CN104994561B - 一种广域物联网的通信管理方法及数据节点装置、基站装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种广域物联网的通信管理方法及数据节点装置、基站装置。通信管理方法包括注册机制和注销机制，注册机制包括如下过程：数据节点接收各基站发送的广播帧，判断出具有最大信号强度的目标基站，并向其发送请求信道指令；目标基站为数据节点分配信道并向后台发送注册信息；后台根据注册信息更新后台注册表，产生注册确认信息并发送至目标基站；目标基站存储数据节点的信道分配信息，并将注册确认信息下放至数据节点。广域物联网的注销机制分为三类。本发明解决了广域物联网组网的第一步工作，为完善广域物联网的网络架构的工作打下了基础。

Description

一种广域物联网的通信管理方法及数据节点装置、基站装置

技术领域

本发明涉及物联网、智慧城市技术领域，具体涉及一种广域物联网的通信管理方法及数据节点装置、基站装置。

背景技术

广域物联网是物联网的一个分支技术，属于创新的物联网技术。其名称中的“广域”可以指地理空间上的范围宽广，也可以指物联网连接对象的范围广。

在地理空间上，传统的物联网大多采用TCP/IP(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议)、WIFI(Wireless Fidelity)或者3G/4G等移动通信技术组网。这些网络可以是有线网，也可以是无线网。对于采用网线组网的网络来说，由于网线应用的限制，实际网络范围不超过100m。采用WIFI的无线物联网，实际的范围也不会超过500m。采用3G/4G技术构成的物联网，理论上可以到达所有存在移动通信信号的地方，但是对于用户来说，存在两个致命的缺点：1、由于受到移动通信应用环境的限制，已有的移动通信基站的通信节点模型是在移动通信通话和数据模型下建立的，在增加大量的物联网数据节点后，通信网络的负荷和效率出现变化，通信网络是否真正适合大量节点应用，目前还没有现成的例子可供参考；2、移动通信网络造价高昂，数据节点一般采用月费或年费的方式组网，网络运营费用不是一般用户所能承担的。

目前已有的广域物联网是，每个基站覆盖的区域是半径1km-3km的圆形区域，在这个区域里，存在1万-10万个物联网数据节点，这些数据节点可以是域内居民生活用水电气表信息节点，也可以是家庭、单位重要资产、人员位置信息节点，也可以是智慧城市网格中重要基础设施的状态信息。这些数据节点的特点是，总体节点数目很多，但对于单一节点而言，数据量和实时性的要求不高。

对任何一个网络而言，网络中的数据节点都需要在网络中注册和注销。注册和注销属于同一类型操作。广域物联网的单一基站能够覆盖的范围达到3km之远，基站信号的覆盖会出现变化，由于信道衰落情况复杂，所以在基站的边界位置，同一位置应当存在多个基站信号共同覆盖的情况。如图1所示，第一基站01(baseA)、第二基站02(baseB)、第三基站03(baseC)的信号的覆盖区域各为第一区域001、第二区域002、第三区域003，目标数据节点10(即nodeA)被baseA、baseB、baseC三个基站的信号覆盖，即目标数据节点10处于第一基站01、第二基站02、第三基站03的信号所共同覆盖的公共区域100中。假定目标数据节点10当前注册在baseA，此时所有的数据传输通过baseA来实现。图1中，双向箭头表示注册关系。如图2所示，当第一基站01(baseA)的信道通路出现一辆卡车20(或其他障碍物)时，baseA在目标数据节点10的信号覆盖消失，目标数据节点10发现当前网络已经丢失，因此需要在仍然具有覆盖能力的baseB和baseC中选择一个基站，重新在目标数据节点10进行注册，这样就需要一个数据节点的动态注册机制。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种广域物联网的通信管理方法，包括注册机制，注册机制包括如下过程：

数据节点接收各基站发送的广播帧，根据广播帧的信号强度，确定出目标基站，并向目标基站发送请求信道指令；目标基站为数据节点待与之通信的基站；

数据节点接收目标基站发送的信道分配信息，确认当前信道可用，并将确认结果反馈给目标基站；信道分配信息为目标基站为数据节点分配信道后产生的信息；信道分配信息包括当前信道的信息，当前信道为目标基站将与数据节点通信的信道；

