CN107040305B - 设备控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种设备控制方法及装置，该方法包括：控制所有节点设备启动后监听空间中无线传输的数据包；判断是否监听到有效控制数据包；若是，控制节点设备与有效控制数据包的发送设备进行时间同步；确定出保留时隙组；在保留间隙组内任意一个保留间隙内向发送设备发送入网请求数据包；判断是否接收到入网许可数据包；若是，将节点设备的状态设置为从节点模式。利用该方法，未组网的节点在符合条件时可以自动切换到主节点模式进行自组织网络，并且利用SOTDMA方式进行组网，这种方式对硬件的要求低，不需要先验信息，实现起来比较方便，非常适合在功耗、质量、尺寸受限的微小卫星上使用。

Description

设备控制方法及装置

技术领域

本申请涉及卫星控制技术领域，尤其涉及一种设备控制方法及装置。

背景技术

以集群飞行方式开展空间任务目前已经成为航天领域的研究热点之一。相对于传统的大卫星，以若干微小卫星组成的集群飞行器在研制成本、风险控制、整体可靠性、灵活性、可维护性等方面都更加具有优势，在需要较长测量基线的航天应用中(如干涉测量)，集群飞行器更是理想的选择。集群飞行不同于星座，卫星之间的距离相对较近(如几十公里)。

飞行器间的信息交互对集群飞行至关重要。集群飞行器需要一个可靠、高效的信息网络共享信息、协同彼此的行为，共同完成特定的任务。由于地面测控弧段有限，飞行器间的信息网络应具备在无人干预情况下自主发现、自主组网的能力。该网络还应具备自愈合的能力，当网络中的若干节点损毁的时候，剩余节点可以通过重构形成一个新的网络继续工作或者通过补充新的节点加以修复。

在空间自组织网络领域国外已经开展了较多相关研究，其方法主要是在地面空间自组织网络的基础上，针对空间应用环境对网络的软硬件加以适应性的改造。不同的航天应用对网络的需求是不同的(对传输距离、吞吐量、时延等指标的要求)，不同的航天器平台对网络节点的设计约束(硬件的体积、功耗、协议栈大小)也是不同的。特别是微纳卫星对体积、功耗、重量都有严格限制，目前还没有针对微纳卫星集群飞行器设计的、成熟的空间自组织网络标准和相应的方案。

发明内容

本申请公开了一种设备控制方法及装置，以解决背景技术还没有针对微纳卫星集群飞行器进行自组网控制方案的问题。

为解决上述技术问题，本申请公开如下技术方案：

一种设备控制方法，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述方法应用于所述节点设备中，所述方法包括：

控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

判断是否监听到有效控制数据包；

当监听到有效控制数据包时，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步；

根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组，所述保留时隙组中包括至少一个保留时隙；

在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包；

判断是否接收到入网许可数据包；

当接收到入网许可数据包时，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

可选地，所述判断是否监听到有效控制数据包，包括：

判断是否监听到数据包；

当监听到数据包时，判断所述数据包是否为控制数据包；

当所述数据包为控制数据包时，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包；

当连续接收到预设数量个控制数据包时，确定监听到有效控制数据包。

可选地，所述根据有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备的本地定时器与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步，包括：

当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

可选地，所述方法包括：

从所述入网许可数据包中提取节点地址列表；

根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻；

利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包；

判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，控制所述节点设备进入到监听模式。

可选地，所述向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包，包括：

判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

当有通信数据包时，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

若没有通信数据包时，生成信标数据包，并将所述信标数据包发送给所述发送设备。

一种设备控制方法，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述方法应用于所述节点设备中，所述方法包括：

控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；开启本地定时器，以及确定帧结构信息和帧内时隙信息；

利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包，所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

判断是否接收到入网请求数据包；

当接收到入网请求数据包时，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中；

根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙；

将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包；

将所述入网许可数据包发送给所述发送设备，所述发送设备根据所述入网许可数据包获取所述确定的通信时隙，并在所述确定的通信时隙内发送数据。

可选地，所述确定帧结构信息和帧内时隙信息，包括：

将一个帧划分为N个时隙；

将所述N个时隙中的第一个时隙确定为用于发送控制数据包的控制时隙；

将所述N个时隙中末尾M个时隙确定为用于接收新节点发送入网请求数据包的保留时隙组；

将所述N个时隙中剩余N-M-1个时隙确定为通信时隙。

可选地，所述方法还包括：

当发送节点地址列表更新后的控制数据包后，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包；

当在超时门限内接收到节点发送的数据包，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中；

当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间，所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系；

