CN107071909A - ZigBee信道的选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种ZigBee信道的选择方法及装置，所述方法应用于ZigBee协调器，包括：获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。应用本发明实施例，可以有效地减少ZigBee网络中的WIFI信号的干扰。

Description

ZigBee信道的选择方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及ZigBee信道的选择方法及装置。

背景技术

随着物联网技术的兴起，ZigBee无线通信技术作为一种低复杂度、低功耗的短距离连接技术，被广泛应用于物联网技术。但是ZigBee信道和WIFI信道都是工作在2.4GHz的ISM频段，并且在实际的应用中，会出现大量ZigBee网络和WIFI网络共存的情况。当WIFI信号干扰严重的情况下，ZigBee信道很难避免WIFI信号的干扰。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种ZigBee信道的选择方法及装置，用以解决在ZigBee网络中受到WIFI信号的干扰的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种ZigBee信道的选择方法，所述方法应用于ZigBee协调器，包括：

获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；

将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；

从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种ZigBee信道的选择装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；

第一标记单元，用于将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；

确定单元，用于从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

本发明实施例提出一种新的ZigBee信道的选择方法，通过对ZigBee协调器进行信道选择的机制的改进，ZigBee协调器可以获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表，并可以将所述可用ZigBee信道中的指定信道标记为非可用信道，该指定信道为本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道。ZigBee协调器可以从所述可用ZigBee信道列表中的未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

由于ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种ZigBee信道的选择方法的流程图；

图2是本申请一示例性实施例示出的另一种ZigBee信道的选择方法的流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种ZigBee信道的选择装置所在设备的一种硬件结构图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种ZigBee信道的选择装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在相关的基于ZigBee协议的物联网抗干扰的机制中，通常采用空闲信道评估机制来避免干扰。ZigBee协调器在建立网络之前，可以对指定信道或者默认信道进行能量检测，选择出可允许能量水平的信道，并可以将其标注为可用信道。

ZigBee协调器可以对上述标注的可用信道进行主动扫描，找到占用率最少的ZigBee信道作为工作信道。

而在实际应用中，通常会存在大量ZigBee网络和WIFI网络共存的情况，并且由于ZigBee信道和WIFI信道都主要工作在2.4GHz的ISM频段，因此ZigBee信道很难避免WIFI信道的同频干扰。

然而，采用上述ZigBee协调器本身具有的抗干扰方式，通常情况下，可以避免ZigBee网络之间的干扰，但很难检测到是否受WIFI网络的干扰，所以，当存在大量WIFI信道时，会严重干扰ZigBee信道。

本发明实施例提出一种新的ZigBee信道的选择方法，通过对ZigBee协调器进行信道选择的机制的改进，ZigBee协调器可以获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表，并可以将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道，该指定信道为本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道。ZigBee协调器可以从所述可用ZigBee信道列表中的未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

由于ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

参见图1，图1是本申请一示例性实施例示出的一种ZigBee信道的选择方法的流程图，所述方法应用于ZigBee网络协调器，包括以下步骤：

步骤101：获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表。

步骤102：将所述可用ZigBee信道中的指定信道标记为非可用信道；所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道。

在相关的基于ZigBee协议的物联网抗干扰的机制中，通常采用ZigBee协调器本身具有的抗干扰的方法，来避免干扰。然而，使用此方法，通常情况下，可以避免ZigBee网络之间的干扰，但很难检测到是否受到WIFI网络的干扰。并且在实际应用中，通常会存在大量ZigBee网络和WIFI网络共存的情况，由于ZigBee信道和WIFI信道都主要工作在2.4GHz的ISM频段，因此，当存在大量WIFI信道时，会严重干扰ZigBee信道。

在本发明实施例中，ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

在实现时，ZigBee协调器可以对本地通信半径内的可用ZigBee信道进行扫描，并基于扫描到的可用ZigBee信道生成所述可用ZigBee信道列表。

此外，ZigBee协调器也还可以通过接收用户针对可用ZigBee信道的预配置指令，获取该可用ZigBee信道列表。

在获取到可用ZigBee信道列表之后，ZigBee协调器可以通过接收本地通信半径内的网络设备发送的WIFI设备工作信道的通告消息，或者通过接收预配置指令信息，获取通信半径内WIFI设备的工作信道，并可以在可用ZigBee信道列表中，将指定信道标记为非可用信道，该指定信道为与WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道。