数据节点通过当前信道接收目标基站发送的注册确认信息，完成注册。

数据节点在确定目标基站时，除了根据广播帧的信号强度，还可以考虑到信号的其它参数或属性。

注册机制之前还包括以下步骤：数据节点从休眠状态下唤醒后，判断当前是否已经注册在网络中，如果已经注册，则需侦听相应基站发送的广播帧，如果没有注册或在超时时限内未侦听到相应基站发送的广播帧，则启动注册机制。

广播帧与请求信道指令分属不同信道。

注册确认信息的产生方式为：目标基站根据信道分配情况，产生注册信息并发送至后台；目标基站接收后台发送的注册确认信息，注册确认信息由后台根据注册信息更新后台注册表后而产生；目标基站将注册确认信息下放至数据节点。注册确认信息用于确认：数据节点与后台间的信息传递必须通过目标基站完成。

广域物联网的通信管理方法还包括注销机制；当数据节点与目标基站已经成功注册，目标基站向数据节点发送数据后，超过预设时间未接收到数据节点的应答时，目标基站启动注销机制。注销机制包括：目标基站产生通信失败信号并发送至后台；目标基站接收后台发送的注销信息并根据注销信息更新目标基站注册表；注销信息由后台根据通信失败信号更新后台注册表后而产生。

在一种实施方式中，当数据节点与目标基站已经成功注册，数据节点向目标基站发送数据后，超过预设时间未接收到目标基站的应答时，数据节点启动注销机制。注销机制包括：数据节点注销与目标基站的注册关系；数据节点重复注册机制。

在一种实施方式中，当数据节点在目标基站、后台已经成功注册，数据节点在生存周期内至少需要与后台交换一次数据，每次交换数据均会重置生存周期，若数据节点在生存周期内未与后台进行数据交换，则生存周期减为0，后台启动注销机制。注销机制包括：后台注销后台注册表中数据节点的信息，产生注销信息并将注销信息发送至目标基站；目标基站根据注销信息注销基站注册表中数据节点的信息。

根据本发明的第二方面，提供一种广域物联网的数据节点装置，包括：注册单元，注册单元包括：接收单元，用于接收各基站发送的广播帧；分析单元，用于判断出信号强度最大的广播帧所对应的基站为目标基站；发送单元，用于向目标基站发送请求信道指令。接收单元还用于接收目标基站发送的信道分配信息；发送单元还用于将确认信道可用的信息发送给目标基站；接收单元还用于接收目标基站发送的注册确认信息。

数据节点装置还包括注册判断单元，用于在数据节点从休眠状态下唤醒后，判断当前是否已经注册在网络中，如果已经注册，则需侦听相应基站发送的广播帧，如果没有注册或在超时时限内未侦听到相应基站发送的广播帧，则触发注册单元。

数据节点装置还包括注销单元；当数据节点装置与目标基站已经成功注册，数据节点装置向目标基站发送数据后，超过预设时间未接收到目标基站的应答时，注销单元注销与目标基站的注册关系。

根据本发明的第三方面，提供一种广域物联网的基站装置，包括：发送模块，用于向外发射广播帧；接收模块，用于接收数据节点发送的请求信道指令；分析模块，用于根据请求信道指令为数据节点分配信道并产生信道分配信息。发送模块还用于将信道分配信息发送至数据节点；接收模块还用于接收数据节点发送的确认信道可用的信息；分析模块还用于产生注册信息；发送模块还用于将注册信息发送至后台；接收模块还用于接收后台发送的注册确认信息，分析模块存储数据节点的信道分配信息，并将注册确认信息下放至数据节点。

在一种实施方式中，基站装置还包括注销模块；当数据节点装置与目标基站已经成功注册，基站装置向数据节点发送数据后，超过预设时间未接收到数据节点的应答时，注销模块产生通信失败信号；发送模块还用于将通信失败信号发送至后台；接收模块还用于接收后台发送的注销信息；注销模块还用于根据注销信息更新目标基站注册表。

本发明提出了广域物联网的通信管理方法，其注册机制解决了广域物联网中数据节点动态注册的需求，这也是广域物联网组网技术的关键。本发明进一步还提出了注销机制，为完善广域物联网的网络架构的工作打下了基础。