判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长；

当出现超时时长时，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点；

将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除；

当在超时门限内未接收到发送的数据包，将所述节点设备切换为监听模式。

可选地，所述方法还包括：

当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。

一种设备控制装置，用于对集群飞行器中的多个节点设备进行控制，所述装置应用于所述节点设备中，所述装置包括：

监听控制单元，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元，用于判断是否监听到有效控制数据包；

同步单元，用于当监听到有效控制数据包时，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步；

时隙组确定单元，用于根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组，所述保留时隙组中包括至少一个保留时隙；

入网请求数据包发送单元，用于在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包；

入网许可数据包判断单元，用于判断是否接收到入网许可数据包；

模式设置单元，用于当接收到入网许可数据包时，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

可选地，所述监听判断单元，包括：

监听判断子单元，用于判断是否监听到数据包；

控制数据包判断子单元，用于当监听到数据包时，判断所述数据包是否为控制数据包；

数量判断子单元，用于当所述数据包为控制数据包时，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包；

确定子单元，用于当连续接收到预设数量个控制数据包时，确定监听到有效控制数据包。

可选地，所述同步单元，包括：

同步信息提取子单元，用于当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

重置子单元，用于利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

可选地，所述装置包括：

地址列表提取单元，用于从所述入网许可数据包中提取节点地址列表；

时刻确定单元，用于根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻；

数据包发送单元，用于利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包；

所述监听判断单元，还用于判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

所述同步单元，还用于当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

所述模式设置单元，还用于当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，控制所述节点设备进入到监听模式。

可选地，所述数据包发送单元，包括：

数据包判断子单元，用于判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

转发子单元，用于当有通信数据包时，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

信号数据包生成单元，用于当没有通信数据包时，生成信标数据包；

发送子单元，用于将所述信标数据包发送给所述发送设备。

一种设置控制装置，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述装置应用于所述节点设备中，所述装置包括：

监听控制单元，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元，用于判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

模式设置单元，用于当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；

定时器设置单元，用于开启本地定时器；

本地确定单元，用于确定帧结构信息和帧内时隙信息；

数据包发送单元，用于利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包，所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

入网请求数据包判断单元，用于判断是否接收到入网请求数据包；

地址列表处理单元，用于当接收到入网请求数据包时，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中；

通信时隙确定单元，用于根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙；

入网许可数据包确定单元，用于将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包；

入网许可数据包发送单元，用于将所述入网许可数据包发送给所述发送设备，所述发送设备根据所述入网许可数据包获取所述确定的通信时隙，并在所述确定的通信时隙内发送数据。

可选地，所述本地确定单元，包括：

划分子单元，用于将一个帧划分为N个时隙；

控制时隙确定子单元，用于将所述N个时隙中的第一个时隙确定为用于发送控制数据包的控制时隙；

保留时隙组确定子单元，用于将所述N个时隙中末尾M个时隙确定为用于接收新节点发送入网请求数据包的保留时隙组；

通信实现确定子单元，用于将所述N个时隙中剩余N-M-1个时隙确定为通信时隙。

可选地，所述装置还包括：

数据包判断单元，用于当发送节点地址列表更新后的控制数据包后，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包；

地址判断单元，用于当在超时门限内接收到节点发送的数据包，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中；

更新单元，用于当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间，所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系；

超时判断单元，用于判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长；

异常确定单元，用于当出现超时时长时，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点；

移除单元，用于将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除；

第一切换单元，用于当在超时门限内未接收到发送的数据包，将所述节点设备切换为监听模式。

可选地，所述装置还包括：

地址列表提取单元，用于当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

统计单元，用于统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

节点地址数量判断单元，用于判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

第二切换单元，用于当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的该方法，在节点启动后，通过有效控制数据包的监听情况，可以判定该节点是否进入到主节点模式或从节点模式，当进入到主节点模式后，作为主控节点，可以对帧内的通信时隙进行分配，并且将通信时隙与节点地址列表进行关联，这样当从节点接收到节点地址列表后，可以根据当前节点在节点地址列表中的位置，查找到分配给当前节点的通信时隙，并且在该通信时隙内发送数据。

