CN105050098B - 基于2.4g频段的网络节点的组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于2.4G频段的网络节点的组网方法，首先，启动每个网络节点处于工作状态，设定每个网络节点的组网周期；每个网络节点发送自身的网络组网帧，每个组网帧均包括F和T，同时将网络节点自身设置为接收状态；其次，每个网络节点判断是否收到网络组网帧，然后，判断接收到的网络组网帧中的F和T是否与自身的F和T相同，将自身网络组网帧的F和T修改为接收的网络组网帧的F和T；最后，计算每个组网周期的剩余时间，并发送自身的更新后的网络组网帧；直至所有网络节点组网完成。该方法通过实时检测更新组网数据帧的F和T，实现各网络节点的快速组网，有效节约了组网时间和组网的正确率，提高了工作效率。

Description

基于2.4G频段的网络节点的组网方法
技术领域
本发明属于物联网无线通信领域，具体涉及一种基于2.4G频段的网络节点的组网方法。
背景技术
在全世界范围内，物联网正在蓬勃的发展，在物联网中末端的网络节点都是使用无线信号来通信的，在使用无线信号的时候遇到的最大的问题就是干扰，这是无线通信的重点也是难点。在物联网行业中经常使用的无线信号是2.4g频段，2.4g频段又被分成了16个频段（11到26频段），在一个测试系统安装的时候我们都要先检测一下这16个频段内的干扰情况，最后选择一个干扰最小的频段使用。在检测干扰信号的时候我们一般使用的是手持式频谱仪，使用手持式频谱仪主要有三个弊端：
1、价格太贵。
2、仪器太复杂，操作不方便，使用人员需经过专业培训。
3、仪器的体积和重量较大，携带不方便。
无线监测项目在安装的时候还遇到一个很麻烦的问题是网关的位置如何选择，在一个监测网络中网关负责收集所有网络节点的数据，而它在整个网络中的位置又决定了整个网络数据到达网关的效率和数据的丢包率，所以网关在网络中的位置很重要。
基于2.4G频段的无线网络组网是本领域一个难题，急需一种有效的方法解决该网络组网的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于2.4G频段的网络节点的组网方法，解决了现有技术中2.4G频段网络节点组网困难的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于2.4G频段的网络节点的组网方法，包括如下步骤：
步骤1、启动每个网络节点处于工作状态，设定每个网络节点的组网周期；
步骤2、每个网络节点发送自身的网络组网帧，每个组网帧均包括F和T，同时将网络节点自身设置为接收状态；
步骤3、每个网络节点判断是否收到网络组网帧，如果收到，执行步骤4，否则，继续执行步骤3；
步骤4、判断接收到的网络组网帧中的F和T是否与自身的F和T相同，如果相同，继续执行步骤4，否则，执行步骤5；
步骤5、将自身网络组网帧的F和T修改为接收的网络组网帧的F和T；
步骤6、计算每个组网周期的剩余时间，并发送自身的更新后的网络组网帧；
步骤7、判断是否所有网络节点的网络组网帧的F和T均相同，如果所有的F和T均相同，执行步骤8，否则，重复执行步骤2至步骤6；
步骤8、通过串口将网络组网帧的F和T发送出去，并将F和T进行存储，等待组网周期剩余时间结束；
步骤9、重复执行步骤2至步骤8，直至所有网络节点组网完成。
所述网络节点包括至少一个网关和多个网络网络节点，其中网关每隔一个周期向网络节点发送一次同步数据，所述网络节点之间通过相互中继的方式将数据帧传送至网关。
所述步骤1中通过交互式手持终端启动每个网络节点的工作状态，交互式手持终端每隔1分钟获取每个网络节点的分布位置、各网络节点的信号强度，并将获得的信息在交互式手持终端上显示。
所述交互式手持终端包括
中央处理模块，用于处理该手持终端的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取第一至第四层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度；
频段配置模块，用于对各频段进行配置；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数。
所述显示模块最多能显示40个网络节点的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该方法通过实时检测更新组网数据帧的F和T，实现各网络节点的快速组网，有效节约了组网时间和组网的正确率，提高了工作效率。
2、能够给客户提供实际系统安装时网关及网络节点安装位置的参考依据。
附图说明
图1为本发明网络节点组网方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
如图1所示，其中，图中的支点即为本发明中的网络节点，基于2.4G频段的网络节点的组网方法，包括如下步骤：
步骤1、启动每个网络节点处于工作状态，设定每个网络节点的组网周期；