附图说明

图1为广域物联网基站通常的覆盖方式示意图；

图2为基站baseA在出现信道干扰后覆盖区域变小的示意图；

图3为实施例一的广域物联网动态注册机制S1、S2过程示意图；

图4为实施例一的广域物联网动态注册机制S3过程场示意图；

图5为实施例一的广域物联网由基站端发起的注销机制流程示意图；

图6为实施例一的广域物联网通信关系结构示意图。

具体实施方式

广域物联网的动态注册和注销与移动通信的动态注册注销相区别的地方在于：移动通信的手机节点会在网络中移动，手机节点移动后，物理位置发生了变化，因此产生了动态注册和注销的需求；广域物联网中的信息节点不会移动，但是由于基站信号覆盖范围更广，基站信号在传输过程中受到的影响也就更大，信道衰落情况复杂，所以数据节点也有随同其他基站信号的变化被动态注册的需求。因此本发明设计了一套简洁的动态注册和注销的算法机制。

由于应用场景的区别，虽然广域物联网中也类似移动通信那样将此通称为注册和注销，但是实现的方式和具体操作的环节有所不同。移动通信的信息交互可能随时发生，因此数据点需要实时保持注册状态，一个基站同时可以通信的手机只有远比广域物联网的应用中广域物联网覆盖的数据节点要少很多。并且，在广域物联网中，每个数据节点具有间歇性工作的特点，休眠一段时间之后才会再工作一段时间，因此需要下载的数据远远多于需要上传的数据。广域物联网这种特殊的需求产生了区别于移动通信的注册和注销机制的特点，具体如下：

1)注册发生在数据节点休眠时间之后，也就是说，数据节点并不是实时注册在网络中，而是在休眠一段时间之后，唤醒恢复正常工作状态，才会激活注册机制；

2)广域物联网具有专有的广播信道，而并非处于移动通信的公共信道的某个固定时隙中，移动通信的信道即可以注册，也可以进行数据交换，换句话说，广域物联网的注册具有很强的专有性，具有全时注册的功能；

3)由于广域物联网注册信道专用，因此注册功能强大，可以为全网所有节点同时提供注册服务，这是移动通信无法做到的事情；

4)广域物联的注册信道采用全双工模式，广播帧和注册请求帧分属不同的信道，即同时可以处理上行数据和下行数据，而移动通信中往往采用的是同一信道，半双工方式，上行数据和下行数据不能同时处理；

5)广域物联网的注册广播连续实时发送，而移动通信的注册广播间歇发送，因为移动通信的广播和数据共用信道，如果广播占用的时间过多，则数据通信的容量就会下降。

仍以图1和图2为例，当baseA出现信道干扰后，公共的覆盖区域发生变化，原本注册在baseA的目标数据节点10已经无法通过baseA与广域物联网的其他单元交换数据。此时目标数据节点10出现了动态注册的需求。根据本发明所规定的动态注册机制，目标数据节点10将与baseB更新注册，并在数据后台进行原有基站的注销和新基站的注册。从而目标数据节点10在广域物联网中开辟了新的数据通道。

以上便是动态注册注销技术的概述。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例的广域物联网的通信管理方法包括动态注册机制和注销机制，目的是解决广域物联网组网的第一步工作，随后将会推出一系列广域物联网的技术性文件，从而完善广域物联网的网络架构。

如图6所示为本实施例的广域物联网中数据节点10、目标基站02和后台30的通信结构示意图。注册机制的过程如图3所示，当目标数据节点10(即nodeA)准备接入网络的时候，结合图6、图3和图4，注册机制的流程如下所述。

S1、数据节点确定与其通信的目标基站，详细过程描述如下。

101、数据节点nodeA准备接入网络的时候，首先通过注册判断单元判断当前是否已经注册在网络中，如果已经注册，则需侦听相应基站发送的广播帧，如果没有注册或在超时时限内未侦听到相应基站发送的广播帧，则启动注册机制，进入步骤102。

102、数据节点nodeA通过接收单元11在专用广播信道接收所有基站发送的广播帧，在本实施例中，第一基站baseA和第二基站baseB均发送广播帧，数据节点nodeA的接收单元同时接收baseA和baseB发送的广播帧。

103、节点nodeA的分析单元12分析广播帧的信号强度并判断出信号强度最大的广播帧所对应的基站为目标基站，信号强度由nodeA的射频芯片RSSI寄存器的数值给出。本实施例中，nodeA判断与基站baseB的通信条件最好，信号强度最大，因此准备通过baseB连接进入网络，即baseB为目标基站02。