利用该方法，未组网的节点在符合条件时可以自动切换到主节点模式进行自组织网络，并且利用SOTDMA方式进行组网，这种方式对硬件的要求低，不需要先验信息，实现起来比较方便，非常适合在功耗、质量、尺寸受限的微小卫星上使用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例公开的一种设备控制方法的流程示意图；

图2是本申请实施例公开的一种帧结构的示意图；

图3是本申请实施例公开的另一种设备控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例公开的一种设备控制装置的结构示意图；

图5是本申请实施例公开的另一种设备控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种设备控制方法的流程示意图。

如图1所示，该方法可以包括以下步骤。

S101，控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包。

在实际应用中，在节点启动后，会进行初始化流程，当初始化操作完成后，再执行本申请实施例提供的该方法。因此，在节点初始化完成后，每个节点都进入到监听模式，以便对空间中传输的信号进行监听。

S102，判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

在本申请实施例中，控制数据包是其它节点发送的、用于对当前节点进行控制的数据包，在控制数据包可以采用专用的格式，也可以在数据包的中设定位置(例如：包头中的预设位置)设置特定字段，这样当节点接收到数据包后，可以根据数据包的格式或数据包的包头中的特定字段来判断该数据包是否为控制数据包。

通常情况下，当接收到一个控制数据包后，节点即可确定监听到控制数据包，但是这一个控制数据包可能是由于信道错误或其它原因接收到的，所以可靠性不高，为此，在本申请实施例中，可以采用以下方式判断是否接收到有效控制数据包：

S11，判断是否监听到数据包；

当监听到数据包时，执行步骤S12，否则，结束流程。

S12，判断所述数据包是否为控制数据包。

参见上述关于控制数据包的描述，在该步骤中，可以通过对格式判断或对数据包的包头中的特定字段进行判断，来确定数据包是否为控制数据包。

当所述数据包为控制数据包时，执行步骤S13，否则，结束流程。

S13，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包。

当连续接收到预设数量个控制数据包时，执行步骤S14。否则，结束流程。

S14，确定监听到有效控制数据包。

上述方式通过连续接收到预设数量个控制数据包，来确定接收控制数据包的有效性，在具体应用中，预设数量可以为两个。

当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，执行S103，否则，结束监听。

S103，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；

S104，开启本地定时器，以及确定帧结构信息和帧内时隙信息。

当节点设备的模式被设置为主节点模式时，表述节点设备此时为主控节点，主控节点下可以接入多个从节点。在具体应用中，如果一个主控节点下的多个从节点的业务数据量相差不大，在时隙分配时，主控节点可以采用均分的方式，相应地主节点在申请时隙时，只需在控制帧中地址列表的头部位置填入本节点的位置，然后根据公式(1)在相应的时隙发送数据包即可。

为了实现网络自组织时分多址(SOTDMA，Self-Organized Time DivisionMultiple Access)的组网模式，在本申请实施例中，主控节点可以将一个帧分为若干等长度的时隙，然后所有的从节点均在为各自分配的时隙内发送数据。

在本申请实施例中，帧结构如图2所示，有关控制帧的说明如下：

在进行时隙划分时，每帧划分为N个时隙。其中，第一个时隙CS为主控节点发送控制数据包所用的时隙，在每帧末尾预留M个时隙RES作为预留时隙组，以便未接入到主控节点的其它节点入网时预约使用。这样，划分后，在每个帧中实际可供网络通信的时隙有N-M-1个。

在进行时隙分配时，主控节点统计本网络内所有从节点，并在网内广播所有从节点的节点地址列表，从节点可以根据该从节点在节点地址列表中的位置计算分配给该从节点可使用的起始时隙，起始时隙的计算方式详见公式(1)。

NS＝1+i*Q*SI，i＝0,1,2……,(N-M-1)/Q (1)

