CN107750054A - 网络防碰撞方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种网络防碰撞方法以及装置，该方法包括：客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。该方法在发送数据之前便对信道情况进行检测，只有在信道干净无干扰的情况下才发送数据，防止了发生网络碰撞，提高了数据传输网络的可靠性。

Description

网络防碰撞方法以及装置
技术领域
本发明涉及移动互联网领域，具体而言，涉及一种网络防碰撞方法以及装置。
背景技术
现有的无人系统(无人机集群，地面机器人集群)集群应用大多数选用基于WiFi协议栈的网关作为无线通信链路，提供无人系统彼此之间以及无人系统与网关之间的信息交换。然而由于WiFi网关提供的数据链路时延会随着网络内无人系统节点数量的增加急剧上升，因此，WiFi协议栈MAC层的信道访问机制性能出现瓶颈后并不适用于高密度集群的无人机系统应用；此外，WiFi网关一般的工作频段在2.4GHz，由于此频段的设备很多，可能会造成很大信号干扰；网络中的WiFi节点功耗大，不适合对功耗敏感的移动无人系统节点；WiFi链路的传输距离容易受到障碍物等影响，不适合室外大范围内无人系统专网的部署。
因此，WiFi网关并不适用于高密度集群的无人机系统应用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种网络防碰撞方法以及装置，以解决上述问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种网络防碰撞方法，所述方法包括：客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
第二方面，本发明实施例提供了一种网络防碰撞装置，包括：检测模块，用于获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；延迟模块，用于在所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；第一判断模块，用于判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；执行模块，用于所述第一判断模块判断为否时，重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
与现有技术相比，本发明各实施例提出的网络防碰撞方法以及装置的有益效果是：客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。该方法在发送数据之前便对信道情况进行检测，只有在信道干净无干扰的情况下才发送数据，防止了发生网络碰撞，提高了数据传输网络的可靠性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的客户端的结构框图；
图2为本发明第一实施例提供的一种网络防碰撞方法的流程图；
图3为本发明第一实施例提供的另一种网络防碰撞方法的流程图；
图4为本发明第二实施例提供的一种网络防碰撞装置的结构框图；
图5为本发明第二实施例提供的另一种网络防碰撞装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，是所述客户端100的方框示意图。所述客户端100包括：网络防碰撞装置、存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150、音频单元160、显示单元170。
所述存储器110、存储控制器120、处理器130、外设接口140、输入输出单元150、音频单元160以及显示单元170各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述网络防碰撞装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中或固化在客户端设备的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行存储器110中存储的可执行模块，例如所述网络防碰撞装置包括的软件功能模块或计算机程序。
其中，存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器110用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的方法可以应用于处理器130中，或者由处理器130实现。
处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述外设接口140将各种输入/输出装置耦合至处理器130以及存储器110。在一些实施例中，外设接口140，处理器130以及存储控制器120可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。
输入输出单元150用于提供给用户输入数据实现用户与用户终端100的交互。所述输入输出单元150可以是，但不限于，鼠标和键盘等。
音频单元160向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。
显示单元170在用户终端100与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元170可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器130进行计算和处理。
第一实施例
请参照图2，图2是本发明第一实施例提供的一种网络防碰撞方法的流程图，所述方法应用于客户端。该客户端作用于基于LORA物理层调制技术而设计的针对集群无人系统的通信协议栈。下面将对图2所示的流程进行详细阐述，所述方法包括：
步骤S110：客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测。