广域物联网中接入网络的情况与移动通信的不同：在广域物联网中一个典型的数据点的工作状态是这样的，整机休眠19秒，然后定时唤醒工作1秒钟，周而复始。每次唤醒工作的时候，需要确定当前是否已经注册在网络中，如果没有注册，则需要注册，如果已经注册，则需要去侦听相应基站广播信道的信息。数据流量上看，每次唤醒需要侦听的数据长度是30字节，每20秒侦听一次。平均计算，每天需要上传的数据一共有3次，每次上传的数据为20字节。因此在节点的整个生命周期中，绝大部分的时间在休眠状态，其次是数据侦听状态，真正需要发送的数据微乎其微。这里涉及的时间、数据长度、次数等的具体数值可以不限于所例举的例如19秒、1秒、30字节、3次等，也可以是其它的数值。

在数据节点接入网络的时候，与移动通信的不同在于，广域物联网节点并不是实时处在网络中，节点绝大部分时间都处于休眠状态，而且也不是经常性的与基站通信以维护注册信息。所谓注册仅是保留了数据通路和信道信息，方便下次唤醒之后与邻近的基站通信，不同于移动通信的注册，移动通信的注册中，基站随时都可以找到手机并且与其通信，而广域物联网不是这样。

104、第二基站baseB通过发送模块23发送的广播帧里包含baseB当前可用的信道编号，nodeA从中任意选取一个信道，作为与baseB通信的专用信道，通过nodeA的发送单元13将请求信道指令发送给baseB。

S2、目标基站为数据节点分配信道，详细过程描述如下。

201、第二基站baseB的接收模块21接收到nodeA的发送单元13发送的请求信道的信息后，将会通过分析模块22对比基站内部的注册表信息，查询当前基站覆盖范围内具有多少节点，这些节点都分配在哪些信道，baseB还具有多少空余信道可以分配。然后从空余信道中选取一个分配给nodeA，此时产生信道分配信息。

202、信道分配信息从baseB的发送模块23发送给nodeA。之后baseB和nodeA均切换到相应信道，从此baseB和nodeA所有的数据交换都在此信道内进行。

由于广域物联网数据量很小，且下行数据远远大于上行数据，因此不会要求节点上传的数据具有很高的实时性，否则基站所能容纳的节点数会剧烈缩小，也就不符合广域物联网的设计初衷。baseB当前没有空余信道的时候，会通过广播帧的分配信道模块告知当前网络容量已经达到最大，无法注册新节点。nodeA立即进入休眠状态，后台也会提示当前基站已经满负荷运转。如果存在空余信道，baseB会选取信道中负载相对较轻的信道，并把信道号发送给nodeA。这样做可以使baseB的所有信道的负载相对均衡。

一个典型的应用中，baseB具有5个信道，其中1个作为广播信道，而另外4个作为数据信道。每个数据信道设计的容纳的节点数量为1万个。理论上1个基站管理4万个节点。这4万个节点在注册的时候都需要侦听唯一一个广播信道，然后baseB把他们均分到4个信道当中。每个信道中，数据节点由于需要休眠19秒，然后再工作1秒钟，理论上同时只有1万÷20＝500个节点同时唤醒，每天每个节点唤醒的次数是24小时*3600秒÷20秒＝4320次，每天发送的数据3次。每次唤醒后，需要侦听广播信道，由于节点工作耗时为毫秒级，500个节点同时有发送需求的平均可能性是很低的。也就是说，在满负荷且正常运转的网络中，每次所有节点侦听广播信道之后，确定需要自己发送数据，包括注册的过程，冲突的概率很低，一旦发生了数据冲突，通信的过程就出现失败，随后数据节点进入下一次休眠，休眠的过程也可以规避数据冲突，相当于一种抗冲突算法。

203、初始化信道之后，双方需要验证当前信道是否通畅。baseB主动向数据节点发送信道握手信号。

204、nodeA接收到信道握手信号后，根据信道分配信息和信道握手信号确认当前信道可用。

205、nodeA回复握手反馈信号以确认当前信道真实可用，baseB接收握手反馈信号。

206、baseB接收握手反馈信号后，双方完成验证，当前信道为通畅可用。在本发明的其它实施例中，双方也可以不需要验证当前信道是否通畅，而是默认当前信道为通畅，因而不需要进行步骤203-206。