其中，N代表总时隙数；Q代表节点数量，CS为控制时隙，NS为每个节的起始时隙，SI为选择间隔，也即同一节点可以连续使用的时隙数量，RES为预留时隙。

S105，利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包。

起始时刻即图2中CS所在时隙，并且在所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

S106，判断是否接收到入网请求数据包。

当接收到入网请求数据包时，S107，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中，否则，结束流程。

S108，根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙。

在本申请实施例中，如果主控节点为已入网的从节点分配的都是一个通信时隙，那么在该步骤中，为发送设备仅分配一个通信时隙即可，但如果主控节点为已入网的从节点分配的都是多个连续的通信时隙，那么在该步骤中，为发送设备也分配相同数量个连续的通信时隙。

S109，将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包。

由于入网许可数据包中携带有更新后的节点地址列表，所以在从节点接收到该入网许可数据包后，就可以根据更新后的节点地址列表查找到为该从节点所分配的通信时隙，并在该通信时隙来临时向主控节点发送数据即可。

S110，将所述入网许可数据包发送给所述发送设备，所述发送设备根据所述入网许可数据包获取所述确定的通信时隙，并在所述确定的通信时隙内发送数据。

本申请实施例提供的该方法，在节点启动后，通过有效控制数据包的监听情况，可以判定该节点是否进入到主节点模式，当进入到主节点模式后，作为主控节点，可以对帧内的通信时隙进行分配，并且将通信时隙与节点地址列表进行关联，这样当从节点接收到节点地址列表后，可以根据当前节点在节点地址列表中的位置，查找到分配给当前节点的通信时隙，并且在该通信时隙内发送数据。

利用该方法，未组网的节点在符合条件时可以自动切换到主节点模式进行自组织网络，并且利用SOTDMA方式进行组网，这种方式对硬件的要求低，不需要先验信息，实现起来比较方便，非常适合在功耗、质量、尺寸受限的微小卫星上使用。

在本申请另一实施例中，在发送节点地址里列表更新后的控制数据包后，为了便于对从节点进行管理，该方法还可以包括以下步骤。

S201，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包。

超时门限是指最大预先超时时长，在具体应用中，可以根据实际需要自由设定。

当在超时门限内接收到节点发送的数据包，S202，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中。

当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，S203，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间。一般采用的方式为置零。

所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系。

S204，判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长。

当出现超时时长时，S205，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点。

S205，将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除。

当在超时门限内未接收到发送的数据包，S206，将所述节点设备切换为监听模式。

该步骤的作用是，对节点地址列表中的所有节点的接收情况进行监控，如果长时间未接收到主控节点下某一个从节点的数据包，那么就将该从节点确定为异常，并将该从节点的地址从节点地址列表中删除。而如果在超出主控节点的超时门限后，未接收到任何一个从节点发送的数据包，那么就意味这该主控节点无需存在，进而需要将主控节点设置为从节点。

在本申请另一实施例中，当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包；该方法还可以包括以下步骤。

S301，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

S302，统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

S303，判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，S304，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。

通过该实施例，如果某一个网络内出现两个主控节点，那么将从节点数量较少的主控节点设置从节点，而将另一个从节点数量较多的主控节点作为该网络内的唯一一个主控节点，以解决网络内多个主控节点之间的冲突问题。

前述实施例中，以一个普通节点最后设置为主节点模式，然后该普通节点变成主控节点。在本申请其它实施例中，普通节点除了变成主控节点外，还可能被设置为从节点模式，变成从节点。参见图3，为本申请实施例提供的另一种设备控制方法的流程示意图。

如图3所示，本申请实施例提供的该设备控制方法可以包括以下步骤。

S401，控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包。

在实际应用中，在节点启动后，会进行初始化流程，当初始化操作完成后，再执行本申请实施例提供的该方法。因此，在节点初始化完成后，每个节点都进入到监听模式，以便对空间中传输的信号进行监听。

S402，判断是否监听到有效控制数据包。

在本申请实施例中，控制数据包是其它节点发送的、用于对当前节点进行控制的数据包，在控制数据包可以采用专用的格式，也可以在数据包的中设定位置(例如：包头中的预设位置)设置特定字段，这样当节点接收到数据包后，可以根据数据包的格式或数据包的包头中的特定字段来判断该数据包是否为控制数据包。