例如，假如ZigBee协调器通信半径内有三个WIFI设备，这三个WIFI设备的工作信道分别为1信道、6信道和11信道。

在实现时，ZigBee协调器通信半径内的网络设备可以检测出这三个WIFI设备的工作信道，并可以将检测出的工作信道发送给ZigBee协调器。在获得本地通信半径内的WIFI设备的工作信道后，ZigBee协调器可以将与这三个WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道(即0x0C信道、0x11信道、0x16信道)作为非可用信道进行标记，在选择工作信道时，避免选择0x0C信道、0x11信道、0x16信道作为工作信道。

其中，上述扫描可以包括能量扫描等多种扫描方式，在此，不再一一赘述。

其中，上述WIFI设备常用工作信道为1信道、6信道和11信道，则指定信道可以包括0x0C信道、0x11信道、0x16信道。

需要说明的是，步骤102的实现并不受时序限制，在ZigBee协调器选定工作信道前完成步骤102即可。

步骤103：从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

在本实施例中，当将本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道标记为非可用信道之后，可以从可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

在实现时，ZigBee协调器可以对上述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道进行能量检测，测定出各个未被标记的信道的能量值。ZigBee协调器可以基于各个未被标记的信道的能量值，以递增的方式，对该未被标记的信道进行排序，并可以将信道能量值超出预设的能量值范围的信道标记为非可用信道，此时的ZigBee可用信道为具有所允许能量水平的信道。

例如，如果能量值以LQI(链路质量指示)进行表征时，ZigBee协调器可以在一段时间内，基于接收到的数据帧的能量与质量，确定上述未标记信道的能量值的平均值，再基于该能量值的平均值，以递增的方式，对该未被标记的信道进行排序，并可以将信道能量值高于预设的阈值的信道标记为非可用信道。

其中，上述预设的阈值基于硬件设备进行设定。

此外，需要说明的是，在步骤101中，如果ZigBee协调器以能量扫描的方式获取可用ZigBee信道列表，上述能量检测过程与获取可用ZigBee信道列表可以同步进行。

在完成上述未被标记的ZigBee信道的能量筛选之后，ZigBee协调器可以基于接收到的Beacon帧，在剩余的未被标记的ZigBee信道中，确定出占用率最低的ZigBee信道，并可以将该占用率最低的ZigBee信道设定为工作信道。

在实现时，ZigBee协调器可以通过该剩余的未被标记的ZigBee信道发送BeaconRequest帧。当通信范围内的ZigBee设备接收到该ZigBee协调器发送的Beacon Request帧后，可以向该ZigBee协调器返回Beacon帧。

ZigBee协调器可以在一个预定的时间范围内，统计通过各个剩余的未被标记的信道的Beacon帧的数量，选择Beacon帧数量最少的信道，确定最佳信道，作为工作信道。

本发明实施例提出一种新的ZigBee信道的选择方法，通过对ZigBee协调器进行信道选择的机制的改进，ZigBee协调器可以获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表，并可以将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道，该指定信道为本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道。ZigBee协调器可以在可用ZigBee信道列表中，将能量值高于预设的阈值的信道标记为非可用信道，并可以基于接收到的Beacon帧的数量，选择出占用率最低的ZigBee信道，作为工作信道。

由于ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

参见图2，图2是图2是本申请一示例性实施例示出的另一种ZigBee信道的选择方法的流程图，所述方法应用于ZigBee协调器，具体包括如下所述步骤：

步骤201：对本地通信半径内的信道进行能量扫描，获取可用ZigBee信道列表。

在相关的基于ZigBee协议的物联网抗干扰的机制中，通常采用ZigBee协调器本身具有的抗干扰的方法，来避免干扰。然而，使用此方法，通常情况下，可以避免ZigBee网络之间的干扰，但很难检测到是否受到WIFI网络的干扰。并且在实际应用中，通常会存在大量ZigBee网络和WIFI网络共存的情况，由于ZigBee信道和WIFI信道都主要工作在2.4GHz的ISM频段，因此，当存在大量WIFI信道时，会严重干扰ZigBee信道。