S3、后台30根据目标基站的信道分配情况进行后台注册表更新，目标基站02向数据节点发送注册确认信息。如图4所示，详细过程描述如下。

301、baseB根据信道分配情况，产生注册信息并将当前的注册信息传向后台30，后台接收注册信息。

302、后台30根据注册信息更新注册表，确认nodeA应当通过baseB这条途径将信息传递上来，同时当数据后台有信息需要下放至nodeA时，也必须通过baseB把信息分发下去。通过其他途径传递上来的有关于nodeA的信息均为非法。

303、后台产生注册确认信息并将确认信息反馈给基站，基站baseB的接收模块21接收后台发来的确认信息。

304、基站baseB将nodeA的信道信息存放在baseB的注册表中。

305、基站baseB将nodeA的注册确认信息下放至nodeA，nodeA接收注册确认信息，注册完成。从此开始，nodeA将不再接收其他基站的信息，而仅与baseB通信，直至注册表失效或者需要动态注册至其他基站。

以下详细介绍本实施例的广域网动态注销机制。

注销的发生的原因是因为信道的数量有限。如果节点不可用，应当及时注销以释放信道，这样可以提高整个网络的效率。注销的过程比注册的过程相对复杂，由于出现了图2所示的干扰情况发生，基站baseB与nodeA的通信中断。因此产生的注销过程分为三类，如下详述。

第一类，当目标基站向数据节点发送数据后，超过预设时间未接收到数据节点的应答时，目标基站启动注销机制，如图5所示，其过程详细描述如下。

51、这种情况出现在注册基站主动与节点通信的情况。通常服务器后台需要将一些数据传送给nodeA，由于注册表的规定，服务器后台首先将数据传递给baseB。

52、baseB将数据发送给nodeA时，通信链路失效，nodeA没有反馈。

53、因此，由于nodeA没有响应，baseB将产生通信失败信号并反馈给服务器后台。

54、服务器后台根据通信失败信号更新后台注册表，在服务器后台将nodeA的信息注销。

55、服务器后台产生注销信息并发送至目标基站。

56、目标基站接收注销信息并根据所述注销信息更新目标基站注册表，注销完成。

第二类，当数据节点向目标基站发送数据后，超过预设时间未接收到目标基站的应答时，数据节点启动注销机制。

这种情况发生在节点有数据需要上报的情形。nodeA需要将数据发送到服务器后台，必须经过注册表规定的基站baseB。节点nodeA将数据发送出去之后，由于通信链路失效，baseB无应答。图6中，数据节点10的注销单元14注销与目标基站02的注册关系，数据节点10开始重新发起图3所示的注册流程，注册完成之后开始发送数据。

第三类，服务器后台存在注册表的生存周期，节点未与后台进行数据交换的时间超过生存周期后，服务器通知原有目标基站注销该节点。

每一个注册的节点，在服务器后台的注册表里都存在独立的生存周期。一般情况下，每个节点在生存周期内都会与服务器后台交换数据。每次交换数据均会重置生存周期。若所述数据节点在生存周期内未与所述后台进行数据交换，则所述后台启动所述注销机制。这个操作主要应对的情况是，节点意外损坏，或者被移除出网络，服务器后台也能够自动发现移除的节点，并且将通信信道释放出来。图中，数据节点在生存周期内未与所述后台进行数据交换的时候，服务器后台将数据节点从注册表里删除，产生注销信息并发送至目标基站。目标基站接收注销信息并根据所述注销信息更新目标基站注册表，注销完成。

广域物联网的注册表的生存周期是一种被动注销的机制，主要应对的是节点意外事件的发生。但是这种注销机制是服务器后台发起的注销，区别于移动通信基站检测不到实时的手机握手信号引起的注销。一般情况下，手机一旦注册在基站之后，会被分配固定的信道和时隙，在约定的时间与基站通信。在手机即使没有信息需要上传的时候，也会实时向上发送一些简短的数据以保持自身存在。而在广域物联网中，由于数据节点需要长时间休眠，本身不具备实时处于网络中的状态。同时，也不能主动上报信息确保注册状态持续。因为基站管辖的数据节点太多，如果每个节点都要确保注册状态，大量的数据发送会造成严重的数据冲突，使整个网络效率降低，因此就需要服务器端主动剔除不合要求的节点。

本发明专利结合关于物联网的应用场景和数据特点，创新提出广域物联网组网过程中注册和注销环节的技术标准。已知的物联网应用只适用于1000个数据节点的小范围应用，对组网的要求并不高。但广域物联网的就是以1万-10万个节点的数据量作为前提，组网过程必须在前期详细规划，细心设计。本发明提出了广域物联网的注册机制，解决了广域物联网中数据节点动态注册的需求，这也是广域物联网组网技术的关键，本发明进一步提出了注销机制，为完善广域物联网的网络架构的工作打下了基础。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种广域物联网的通信管理方法，其特征在于，