通常情况下，当接收到一个控制数据包后，节点即可确定监听到控制数据包，但是这一个控制数据包可能是由于信道错误或其它原因接收到的，所以可靠性不高，为此，在本申请实施例中，可以采用以下方式判断是否接收到有效控制数据包：

S11，判断是否监听到数据包；

当监听到数据包时，执行步骤S12，否则，结束流程。

S12，判断所述数据包是否为控制数据包。

参见上述关于控制数据包的描述，在该步骤中，可以通过对格式判断或对数据包的包头中的特定字段进行判断，来确定数据包是否为控制数据包。

当所述数据包为控制数据包时，执行步骤S13，否则，结束流程。

S13，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包。

当连续接收到预设数量个控制数据包时，执行步骤S14。否则，结束流程。

S14，确定监听到有效控制数据包。

上述方式通过连续接收到预设数量个控制数据包，来确定接收控制数据包的有效性，在具体应用中，预设数量可以为两个。

当监控到有效控制数据包时，执行S403，否则，结束监听流程。

S403，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步。

控制数据包中字段的设置，可以预先通知给所有节点，进而当节点收到控制数据包后，可以从控制数据包中与同步信息对应的字段上，提取出同步信息。在进行时间同步时，可以采用以下方式，将本地的时钟设置成与发送设备相同的时刻。

在本申请另一实施例中，还可以采用以下方式，进行时间同步：

S21，当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

S22，利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

S404，根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组。

在本申请实施例中，控制数据包的发射设备作为主控节点，可以预先对时隙进行分配，分配时隙的过程，详见下述有关主控节点的描述，在此不再赘述。在时隙分配后，会设置一个保留时隙，作为预留时隙，以便未入网节点入网时使用。在本申请实施例中，保留时隙组中包括至少一个保留时隙。

S405，在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包。

S406，判断是否接收到入网许可数据包。

入网请求数据包和入网许可数据包都为预先设定的格式，所以，在本申请实施例中，可以在发送入网请求数据包后，判断是否接收到数据包，当接收到数据包后，再进一步判断是否为入网许可数据包。

当接收到入网许可数据包时，执行S407，否则，接收流程。

S407，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

在从节点模式下，节点不会主动发送信息，需要主控节点调用时，才会向主控节点发送数据，这样当主控节点下接入有多个从节点模式的从节点时，主控节点可以合理对所有从节点进行调度，进而从节点将按照调度信息有秩序地向主控节点发送信息，从而使得所有从节点向主节点发送信息时不冲突。

本申请实施例提供的该方法，在节点启动后，通过有效控制数据包的监听情况，可以判定该节点是否进入到从节点模式。利用该方法，未组网的节点在符合条件时可以手主控节点的控制进入到从节点模式，从而形成自组织网络，并且利用SOTDMA方式进行组网，这种方式对硬件的要求低，不需要先验信息，实现起来比较方便，非常适合在功耗、质量、尺寸受限的微小卫星上使用。

在本申请另一实施例中，当接收到入网许可数据包后，该方法还可以包括以下步骤。

S501，从所述入网许可数据包中提取节点地址列表。

S502，根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻。

S503，利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包。

S504，判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，S505，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，S506，控制所述节点设备进入到监听模式。

如果节点设备在接收到入网许可数据包后，没有在后续接收到控制数据包，那么该节点设备可以重新开始监听。

在本申请另一实施例中，当利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包时，可以包括以下步骤。

S601，判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

当有通信数据包时，S602，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

若没有通信数据包时，S603，生成信标数据包，并将所述信标数据包发送给所述发送设备。

在本申请实施例中，当属于从节点的时隙到来时，从节点如果有待发送的通信数据包，那么直接发送该通信数据包，如果没有通信数据包，那么就向主控节点发送信标数据包，以告知主控节点，该从节点还在网内，避免由于长时间没有向主控节点上次数据包而被主控节点删除。

通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

与本申请图1所示的设备控制方法实施例相对应，本申请还提供了一种设备控制装置，参见图4为本申请实施例提供的一种设备控制装置的结构示意图。

该装置用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，该装置应用于所述节点设备中，如图4所示，该装置可以包括：

监听控制单元11，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元12，用于判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

