CN106102123B - 一种基于433mhzrf网络的组网方法 - Google Patents

一种基于433mhzrf网络的组网方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于433MHZ RF网络的组网方法，433MHZ RF网络设备包括协调器和中继设备，所述的组网方法包括：433MHZ RF网络设备启动进行随机延迟，在延迟范围内未收到协议竞争广播，则自动切换成协调器，如果接收到协议竞争广播则自动转换为中继设备，并回复上线报文给协调器；协调器向外发送10次竞争广播，当接收到所有设备上线消息后，生成路由表。本发明在433MHZ频段实现自组网，相比传统的蓝牙、ZigBee、wifi的无线通信技术，生产低廉，覆盖范围广，没有使用授权限制、功耗低、成本低，可避开在家庭市场中易与其它无线传输间发生干扰，而且传输距离远。本发明作为一种基于433MHZ RF网络的组网方法，广泛适用于无线技术领域。

Description

一种基于433MHZRF网络的组网方法
技术领域
本发明涉及无线技术领域，尤其涉及一种基于433MHZ RF网络的组网方法。
背景技术
随着科学技术的发展，人们进入网络信息化时代，无线通信广泛应用于人们的生活当中，常见的无线通信技术有蓝牙、zigbee、wifi等等，以上几种无线技术有么成本高、有传输速率不够、有么安全性能不高。433MHZ频段的覆盖范围广，没有使用授权限制、功耗低、成本低，可避开在家庭市场中易与其它无线传输间发生干扰，而且传输距离远，但现有的传输协议，无法解决其自动组网问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于433MHZ RF网络的组网方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于433MHZ RF网络的组网方法，433MHZ RF网络设备包括协调器和中继设备，所述的组网方法包括：
433MHZ RF网络设备启动进行随机延迟，在延迟范围内未收到协议竞争广播，则自动切换成协调器，如果接收到协议竞争广播则自动转换为中继设备，并回复上线报文给协调器；
协调器向外发送10次竞争广播，当接收到所有设备上线消息后，生成路由表。
进一步，所述路由生成包括：最大路由为5跳，网关到第一层中继之间为第0跳，第0跳生成后，通过试探算法，生成第2条路由器，以此类推，直到搜索完所有的433MHZ RF网络设备或者已经达到第4条结束路由表生成。
进一步，两个节点之间，路由表生成原则为，两点之间路由跳数最少为最佳，在寻找到节点之后，新的路由比老的路由跳数要少，需替换保存。
进一步，协调器定期向网络中的中继设备逐个发送PING命令，并记录回复，如果设备10次未返回数据，上报433MHZ RF网络设备掉线消息；
如果中继设备10次未收到PING报文，则开始在基准频段上进行竞选为协调器，发送Actor报文，重新建网，将附近同时掉线的433MHZ RF网络设备，加入到自己的网路中；
如果协调器100次PING所有的433MHZ RF网络设备均失败，则表明协调器已经处于异常状态，则自动切换到中继设备状态，等待建立网络。
进一步，在中继设备启动后，每一个设备进行随机延迟发起协调器竞争，避免所有的433MHZ RF网络设备同时竞争，导致通道拥塞。延迟时间最大15秒，最短5秒，在延迟的过程不断接收广播包。
进一步，其还包括协调器竞争算法，所述协调器竞争算法包括：根据生成的路由表，根据每个节点对应的子节点数量，以子节点最多的设备节点为最佳协调器，初始化产生的协调器通过exchange报文发送给该节点进行协调器切换。
进一步，所述协调器切换包括：1、同步路由表，2、新产生的协调器对外发送协调Actor报文，设备将更新协调器标识ID。
进一步，其还包括合并算法：所述合并算法包括：被选为的最佳的协调器，定期60秒向外发送兼并报文，当网络中存在两个协调器，接收到兼并报文的协调器，回应433MHZRF网络设备个数给另一个协调器，该协调接收到433MHZ RF网络设备数量进行对比，如果当前在网的设备数量大于被兼并的433MHZ RF网络设备数量，则返回兼并包给协调器，协调器自动切换为中继设备，并将路由表返回给主协调器，完成路由表生成，反之亦然。
本发明的有益效果是：本发明在433MHZ频段实现自组网，相比传统的蓝牙、ZigBee、wifi的无线通信技术，生产低廉，覆盖范围广，没有使用授权限制、功耗低、成本低，可避开在家庭市场中易与其它无线传输间发生干扰，而且传输距离远。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一具体实施例的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，一种基于433MHZ RF网络的组网方法，433MHZ RF网络设备包括协调器和中继设备，所述的组网方法包括：
433MHZ RF网络设备启动进行随机延迟，在延迟范围内未收到协议竞争广播，则自动切换成协调器，如果接收到协议竞争广播则自动转换为中继设备，并回复上线报文给协调器；
协调器向外发送10次竞争广播，当接收到所有设备上线消息后，生成路由表。
将网络中的设备划分成协调器和中继设备，在整个网络中，协调器只有一个，通过竞争算法产生，协调器负责整个路由生成，设备在线状态维护，管理传输频段，基准频段管理等，除了协调器外，其他设备在网络中都可充当中继设备。当中继设备需要传输数据时，需向协调器申请路由以及频段，以做到最佳路径以及防止网络碰撞，正常通信流程中，协调器有权向任何一个中继设备发送任何数据，然而中继设备向中继设备之间需要发送任何数据，都需向协调器申请通道和频段，除了协调器竞争外。
进一步作为优选的实施方式，所述路由生成包括：最大路由为5跳，网关到第一层中继之间为第0跳，第0跳生成后，通过试探算法，生成第2条路由器，以此类推，直到搜索完所有的433MHZ RF网络设备或者已经达到第4条结束路由表生成。
进一步作为优选的实施方式，两个节点之间，路由表生成原则为，两点之间路由跳数最少为最佳，在寻找到节点之后，新的路由比老的路由跳数要少，需替换保存。