包括：数据节点从休眠状态下唤醒后，判断当前是否已经注册在网络中，如果已经注册，则需侦听相应基站发送的广播帧，如果没有注册或在超时时限内未侦听到相应基站发送的广播帧，则启动注册机制；

还包括注册机制，所述注册机制包括：

数据节点接收各基站发送的广播帧，根据广播帧的信号强度，确定出目标基站，并向所述目标基站发送请求信道指令；

所述数据节点接收所述目标基站发送的信道分配信息，确认当前信道可用，并将确认结果反馈给所述目标基站；

所述数据节点通过所述当前信道接收所述目标基站发送的注册确认信息，完成注册。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述广播帧与请求信道指令分属不同信道。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注册确认信息的产生方式为：

所述目标基站根据信道分配情况，产生注册信息并发送至后台；

所述目标基站接收所述后台发送的注册确认信息，所述注册确认信息由所述后台根据所述注册信息更新后台注册表后而产生；

所述目标基站将所述注册确认信息下放至所述数据节点。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括注销机制；

当所述数据节点与所述目标基站已经成功注册，所述目标基站向所述数据节点发送数据后，超过预设时间未接收到所述数据节点的应答时，所述目标基站启动所述注销机制；

所述注销机制包括：

所述目标基站产生通信失败信号并发送至后台；

所述目标基站接收所述后台发送的注销信息并根据所述注销信息更新目标基站注册表；

所述注销信息由所述后台根据所述通信失败信号更新后台注册表后而产生。

5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括注销机制；

当所述数据节点与所述目标基站已经成功注册，所述数据节点向所述目标基站发送数据后，超过预设时间未接收到所述目标基站的应答时，所述数据节点启动所述注销机制；

所述注销机制包括：

所述数据节点注销与所述目标基站的注册关系；

所述数据节点重复所述注册机制。

6.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括注销机制；

当所述数据节点在所述目标基站、后台已经成功注册，所述数据节点在生存周期内至少需要与所述后台交换一次数据，每次交换数据均会重置生存周期，若所述数据节点在生存周期内未与所述后台进行数据交换，则生存周期减为0，所述后台启动所述注销机制；

所述注销机制包括：

所述后台注销后台注册表中所述数据节点的信息，产生注销信息并将所述注销信息发送至所述目标基站；

所述目标基站根据所述注销信息注销基站注册表中所述数据节点的信息。

7.一种广域物联网的数据节点装置，其特征在于，

包括注册判断单元，用于在所述数据节点从休眠状态下唤醒后，判断当前是否已经注册在网络中，如果已经注册，则需侦听相应基站发送的广播帧，如果没有注册或在超时时限内未侦听到相应基站发送的广播帧，则触发所述注册单元；

还包括注册单元，所述注册单元包括：

接收单元，用于接收各基站发送的广播帧；

分析单元，用于判断出信号强度最大的广播帧所对应的基站为目标基站；

发送单元，用于向所述目标基站发送请求信道指令；

所述接收单元还用于接收所述目标基站发送的信道分配信息；

所述发送单元还用于将确认信道可用的信息发送给所述目标基站；

所述接收单元还用于接收所述目标基站发送的注册确认信息。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括注销单元；

当所述数据节点装置与所述目标基站已经成功注册，所述数据节点装置向所述目标基站发送数据后，超过预设时间未接收到所述目标基站的应答时，所述注销单元注销与所述目标基站的注册关系。

9.一种广域物联网的基站装置，其特征在于，包括：

发送模块，用于向外发射广播帧；

接收模块，用于接收数据节点发送的请求信道指令；

分析模块，用于根据所述请求信道指令为所述数据节点分配信道并产生信道分配信息；

所述发送模块还用于将所述信道分配信息发送至所述数据节点；

所述接收模块还用于接收所述数据节点发送的确认信道可用的信息；

所述分析模块还用于产生注册信息；

所述发送模块还用于将所述注册信息发送至后台；

所述接收模块还用于接收所述后台发送的注册确认信息，所述分析模块存储所述数据节点的信道分配信息，并将所述注册确认信息下放至所述数据节点。