步骤2、每个网络节点发送自身的网络组网帧，每个组网帧均包括F和T，同时将网络节点自身设置为接收状态；
步骤3、每个网络节点判断是否收到网络组网帧，如果收到，执行步骤4，否则，继续执行步骤3；
步骤4、判断接收到的网络组网帧中的F和T是否与自身的F和T相同，如果相同，继续执行步骤4，否则，执行步骤5；
步骤5、将自身网络组网帧的F和T修改为接收的网络组网帧的F和T；
步骤6、计算每个组网周期的剩余时间，并发送自身的更新后的网络组网帧；
步骤7、判断是否所有网络节点的网络组网帧的F和T均相同，如果所有的F和T均相同，执行步骤8，否则，重复执行步骤2至步骤6；
步骤8、通过串口将网络组网帧的F和T发送出去，并将F和T进行存储，等待组网周期剩余时间结束；
步骤9、重复执行步骤2至步骤8，直至所有网络节点组网完成。
所述网络节点包括至少一个网关和多个网络网络节点，其中网关每隔一个周期向网络节点发送一次同步数据，所述网络节点之间通过相互中继的方式将数据帧传送至网关。
所述步骤1中通过交互式手持终端启动每个网络节点的工作状态，交互式手持终端每隔1分钟获取每个网络节点的分布位置、各网络节点的信号强度，并将获得的信息在交互式手持终端上显示。
所述交互式手持终端，包括
中央处理模块，用于处理该手持终端的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值，该模块包括检测控制按钮，分别为“开始”、“停止”和第一“主页”，其中，“开始”按钮用于启动频段检测，“停止”按钮用于中断检测，第一“主页”按钮用于回到主界面；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取第一至第四层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度，该模块包括“启动停止”、“配置”、第二“主页”功能按钮，其中，“启动停止”功能按钮用于启动或停止网关位置检测功能，“配置”功能按钮用于频段配置，第二“主页”功能按钮用于回到主界面；
频段配置模块，用于对各频段进行配置，该模块包括频段按键、“确定”按钮、“删除”按钮、“返回”按钮，其中，频段按键包括多个，每一个频段对应一个按键，“确定”按钮用于对选择的频段进行确认，“删除”按钮用于删除频段信息，“返回”按钮用于返回到上一界面；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数。
其中，交互式手持终端设备各模块的工作原理及工作流程如下：
1、设备启动：给设备上电后会出现启动页面，在此页面中显示用户预先设定的一串字符串或指令，如果有该串字符串或指令,说明系统正在启动中需要等待，大约等待6秒后显示系统的主页面，此时说明系统启动成功。在主页中主要有以下信息：
页面中间的欢迎信息，可以设置为Welcome to Wisen Innovation WISENMESHNETwithin或者其他形式的文、图片均可以。
页面下方的两个功能按键“Spectrum Detection”和“Gateway Position”，中文含义分别为“频段检测”和“网关位置”。
页面右上方有主页面标识“Home”。
当你点击Spectrum Detection按钮后会进入频段检测功能页面，点击GatewayPosition按钮后会进入网关位置选择功能页面。
2、频段检测模块：当点击主页中Spectrum Detection按钮后会进入频段检测功能页面，在此页面中主要有如下信息：
页面中间的信息显示部分，频段（Channel）由11到26频段组成，后面是干扰包数值（Nosie Index）。
页面下方的两个功能按钮“开始”和“主页”，可分别用“Start”和“Home”表示。
页面右上方可设置页面标识（Spectrum Detection）。
在此页面如果点击Home按钮会回到Home页面，如果点击Start按钮则启动频段检测功能，此时，Start按钮变成“停止”按钮，可以用“Stop”表示，Home按钮隐藏，每个频段值的后面会依次显示出检测到干扰包的数量值，每16秒这些值会循环更新显示一次，并且这个值是累积值。这个值越大说明对应的这个频段的干扰越大，反之越小。
点击Stop按钮后，Stop按钮变成Start按钮，Home按钮出现，页面上的信息不再更新。此时再点击Start按钮则重新开始检测，点击Home按钮则回到home面。
3、网关安装位置检测模块: 当点击主页中Gateway Position按钮后会进入网关位置选择功能页面，在此页面中主要有如下信息：
页面上方的信息统计显示部分，此设备的序列号，可用SN号（GW SN:）表示，第一层网络节点个数统计（1st：），第二层网络节点个数统计（2nd：），第三层网络节点的个数统计（3rd：），第四层网络节点的个数统计（4th：）。
页面中部的各层网络节点详细信息显示页面，显示每层网络节点的SN号和此支点和它父支点的信号强度，单位为dBm.