在本发明实施例中，ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以有效地在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

在实现时，ZigBee协调器对本地通信半径内的可用ZigBee信道进行能量扫描，并基于扫描到的可用ZigBee信道生成所述可用ZigBee信道列表。ZigBee协调器可以在扫描的过程中，通过检测接收到的数据帧的能量，检测该可用ZigBee信道列表中各可用ZigBee信道的能量值，并进行保存。

步骤202：将与WIFI设备工作信道对应的同频的ZigBee信道作为非可占用信道进行标记。

在本实施例中，在获取到可用ZigBee信道列表之后，ZigBee协调器可以通过接收本地通信半径内的网络设备发送的WIFI设备工作信道的通告消息，或者通过接收预配置指令信息，获取通信半径内WIFI设备的工作信道，并可以在可用ZigBee信道列表中，将与WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道标记为非可用信道。

例如，假如ZigBee协调器通信半径内有三个WIFI设备，这三个WIFI设备的工作信道分别为1信道、6信道和11信道。

在实现时，ZigBee协调器通信半径内的网络设备可以检测出这三个WIFI设备的工作信道，并可以将检测出的工作信道发送给ZigBee协调器。在获得本地通信半径内的WIFI设备的工作信道后，ZigBee协调器可以将与这三个WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道(即0x0C信道、0x11信道、0x16信道)作为非可用信道进行标记，在选择工作信道时，避免选择0x0C信道、0x11信道、0x16信道作为工作信道。

在另一个实施例中，步骤202也可以在步骤204之后进行。

ZigBee协调器在获取到可用ZigBee信道列表和该可用ZigBee信道列表中的各ZigBee信道的能量值后，可以先基于这些信道能量值，对可用列表中的各ZigBee信道进行排序，将能量值高于预定的阈值的信道作为非可用信道进行标记。

在完成标记后，ZigBee协调器可以获取本地通信半径内的WIFI设备的工作信道，并可以遍历可用ZigBee信道列表中未被标记的信道。如果未被标记的可用ZigBee信道中存在与获取的到的WIFI设备工作信道的同频ZigBee信道时，将该同频ZigBee信道标记为非可用信道。

其中，需要说明的是，步骤202的实现并不受时序限制，在ZigBee协调器选定工作信道前完成步骤202即可。

步骤203：基于可用ZigBee信道列表中未被标记的信道中的能量值，以递增的方式，对未被标记的信道进行排序。

步骤204：将信道中能量值高于预定的阈值的信道作为非可占用信道进行标记。

在本实施例中，ZigBee协调器可以基于各个未被标记的信道的能量值，以递增的方式，对该未被标记的信道进行排序，并可以将信道能量值高于预定的阈值的信道标记为非可用信道，此时的ZigBee可用信道为具有所允许能量水平的信道。

例如，如果能量值以LQI(链路质量指示)进行表征时，ZigBee协调器可以在一段时间内，基于接收到的数据帧的能量与质量，确定上述未标记信道的能量值的平均值，再基于该能量值的平均值，以递增的方式，对该未被标记的信道进行排序，并可以将信道能量值高于预定的阈值的信道标记为非可用信道。

其中，上述预设的阈值可以基于硬件设备进行设定。

步骤205：从剩余的未被标记的ZigBee信道中，选择最佳信道，作为工作信道

在完成上述未被标记的ZigBee信道的能量筛选之后，ZigBee协调器可以基于接收到的Beacon帧，在剩余未被标记的ZigBee信道中，确定出占用率最低的ZigBee信道，并可以将该占用率最低的ZigBee信道设定为工作信道。

在实现时，ZigBee协调器可以通过该剩余的未被标记的ZigBee信道发送BeaconRequest帧。当通信范围内的ZigBee设备接收到该ZigBee协调器发送的Beacon Request帧后，可以向该ZigBee协调器返回Beacon帧。