模式设置单元13，用于当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；

定时器设置单元14，用于开启本地定时器；

本地确定单元15，用于确定帧结构信息和帧内时隙信息；

数据包发送单元16，用于利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包，所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

入网请求数据包判断单元17，用于判断是否接收到入网请求数据包；

地址列表处理单元18，用于当接收到入网请求数据包时，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中；

通信时隙确定单元19，用于根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙；

入网许可数据包确定单元110，用于将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包；

入网许可数据包发送单元111，用于将所述入网许可数据包发送给所述发送设备。

在本申请一个实施例中，本地确定单元，可以包括：

划分子单元，用于将一个帧划分为N个时隙；

控制时隙确定子单元，用于将所述N个时隙中的第一个时隙确定为用于发送控制数据包的控制时隙；

保留时隙组确定子单元，用于将所述N个时隙中末尾M个时隙确定为用于接收新节点发送入网请求数据包的保留时隙组；

通信实现确定子单元，用于将所述N个时隙中剩余N-M-1个时隙确定为通信时隙。

在本申请一个实施例中，该装置还可以包括：

所述装置还包括：

数据包判断单元，用于当发送节点地址列表更新后的控制数据包后，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包；

地址判断单元，用于当在超时门限内接收到节点发送的数据包，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中；

更新单元，用于当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间，所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系；

超时判断单元，用于判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长；

异常确定单元，用于当出现超时时长时，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点；

移除单元，用于将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除；

第一切换单元，用于当在超时门限内未接收到发送的数据包，将所述节点设备切换为监听模式。

在本申请一个实施例中，该装置还可以包括：

地址列表提取单元，用于当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

统计单元，用于统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

节点地址数量判断单元，用于判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

第二切换单元，用于当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。

与本申请图3所示的设备控制方法实施例相对应，本申请还提供了一种设备控制装置，参见图5为本申请实施例提供的一种设备控制装置的结构示意图。

该装置用于对集群飞行器中的多个节点设备进行控制，所述装置应用于所述节点设备中，如图5所示，该装置可以包括：

监听控制单元21，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元22，用于判断是否监听到有效控制数据包；

同步单元23，用于当监听到有效控制数据包时，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步；

时隙组确定单元24，用于根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组，所述保留时隙组中包括至少一个保留时隙；

入网请求数据包发送单元25，用于在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包；

入网许可数据包判断单元26，用于判断是否接收到入网许可数据包；

模式设置单元27，用于当接收到入网许可数据包时，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

在本申请一个实施例中，前述同步单元包括：

同步信息提取子单元，用于当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

重置子单元，用于利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

在本申请另一个实施例中，该装置还可以包括：

地址列表提取单元，用于从所述入网许可数据包中提取节点地址列表；

时刻确定单元，用于根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻；

数据包发送单元，用于利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包；

所述监听判断单元，还用于判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

所述同步单元，还用于当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

所述模式设置单元，还用于当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，控制所述节点设备进入到监听模式。

在本申请另一个实施例中，前述数据包发送单元，包括：

数据包判断子单元，用于判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

转发子单元，用于当有通信数据包时，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

信号数据包生成单元，用于当没有通信数据包时，生成信标数据包；

发送子单元，用于将所述信标数据包发送给所述发送设备。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本文中，各个优选方案仅仅重点描述的是与其它方案的不同，各个优选方案只要不冲突，都可以任意组合，组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内，考虑到文本简洁，本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

可以理解的是，本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (18)

1.一种设备控制方法，其特征在于，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述方法应用于所述节点设备中，所述方法包括：

控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

判断是否监听到有效控制数据包；

当监听到有效控制数据包时，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步；

根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组，所述保留时隙组中包括至少一个保留时隙；

在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包；

判断是否接收到入网许可数据包；

当接收到入网许可数据包时，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

2.根据权利要求1所述的设备控制方法，其特征在于，所述判断是否监听到有效控制数据包，包括：

判断是否监听到数据包；

当监听到数据包时，判断所述数据包是否为控制数据包；

当所述数据包为控制数据包时，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包；

当连续接收到预设数量个控制数据包时，确定监听到有效控制数据包。

3.根据权利要求2所述的设备控制方法，其特征在于，所述根据有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备的本地定时器与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步，包括：

