把命令信息解析到结构体中，接着进行数据包的判断，如果命令信息是本网络的但不是给自己的，进行转发，如果命令信息是本网络的且是给自己的，执行命令或者解析命令，若果命令信息是外网的，则不做任何处理。

本发明还公开了一种星云网络通信协议包，包括：

协议包头和协议包尾；

其特征是：还包括：

主机地址ID:主机设置的主机地址，用于标识主机所在的网络，判断是本网还是外网；

唯一地址ID：设备所在网络内的唯一地址；

数据唯一地址ID：保证每次发送的数据都是唯一的；

分组地址ID:设备分组地址，标示设备所在的分组，用于分组控制设备；

类型ID：用于区分设备所属的类型；

数据ID：放置各种设备不同的数据信息。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明采用星云协议中继原理，在数据发送端范围内的终端都能接收到数据并进行转发，在数据接收端信号范围内的终端都能向其转发数据，且同一网络内的终端针对同一信息只会处理一次，系统不会陷入死循环状态；本发明采用2.4G技术，实用性、针对性以及安全性更高，无需用路由记忆路径，极大节省了系统资源，网络更加稳定、可靠。

附图说明

图1为本发明优选实施例的原理方框图。

图2和图3为本发明网络中发送端向接收端发送命令的原理方框图。

图4为本发明的实施流程图。

图5为通过WisCloud_rbuf.UCHAR8_TypeID进入各个类型的解析函数的流程图。

图6为发送命令后，等待反馈的的流程图。

图中：1、智能控制中心，2、设备一，3、设备二，4、设备三，5、设备四，6、设备五，7、设备六，8、设备七，9、设备八，10、设备九，11、设备十，12、设备十一，13、设备十二，14、设备十三。

具体实施方式:

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1-图6，本发明公开了一种星云网络通信协议，包括：

驱动层：驱动层提供了2.4G模块的初始化、发送函数、接收函数等函数接口，以供中间层和用户调用。首先对本网络内的分机进行初始化过程，然后选择配置分机为接收模式或发送模式，选择发送模式之后进入写数据区，对命令数据进行输入，写寄存器，检查是否与2.4G发射模块正常连接，如果正常连接就可以发送数据信息，如果不能正常连接就停止发送；选择接收模式之后进入读数据区，然后写寄存器，检查是否与2.4G发射模块正常连接之后，接收一个包的数据，从而完成驱动。

协议层：包含了数据结构体，提拱了发送协议包接口，历史数据比较函数，添加进历史数据函数等；

应用层：用于自己解析数据，执行命令。根据不同的模块如2.4G开关、传感器等，具体问题具体解析，星云协议的、控制终端可以自行选择设定，控制对象可以包括客厅、餐厅、厨房、主卧、儿童房、次卧、书房和卫生间等，以对开关的命令为例，首先开关宏定义开始，开关发送时命令ID，开关打开或关闭命令，然后检测继电器好坏，进行电流检测，检查成功，最后开关命令ID宏定义结束。红外转发器命令id宏定义开始，检查是否存在，寻址，发射/学习，复位，红外转发器命令id宏定义结束。

本发明还公开了一种星云网络通信方法，包括如下步骤：

（1）定义同一网络内的主机的唯一主机地址以及终端一组分机地址，每个分机地址也具有唯一性；分机可以采用传感器、2.4G开关和红外转发器等设备。

（2）当网络内的主机或者某一分机作为发送端向外发送命令信息时，如果接收端在发送端信号范围内，则转步骤（3）；如果接收端不在发送端的信号范围内，转步骤（4）；

（5）接收端执行命令信息后，发送反馈信息给发送端，如果接收端在信号范围内，则接收端直接接收反馈信息，如果不在信号范围内，则接收端将反馈信息通过信号范围内的其它终端转发出去，其它终端接收反馈信息后依次转发，直到反馈信息到达发送端，则此次通讯成功，如果发送端等待设定时间后没有接收到反馈信息，则再次发送命令信息，设定时间内再没有接收到反馈信息再发送一次，发送三次后，都没有接收到反馈信息，则此次通讯失败。

星云协议的每个节点都充当着路由器的功能，如图1所述，智能控制中心1是整个系统的控制核心，设备九把信息传输到智能控制中心1，有多条路径可选择，可由设备五6经过设备一2到达智能控制中心1，并且设备一2和设备二3可以进行双机通信以保证传递信息的准确性，也可由设备六7经过设备三4到达智能控制中心1，通过信息与架构之间的关系，保证星云协议在工作过程中运行高效精确，由此可见星云协议的传输过程是稳定可靠的。

