CN106102019A - 一种基于wifi广播包的数据传输方法及数据传输系统 - Google Patents

一种基于wifi广播包的数据传输方法及数据传输系统 Download PDF

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邵慧
古欣
李维亮
王亚
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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI广播包的数据传输方法，包括步骤：组件网络，设备分组；源设备广播发送数据包，其他设备监听并转发，目的设备通过比较数据包标号确定最优通信路径并将响应数据包返回源设备；源设备按最优通信路径向目的设备传输数据。本发明不需要在设备间建立WIFI连接，通过WIFI空间广播数据包的方式即可实现最优通信路径获取，通过节点转发实现节点与节点之间的通信。这种方法在节点布置上更加方便，并且节点的网络可以无限扩大。

Description

一种基于WIFI广播包的数据传输方法及数据传输系统
技术领域
本发明涉及一种基于WIFI广播包的数据传输方法及数据传输系统，属于WIFI通信技术领域。
背景技术
目前WIFI通信实现方式主要是建立WIFI连接，组建WIFI网络，在同一个网络内通过TCP/IP层实现协议数据的传输。组建的WIFI网络存在多个STA终端（无线站点，如笔记本电脑、PDA等）和一个AP终端（无线接入点，如无线路由器），该网络必须借助AP终端来实现各个终端节点的数据转发，导致整个网络的可扩展性比较小，网络的覆盖范围只取决于AP节点的覆盖范围。这种网络内终端节点的数量也有限制，一个AP节点一般最多支持255个STA设备；而且，各个STA终端节点不能直接进行信息通信，两个STA终端节点之间必须通过复杂的接入流程链接到AP终端，然后通过AP终端的转发才能实现数据交互。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种基于WIFI广播包的数据传输方法。
本发明还提供了一种利用上述基于WIFI广播包的数据传输方法进行数据传输的数据传输系统。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于WIFI广播包的数据传输方法，包括步骤如下：
S1、设备分组：
组建WIFI网络，将网络内有相互通信需求的设备分为一组，并将同组设备设置相同的通信信道；每个设备均以MAC地址作为设备识别码；
S2、寻找最优通信路径：
S2.1、需要发送信息的设备按照802.11协议对数据打包，将自身MAC地址作为源MAC地址、目的设备MAC地址作为目的MAC地址填入到要广播的数据包中，将数据包标号置为0，然后将此数据包进行广播发送；
S2.2、其他设备节点开启混杂模式监听同一信道内的数据包，设备节点接收到数据包后按照802.11协议解析数据包，将其中的“目的MAC地址”与自身MAC地址比较，如果不相同，则将数据包中的“数据包标号”加1，将自身MAC地址填入“经过的节点MAC地址”中的第一个区域，并将此数据包进行广播转发；如果数据包中的“目的MAC地址”与自身MAC地址相同，则将此数据包缓存，等待是否有其他数据包接收；一段时间之后将所有接收到的相同目的MAC地址的数据包进行“数据包标号”比较，数据包标号最小的一帧数据即为最短路径传输来的数据包，其他缓存的数据包丢弃，只保留相同目的MAC地址且“数据包标号”最小的一帧数据，此数据包中“经过的节点MAC地址”记录即为该源设备与目的设备间的最优通信路径；
S2.3、目的设备将缓存的数据包标识设置为响应确认字符，然后将数据包发向“经过的节点MAC地址”记录的最后一个设备节点，同时数据包标号减1，该设备节点又按照数据包中“经过的节点MAC地址”路径倒序逐一转发，直到将响应数据包发送回源设备；
S3、按最优通信路径传输数据：
源设备收到目的设备的响应数据包后，按照数据包中的最优通信路径顺序进行数据包的发送，与目的设备实现数据传输。
根据本发明优选的，所述步骤S2.1中，数据打包后的数据格式为：
广播包标识 源MAC地址 目的MAC地址 数据包标号 经过的节点MAC地址1 ...... 经过的节点MAC地址n 承载的数据
2字节 6字节 6字节 2字节 6字节 6字节 6字节 N字节
所述承载的数据的长度是不固定的，N的取值为0-1024。
一种基于WIFI广播包的数据传输系统，采用上述的数据传输方法进行节点间的数据传输。
本发明的有益效果是：
本发明不需要在设备间建立WIFI连接，通过WIFI空间广播数据包的方式即可实现最优通信路径获取，通过节点转发实现节点与节点之间的通信。这种方法在节点布置上更加方便，并且节点的网络可以无限扩大。
附图说明
图1为现有的WIFI组网方式结构示意图。
图2为本发明的组网方式结构示意图。
图3为本发明数据传输方法的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
如图1所示，为现有WIFI组网方式结构示意图。图中，AP即无线接入点，是一个无线网络的中心节点。通常使用的无线路由器就是一个AP，其它无线终端可以通过AP相互连接。STA即无线站点，是无线网络的终端，如笔记本电脑、PDA等。在组建WIFI网络时必须要有一个AP节点，其他节点通过AP的转发来实现数据的交互，单独的节点与节点之间不能直接通信。如图1所示，A与D的通信流程：A将数据发送至AP，AP将数据转发到D；D的响应信息发送到AP，AP转发到A。这样使得节点间的数据传输过程繁琐，传输效率极低。