当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

4.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，所述方法包括：

从所述入网许可数据包中提取节点地址列表；

根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻；

利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包；

判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，控制所述节点设备进入到监听模式。

5.根据权利要求4所述的设备控制方法，其特征在于，所述向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包，包括：

判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

当有通信数据包时，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

若没有通信数据包时，生成信标数据包，并将所述信标数据包发送给所述发送设备。

6.一种设备控制方法，其特征在于，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述方法应用于所述节点设备中，所述方法包括：

控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；开启本地定时器，以及确定帧结构信息和帧内时隙信息；

利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包，所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

判断是否接收到入网请求数据包；

当接收到入网请求数据包时，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中；

根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙；

将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包；

将所述入网许可数据包发送给所述发送设备，所述发送设备根据所述入网许可数据包获取所述确定的通信时隙，并在所述确定的通信时隙内发送数据。

7.根据权利要求6所述的设备控制方法，其特征在于，所述确定帧结构信息和帧内时隙信息，包括：

将一个帧划分为N个时隙；

将所述N个时隙中的第一个时隙确定为用于发送控制数据包的控制时隙；

将所述N个时隙中末尾M个时隙确定为用于接收新节点发送入网请求数据包的保留时隙组；

将所述N个时隙中剩余N-M-1个时隙确定为通信时隙。

8.根据权利要求6所述的设备控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当发送节点地址列表更新后的控制数据包后，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包；

当在超时门限内接收到节点发送的数据包，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中；

当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间，所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系；

判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长；

当出现超时时长时，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点；

将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除；

当在超时门限内未接收到发送的数据包，将所述节点设备切换为监听模式。

9.根据权利要求6所述的设备控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。

10.一种设备控制装置，其特征在于，用于对集群飞行器中的多个节点设备进行控制，所述装置应用于所述节点设备中，所述装置包括：

监听控制单元，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元，用于判断是否监听到有效控制数据包；

同步单元，用于当监听到有效控制数据包时，根据所述有效控制数据包中携带的同步信息，控制所述节点设备与所述有效控制数据包的发送设备进行时间同步；

时隙组确定单元，用于根据所述有效控制数据包中携带的帧结构信息和帧内时隙信息确定出保留时隙组，所述保留时隙组中包括至少一个保留时隙；

入网请求数据包发送单元，用于在所述保留间隙组内任意一个保留间隙内向所述发送设备发送入网请求数据包；

入网许可数据包判断单元，用于判断是否接收到入网许可数据包；

模式设置单元，用于当接收到入网许可数据包时，将所述节点设备的状态设置为从节点模式。

11.根据权利要求10所述的设备控制装置，其特征在于，所述监听判断单元，包括：

监听判断子单元，用于判断是否监听到数据包；

控制数据包判断子单元，用于当监听到数据包时，判断所述数据包是否为控制数据包；

数量判断子单元，用于当所述数据包为控制数据包时，判断是否连续接收到预设数量个控制数据包；

确定子单元，用于当连续接收到预设数量个控制数据包时，确定监听到有效控制数据包。

12.根据权利要求11所述的设备控制装置，其特征在于，所述同步单元，包括：

同步信息提取子单元，用于当接收到第一个控制数据包时，提取所述控制数据包中携带的同步信息；

重置子单元，用于利用所述同步信息重置所述节点设备中的定时器的零点，以使所述节点设备与所述发送设备的时间同步。

13.根据权利要求12所述的设备控制装置，其特征在于，所述装置包括：

地址列表提取单元，用于从所述入网许可数据包中提取节点地址列表；

时刻确定单元，用于根据所述节点设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备分配给所述节点设备的一个或多个连续的通信时隙的起始时刻；