如图2所述，同网中，当发送端向任务目标终端6发出命令后，在信号范围内的终端2到终端7都能接收到，并转发一次。只有任务目标终端6会执行命令，并且同一命令只执行一次。如果终端6正好忙，没有接收到终端1发出的指令，终端7转发的命令会再次被终端6接收，如果终端6还忙，它会继续接收终端5、2、4、3转发的命令，在设定时间间隔内，终端6必能收到一次指令，从而保证了系统的百分百连通性和指令的执行性。

如图3所述，同网中，当发送端向接收端发出命令后，由于接收端与发送端距离远，不在发送端的信号范围内，所以不能直接接收到发送端的指令，终端1、终端3和终端4能收到发送端的指令并转发。同理，依次传给终端2和终端5，然后又中继给终端6等，接收端会接收到其周围的终端2、3、6的等的数据，在最短链路和最长链路时间间隔内，结合图1，接收端必会接收一次指令。

所述步骤（3）和（4）中接收端或者其它终端接收到命令信息后的处理步骤为：

星云协议数据包格式说明

数据协议包共32个字节：

数据包结构体定义在“WisCloud_Protocol.h”文件中，原语的定义如下

/*---------

数据包格式:

头(0X55):1BYTE

内容(struct WisCloud):30BYTE

尾(0XAA):1BYTE

---------*/

//数据包头部

# define WisCloud_Head 0X55

//数据包尾部

# define WisCloud_Tail 0XAA

typedef struct {

BEUSHORT UINT16_CentralityID; //主机ID

BEU32 UINT32_OnlyID[3]; //唯一ID

BEU32 UINT32_DataOnlyID; //数据唯一ID

BEUCHAR UCHAR8_GroupingID; //分组ID

BEUCHAR UCHAR8_TypeID; //类型ID

BEUCHAR UCHAR8_Data[10]; //数据

}WisCloud;

extern WisCloud WisCloud_tbuf;

表2.1指明了WisCloud的各个变量的作用：

表2.1

2.1.1 UINT16_CentralityID 主机地址ID

UINT16_CentralityID （主机ID）是手动设置的主机地址，用于区分用户与用户的网络。即区分本网和外网，确保了小旋风暴只在本网里旋，从而，保证旋风不会无限制的扩大化。

2.1.2 UINT32_OnlyID 唯一地址ID

UINT32_OnlyID （唯一ID）取于单片机的唯一识别ID，此ID全球唯一，用于服务器识别各个设备的数据并进行整理分析。

2.1.3 UINT32_DataOnlyID 数据唯一地址ID

UINT32_DataOnlyID（数据唯一ID）通过ATC时钟取于单片机的当下时间，它标示了数据的唯一性。

2.1.4 UCHAR8_GroupingID 分组地址ID

UCHAR8_GroupingID (分组ID)是人们可以根据自己的习惯，把不同类型设备或同类型设备分成N组，进行分组控制。

2.1.5 UCHAR8_TypeID 类型ID

UCHAR8_TypeID（类型ID），这是设备的类型，因为不同类型的设备，如传感器、2.4G开关、红外转发器等，它们由于功能分工不同，其命令也不尽相同。此ID把他们加以区分。通过WisCloud_rbuf.UCHAR8_TypeID（类型ID），进入各个类型的解析函数：把结构体中数据部分解析出来，根据cmdID分别执行各个命令,如图 5所示。

2.1.6 UCHAR8_Data[10] 数据ID

UCHAR8_Data[10]（数据数组），用于存放各个设备的命令ID、房间ID、数据等，把各类型的设备不同的数据都放在了数据部分。

Claims

1.一种星云网络通信方法，其特征是：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的星云网络通信方法，其特征是：所述步骤（3）和（4）中接收端或者其它终端接收到命令信息后的处理步骤为：

3.据权利要求1所述的星云网络通信方法，其特征是：其通信协议包，包括：

协议包头和协议包尾，

其特征是：还包括：

唯一地址ID：设备所在网络内的唯一地址；

数据唯一地址ID：保证每次发送的数据都是唯一的；

类型ID：用于区分设备所属的类型；

数据ID：放置各种设备不同的数据信息。