本发明的组网方式如图2所示，例如，组建一个11个节点的WIFI网络，网络节点之间不需要建立WIFI连接。根据MAC地址的唯一性，每一个设备可以以MAC地址作为设备识别码，每一个WIFI节点都可以开启混杂模式监听空间中的数据包。由于数据包中包含有源地址和目的地址，所以可以以广播的方式，进行节点之间的通信。如图3所示，具体通信步骤如下：
S1、设备分组：
将网络内有相互通信需求的设备分为一组，并将同组设备设置相同的通信信道；设备在接收广播数据时，只接收设置的信道内的数据。不同组与组之间的设备在通信时，不会相互干扰。如果整个网络架构内的设备都会相互通信，则设置所有设备在相同的信道内。
S2、寻找最优通信路径
S2.1、需要发送信息的设备按照802.11协议对数据打包，数据打包后的数据格式为：
广播包标识 源MAC地址 目的MAC地址 数据包标号 经过的节点MAC地址1 ...... 经过的节点MAC地址n 承载的数据
2字节 6字节 6字节 2字节 6字节 6字节 6字节 N字节
所述承载的数据的长度是不固定的，N的取值为0-1024。
将自身MAC地址作为源MAC地址、目的设备MAC地址作为目的MAC地址填入到要广播的数据包中，将数据包标号置为0，然后将此数据包进行广播发送。
S2.2、其他设备节点开启混杂模式监听同一信道内的数据包，设备节点接收到数据包后按照802.11协议解析数据包，将其中的“目的MAC地址”与自身MAC地址比较；如果不相同，则将数据包中的“数据包标号”加1，将自身MAC地址填入“经过的节点MAC地址”中的第一个区域，并将此数据包进行广播转发；如果数据包中的“目的MAC地址”与自身MAC地址相同，则将此数据包缓存，等待是否有其他数据包接收。一段时间之后将所有接收到的相同目的MAC地址的数据包进行“数据包标号”比较，数据包标号最小的一帧数据即为最短路径传输来的数据包，其他缓存的数据包丢弃，只保留相同目的MAC地址且“数据包标号”最小的一帧数据，此数据包中“经过的节点MAC地址”记录即为该源设备与目的设备间的最优通信路径。
S2.3、目的设备将缓存的数据包标识设置为响应确认字符，然后将数据包发向“经过的节点MAC地址”记录的最后一个设备节点，同时数据包标号减1，该设备节点又按照数据包中“经过的节点MAC地址”路径倒序逐一转发，直到将响应数据包发送回源设备。
S3、按最优通信路径传输数据：
源设备收到目的设备的响应数据包后，按照数据包中的最优通信路径顺序进行数据包的发送，与目的设备实现数据传输。
如图2所示，要实现A到J的数据通信，首先寻找最优路径A↔D↔G↔J，然后通信数据经过D、G转发即可完成。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于WIFI广播包的数据传输方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1、设备分组：
组建WIFI网络，将网络内有相互通信需求的设备分为一组，并将同组设备设置相同的通信信道；每个设备均以MAC地址作为设备识别码；
S2、寻找最优通信路径：
S2.1、需要发送信息的设备按照802.11协议对数据打包，将自身MAC地址作为源MAC地址、目的设备MAC地址作为目的MAC地址填入到要广播的数据包中，将数据包标号置为0，然后将此数据包进行广播发送；
S2.2、其他设备节点开启混杂模式监听同一信道内的数据包，设备节点接收到数据包后按照802.11协议解析数据包，将其中的“目的MAC地址”与自身MAC地址比较，如果不相同，则将数据包中的“数据包标号”加1，将自身MAC地址填入“经过的节点MAC地址”中的第一个区域，并将此数据包进行广播转发；如果数据包中的“目的MAC地址”与自身MAC地址相同，则将此数据包缓存，等待是否有其他数据包接收；一段时间之后将所有接收到的相同目的MAC地址的数据包进行“数据包标号”比较，数据包标号最小的一帧数据即为最短路径传输来的数据包，其他缓存的数据包丢弃，只保留相同目的MAC地址且“数据包标号”最小的一帧数据，此数据包中“经过的节点MAC地址”记录即为该源设备与目的设备间的最优通信路径；
S2.3、目的设备将缓存的数据包标识设置为响应确认字符，然后将数据包发向“经过的节点MAC地址”记录的最后一个设备节点，同时数据包标号减1，该设备节点又按照数据包中“经过的节点MAC地址”路径倒序逐一转发，直到将响应数据包发送回源设备；
S3、按最优通信路径传输数据：
源设备收到目的设备的响应数据包后，按照数据包中的最优通信路径顺序进行数据包的发送，与目的设备实现数据传输。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述步骤S2.1中，数据打包后的数据格式为：
广播包标识 源MAC地址 目的MAC地址 数据包标号 经过的节点MAC地址1 ...... 经过的节点MAC地址n 承载的数据 2字节 6字节 6字节 2字节 6字节 6字节 6字节 N字节
所述承载的数据的长度是不固定的，N的取值为0-1024。
3.一种基于WIFI广播包的数据传输系统，其特征在于，采用如权利要求1所述的数据传输方法进行节点间的数据传输。
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