页面下方的三个功能按钮“启动”、“配置”和“主页”分别用“Start”、“Configure”和“Home”表示。
页面右上方的页面标识网关位置（Gateway Position）。
在此页面如果点击Home按钮会回到home页面，如果点击Configure按钮则进入频段配置页面，如果点击Start按钮则启动网关位置选择功能，此时，Start按钮变成Stop按钮，Configure按钮和Home按钮隐藏，在屏幕的下方会显示预先设定的字符串信息，提示使用者程序正在工作中。
网关位置选择功能启动后，屏幕会一分钟更新一次显示数据。
4、频段配置模块：当点击Gateway Position页面中的Configure按钮后会进入频段配置页面，在此页面中主要有如下信息：
页面上方的当前频段值，Current Frequency:.
页面中上方的等待新频段输入的空白显示框。
页面中部的11到26频段按钮、“删除”按钮、“确定”按钮和“返回”按钮，可分别用“Delete”、“Confirm”和“Back”表示。
页面右上边有配置页面标识（Configure）。
在此页面你可以点击11到26任意一个按键，点击后相应的数值会显示在NewFrequency：后的显示框内，如果确定选择这个频段则点击Confirm按钮，此时终端的频段就被设为你刚才输入的频段值，此时页面回到上一个页面，如果你没注意输错了可以点击Delete按钮删除，然后重新输入。如果你不想修改频段了则点击Back按钮回到上一个页面。
本发明的方法具有如下有益效果：
给客户提供实际系统安装时网关安装位置的参考依据。
当客户启动网关位置选择功能后，并把手持终端安放到某个网关预选位置后，手持终端会每1分钟统计1次支点在各层的分布情况，并把信息显示在手持终端屏幕上，客户可以知道网关处于当前位置时支点在网络中的分布情况。客户可以把手持终端移动到另外一个位置再次统计支点在各层的分布情况，可以与之前的安放位置作对比。通过几次更换位置，可以方便地选择最佳网关安放位置。
在检测网关位置（gateway positioning）功能时，显示界面只能容纳40个支点。

Claims (5)

1.基于2.4G频段的网络节点的组网方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、启动每个网络节点的工作状态，设定每个网络节点的组网周期；
步骤2、每个网络节点发送自身的网络组网帧，每个组网帧均包括F和T，同时将网络节点自身设置为接收状态；
步骤3、每个网络节点判断是否收到网络组网帧，如果收到，执行步骤4，否则，继续执行步骤3；
步骤4、判断接收到的网络组网帧中的F和T是否与自身的F和T相同，如果相同，继续执行步骤4，否则，执行步骤5；
步骤5、将自身网络组网帧的F和T修改为接收的网络组网帧的F和T；
步骤6、计算每个组网周期的剩余时间，并发送自身的更新后的网络组网帧；
步骤7、判断是否所有网络节点的网络组网帧的F和T均相同，如果所有的F和T均相同，执行步骤8，否则，重复执行步骤2至步骤6；
步骤8、通过串口将网络组网帧的F和T发送出去，并将F和T进行存储，等待组网周期剩余时间结束；
步骤9、重复执行步骤2至步骤8，直至所有网络节点组网完成。
2.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的网络节点的组网方法，其特征在于：所述网络节点包括至少一个网关和多个网络节点，其中网关每隔一个周期向网络节点发送一次同步数据，所述网络节点之间通过相互中继的方式将数据帧传送至网关。
3.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的网络节点的组网方法，其特征在于：所述步骤1中通过交互式手持终端启动每个网络节点的工作状态，交互式手持终端每隔1分钟获取每个网络节点的分布位置、各网络节点的信号强度，并将获得的信息在交互式手持终端上显示。
4.根据权利要求3所述的基于2.4G频段的网络节点的组网方法，其特征在于：所述交互式手持终端包括
中央处理模块，用于处理该手持终端的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取第一至第四层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度；
频段配置模块，用于对各频段进行配置；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数。
5.根据权利要求4所述的基于2.4G频段的网络节点的组网方法，其特征在于：所述显示模块最多能显示40个网络节点的信息。
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