数据包发送单元，用于利用所述本地定时器，控制所述节点设备在一个或多个连续的通信时隙的起始时刻到达时，向所述发送设备发送通信数据包或信标数据包；

所述监听判断单元，还用于判断在预设时间段内是否接收到下一个控制数据包；

所述同步单元，还用于当在预设时间段内接收到下一个控制数据包时，控制所述节点设备与所述发送设备进行时间重新同步；

所述模式设置单元，还用于当在预设时间段内未接收到下一个控制数据包，控制所述节点设备进入到监听模式。

14.根据权利要求13所述的设备控制装置，其特征在于，所述数据包发送单元，包括：

数据包判断子单元，用于判断所述节点设备是否有待发送的通信数据包；

转发子单元，用于当有通信数据包时，将待转发的所述通信数据包发送给所述发送设备；

信号数据包生成单元，用于当没有通信数据包时，生成信标数据包；

发送子单元，用于将所述信标数据包发送给所述发送设备。

15.一种设置控制装置，其特征在于，用于对集群飞行器中的多个通信节点设备进行控制，所述装置应用于所述节点设备中，所述装置包括：

监听控制单元，用于控制所有节点设备启动后进入到监听模式，监听空间中无线传输的数据包；

监听判断单元，用于判断启动后预设时间段内是否监听到有效控制数据包；

模式设置单元，用于当启动后预设时间段内未监听到有效控制数据包，将所述节点设备的模式设置为主节点模式；

定时器设置单元，用于开启本地定时器；

本地确定单元，用于确定帧结构信息和帧内时隙信息；

数据包发送单元，用于利用所述本地定时器，在每一帧的起始时刻发送控制数据包，所述控制数据包中携带有同步信息和节点地址列表；

入网请求数据包判断单元，用于判断是否接收到入网请求数据包；

地址列表处理单元，用于当接收到入网请求数据包时，提取所述入网请求数据包的发送设备的地址，并将所述发送设备的地址添加在所述节点地址列表中；

通信时隙确定单元，用于根据所述发送设备的地址在所述节点地址列表中的位置，确定所述发送设备在所述帧结构中对应的一个或多个连续的通信时隙；

入网许可数据包确定单元，用于将下一个携带有更新后节点地址列表的控制数据包确定为入网许可数据包；

入网许可数据包发送单元，用于将所述入网许可数据包发送给所述发送设备，所述发送设备根据所述入网许可数据包获取所述确定的通信时隙，并在所述确定的通信时隙内发送数据。

16.根据权利要求15所述的设备控制装置，其特征在于，所述本地确定单元，包括：

划分子单元，用于将一个帧划分为N个时隙；

控制时隙确定子单元，用于将所述N个时隙中的第一个时隙确定为用于发送控制数据包的控制时隙；

保留时隙组确定子单元，用于将所述N个时隙中末尾M个时隙确定为用于接收新节点发送入网请求数据包的保留时隙组；

通信实现确定子单元，用于将所述N个时隙中剩余N-M-1个时隙确定为通信时隙。

17.根据权利要求15所述的设备控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据包判断单元，用于当发送节点地址列表更新后的控制数据包后，判断是否在超时门限内接收到节点发送的任何数据包；

地址判断单元，用于当在超时门限内接收到节点发送的数据包，判断所述数据包对应的发送设备的地址是否位于节点地址列表中；

更新单元，用于当所述发送的数据包对应的发送节点的地址位于更新后所述节点地址列表中时，更新与所述节点地址列表中该发送节点对应的超时时间，所述节点超时列表中包含有：节点地址与持续未接收到发送的数据包的时长的对应关系；

超时判断单元，用于判断所述节点超时列表中是否出现大于预设超时阈值的超时时长；

异常确定单元，用于当出现超时时长时，将所述超时时长相关联的节点地址所对应的节点确定为通信异常节点；

移除单元，用于将所述通信异常节点对应的节点地址从所述节点地址列表中移除；

第一切换单元，用于当在超时门限内未接收到发送的数据包，将所述节点设备切换为监听模式。

18.根据权利要求15所述的设备控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

地址列表提取单元，用于当所述节点设备在主节点模式中接收到另一节点设备发送的冲突控制数据包，从所述冲突控制数据包中提取节点地址列表作为对比节点地址列表；

统计单元，用于统计所述对比节点地址列表中的节点地址的总数，以及，所述节点设备本地存储的节点地址列表中节点地址的总数；

节点地址数量判断单元，用于判断本地存储的节点地址列表中节点地址的总数是否小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数；

第二切换单元，用于当本地存储的节点地址列表中节点地址的总数小于所述对比节点地址列表中的节点地址的总数时，控制所述节点设备从主节点模式切换到从节点模式，以使所述节点设备作为所述另一节点设备的从节点。