进一步作为优选的实施方式，协调器定期向网络中的中继设备逐个发送PING命令，并记录回复，如果设备10次未返回数据，上报433MHZ RF网络设备掉线消息；
如果中继设备10次未收到PING报文，则开始在基准频段上进行竞选为协调器，发送Actor报文，重新建网，将附近同时掉线的433MHZ RF网络设备，加入到自己的网路中；
如果协调器100次PING所有的433MHZ RF网络设备均失败，则表明协调器已经处于异常状态，则自动切换到中继设备状态，等待建立网络。
协调器定期(10秒)向外广播合并报文，例如A协调器发出合并报文，B协调器接收到后，从报文中获取A协调器的节点数量，进行对比，如果B协调器小于A协调器，则回应被合并ACK，并同步路由表给A协调器，B协调器转化为中继设备，反之亦然。
协调器异常掉线后，其他设备10次未收到PING报文，则进行随机秒进行延迟发送Coordinate Actor广播报文，进行竞争出新的Coordinate。当协调器设备重新恢复后，自动切换成中继设备，等待接收Coordinate Actor报文，一旦接收到后，上报上线消息
进一步作为优选的实施方式，在向RF空口发送数据时，必须监测空口状态，通道中一旦存在数据，需等待空口干净后才可发送数据在中继设备启动后，每一个设备进行随机延迟发起协调器竞争，避免所有的433MHZ RF网络设备同时竞争，导致通道拥塞。延迟时间最大15秒，最短5秒，在延迟的过程不断接收广播包。
进一步作为优选的实施方式，其还包括协调器竞争算法，所述协调器竞争算法包括：根据生成的路由表，根据每个节点对应的子节点数量，以子节点最多的设备节点为最佳协调器，初始化产生的协调器通过exchange报文发送给该节点进行协调器切换。
进一步作为优选的实施方式，所述协调器切换包括：1、同步路由表，2、新产生的协调器对外发送协调Actor报文，设备将更新协调器标识ID。
根据协调器竞争后，获得0层路由表，与设备对象列表进行比较，未上线的，根据0层路由表开始进行试探，如果试探成功，更新路由表。根据下层节点最多未优先原则，选出最多的节点作为最佳协调器，原协调器发起切换操作，原协调器如果非最佳协调器，自动转化为中继设备，将该节点下其他路由同步给最佳协调器
进一步作为优选的实施方式，其还包括合并算法：所述合并算法包括：被选为的最佳的协调器，定期60秒向外发送兼并报文，当网络中存在两个协调器，接收到兼并报文的协调器，回应433MHZ RF网络设备个数给另一个协调器，该协调接收到433MHZ RF网络设备数量进行对比，如果当前在网的设备数量大于被兼并的433MHZ RF网络设备数量，则返回兼并包给协调器，协调器自动切换为中继设备，并将路由表返回给主协调器，完成路由表生成，反之亦然。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种基于433MHZ RF网络的组网方法，433MHZ RF网络设备包括协调器和中继设备，其特征在于，所述的组网方法包括：
433MHZ RF网络设备启动进行随机延迟，在延迟范围内未收到协议竞争广播，则自动切换成协调器，如果接收到协议竞争广播则自动转换为中继设备，并回复上线报文给协调器；
协调器向外发送10次竞争广播，当接收到所有设备上线消息后，生成路由表，根据生成的路由表，根据每个节点对应的子节点数量，以子节点最多的设备节点为最佳协调器，初始化产生的协调器通过exchange报文发送给该节点进行协调器切换。
2.根据权利要求1所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于：所述生成路由表包括：最大路由为5跳，网关到第一层中继之间为第0跳，第0跳生成后，通过试探算法，生成第2条路由器，以此类推，直到搜索完所有的433MHZ RF网络设备或者已经达到第4条结束路由表生成。
3.根据权利要求2所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于：两个节点之间，路由表生成原则为，两点之间路由跳数最少为最佳，在寻找到节点之后，新的路由比老的路由跳数要少，需替换保存。
4.根据权利要求2或3所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于：协调器定期向网络中的中继设备逐个发送PING命令，并记录回复，如果设备10次未返回数据，上报433MHZ RF网络设备掉线消息；
如果中继设备10次未收到PING报文，则开始在基准频段上进行竞选为协调器，发送Actor报文，重新建网，将附近同时掉线的433MHZ RF网络设备，加入到自己的网路中；
如果协调器100次PING所有的433MHZ RF网络设备均失败，则表明协调器已经处于异常状态，则自动切换到中继设备状态，等待建立网络。
5.根据权利要求4所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于：在中继设备启动后，每一个设备进行随机延迟发起协调器竞争，避免所有的433MHZ RF网络设备同时竞争，导致通道拥塞,延迟时间最大15秒，最短5秒，在延迟的过程不断接收广播包。
6.根据权利要求5所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于：所述协调器切换包括：1、同步路由表，2、新产生的协调器对外发送协调Actor报文，设备将更新协调器标识ID。
7.根据权利要求6所述的基于433MHZ RF网络的组网方法，其特征在于，其还包括合并算法，所述合并算法包括：被选为的最佳的协调器，定期60秒向外发送兼并报文，当网络中存在两个协调器，接收到兼并报文的协调器，回应433MHZ RF网络设备个数给另一个协调器，该协调接收到433MHZ RF网络设备数量进行对比，如果当前在网的设备数量大于被兼并的433MHZ RF网络设备数量，则返回兼并包给协调器，协调器自动切换为中继设备，并将路由表返回给主协调器，完成路由表生成，反之亦然。
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