ZigBee协调器可以在一个预定的时间范围内，统计通过各个剩余的未被标记的信道的Beacon帧的数量，选择Beacon帧数量最少的信道，确定最佳信道，作为工作信道。

本发明实施例提出一种新的ZigBee信道的选择方法，通过对ZigBee协调器进行信道选择的机制的改进，ZigBee协调器可以获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表，并可以将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道，该指定信道为本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道。ZigBee协调器可以在可用ZigBee信道列表中，将能量值高于预设的阈值的信道标记为非可用信道，并可以基于接收到的Beacon帧的数量，选择出占用率最低的信道，作为工作信道。

由于ZigBee协调器在设定工作信道时，可以在可用ZigBee信道列表中，将本地通信半径内的WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道作为非可用信道进行标记，所以在选择工作信道时，可以避免选择WIFI设备工作信道对应的同频ZigBee信道，从而可以在ZigBee网络中减少WIFI信号的干扰。

与前述ZigBee信道的选择方法的实施例相对应，本申请还提供了ZigBee信道的选择装置的实施例。

本申请ZigBee信道的选择装置的实施例可以应用在ZigBee协调器上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在ZigBee协调器的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请ZigBee信道的选择装置所在ZigBee协调器的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的ZigBee协调器通常根据该信道选择的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，图4是本申请一示例性实施例示出的一种ZigBee信道的选择装置的框图。所述装置包括获取单元410、第一标记单元420和确定单元430。

其中，获取单元410，用于获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；

第一标记单元420，用于将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；

确定单元430，用于从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

在一个可选的实现方式中：

所述获取单元410，包括：扫描子单元，用于对本地通信半径内的可用ZigBee信道进行扫描，并基于扫描到的可用ZigBee信道生成所述可用ZigBee信道列表；获取子单元，用于获取用户预配置的所述可用ZigBee信道列表。

在另一个可选的实现方式中：

所述确定单元430，包括：第二标记单元，用于将所述可用ZigBee信道列表中能量值高于预设的阈值的ZigBee信道，标记为非可用信道。第一确定子单元，用于基于接收到的Beacon帧，确定所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中占用率最低的ZigBee信道；第二确定子单元，用于将所述占用率最低的ZigBee信道确定为所述最佳信道。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以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申请方案的目的。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。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种ZigBee信道的选择方法，其特征在于，所述方法应用于ZigBee协调器，包括：

获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；

将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；

从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表，包括：

对本地通信半径内的可用ZigBee信道进行扫描，并基于扫描到的可用ZigBee信道生成所述可用ZigBee信道列表；

或者，获取用户预配置的所述可用ZigBee信道列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，包括：

将所述可用ZigBee信道列表中能量值高于预设的阈值的ZigBee信道，标记为非可用信道；

基于接收到的Beacon帧，确定所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中占用率最低的ZigBee信道；

将所述占用率最低的ZigBee信道确定为所述最佳信道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定信道包括0x0C、0x11和0x16信道。

5.一种ZigBee信道的选择装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取本地通信半径内的可用ZigBee信道列表；

第一标记单元，用于将所述可用ZigBee信道列表中的指定信道标记为非可用信道；其中，所述指定信道为本地通信半径内的WIFI设备的工作信道对应的同频ZigBee信道；

确定单元，用于从所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中确定最佳信道，作为工作信道。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取单元，包括：

扫描子单元，用于对本地通信半径内的可用ZigBee信道进行扫描，并基于扫描到的可用ZigBee信道生成所述可用ZigBee信道列表；

或者获取子单元，用于获取用户预配置的所述可用ZigBee信道列表。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元，包括：

第二标记单元，用于将所述可用ZigBee信道列表中能量值高于预设的阈值的ZigBee信道，标记为非可用信道；

第一确定子单元，用于基于接收到的Beacon帧，确定所述可用ZigBee信道列表中未被标记的ZigBee信道中占用率最低的ZigBee信道；

第二确定子单元，用于将所述占用率最低的ZigBee信道确定为所述最佳信道。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述指定信道包括0x0C、0x11和0x16信道。