客户端在获取到待发送数据时，可以对LORA无线信道进行检测，判断无线信道是否空闲。进一步地，所述客户端可以判断LORA无线信道上是否存在LORATM数据包前导码。若存在，所述客户端判断该LORA无线信道被其他设备占用而处于非空闲状态，此时不可用于发送数据或者信息。若不存在，所述客户端判断LORA无线信道处于空闲状态，可以用于传输数据或者信息。
在LORATM通信中，由于采用了扩频调制技术，在存在低于接收机底噪声的信号使用信道时，使用RSSI值来判断信道是否空闲是行不通的，为了解决这个问题，可使用信道活动检测器来检测其他LORATM信号。信道活动检测(Clear Channel Assessment,CCA)是以尽可能高的功耗效率检测无线信道上的LORATM数据包前导码，在CCA模式下，网关快速扫描频段，以检测LORATM数据包前导码，它与RSSI值无关，即使信号强度低于接收机底噪，仍然能够将LORATM信号检测出来。
步骤S120：所述客户端判断所述无线信道是否处于非空闲状态。
步骤S121：在为是时，所述客户端将所述待发送的数据进行发送。
步骤S122：在为否时，所述客户端将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段。
若客户端判断LORA无线信道处于非空闲状态，此时，LORA无线信道不可用于发送数据或者信息，客户端可以从多个不同的预设时间段中随机获取一个时间段作为第一预设时间段，并将所述数据的发送时间延迟所述第一预设时间段，以对处于非空闲状态的LORA无线信道进行退避。
步骤S130：所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值。
其中，所述时间段阈值可以认为是最长的退避时间。
步骤S140：在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行步骤S120。
此外，请参看图3，在步骤S130进行判断时，所述方法还可以包括：
步骤S150：当所述第一预设时间段超出所述时间段阈值时，所述客户端获取与所述数据对应的重试次数，判断所述数据的重试次数是否为零。
该重试次数表征针对该数据还剩余的可以用来对无线信道进行检测的重新检测次数。
若第一预设时间段超过最长退避时间，客户端首先检测所述待发送数据信息的当前重试次数，当当前重试次数满足条件不为零时，才执行重新对无线信道进行检测。
进一步地，每一组数据在初始化时，都被设置了初始重试次数，于本实施例中，该初始重试次数可以是4次，当然该数值也可以根据实际情况进行调整。其中，针对同一数据，每进行一次无线信道检测，当前重试次数减一，得到更新后的当前重试次数。
由于该数据可能不是第一次被重试，因此，若所述数据的当前重试次数为零，则说明经过多次无线信道检测，该数据的延迟时间仍旧超出最长的退避时间，则可以认定该信息发送失败。
步骤S160：在为否时，所述客户端将所述重试次数减一，得到更新后重试次数，并延迟第二预设时间段后重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
客户端在判断所述数据的当前重试次数不为零时，所述客户端将所述数据的当前重试次数减一，得到更新后的当前重试次数，并从多个不同的预设时间段中随机获取一个时间段作为第二预设时间段，并将所述数据的发送时间延迟所述第二预设时间段，以对处于非空闲状态的LORA无线信道进行退避。客户端延迟第二预设时间段后重新对LORA无线信道进行检测，并执行后续步骤S120。
本发明第一实施例提供的一种网络防碰撞方法，客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。该方法在发送数据之前便对信道情况进行检测，只有在信道干净无干扰的情况下才发送数据，防止了发生网络碰撞，提高了数据传输网络的可靠性。
第二实施例
请参照图4，图4是本发明第二实施例提供的一种网络防碰撞装置400的结构框图。下面将对图4所示的结构框图进行阐述，所示装置包括：
检测模块410，用于获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；
延迟模块420，用于在所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；
第一判断模块430，用于判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；
执行模块440，用于所述第一判断模块判断为否时，重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
此外，请参看图5，作为一种实施方式，所述装置还可以包括第二判断模块450。
所述第二判断模块450，用于在第一判断模块430判断为是时，获取与所述数据对应的重试次数，判断所述数据的重试次数是否为零；
所述执行模块440，还用于在所述第二判断模块450判断为否时，将所述重试次数减一，得到更新后重试次数；
所述执行模块440，还用于延迟第二预设时间段后重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
本实施例对网络防碰撞的装置400的各功能模块实现各自功能的过程，请参见上述图1至图3所示实施例中描述的内容，此处不再赘述。
综上所述，本发明实施例提出的一种网络防碰撞方法以及装置，客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。该方法在发送数据之前便对信道情况进行检测，只有在信道干净无干扰的情况下才发送数据，防止了发生网络碰撞，提高了数据传输网络的可靠性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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)执行本发明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：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种网络防碰撞方法，其特征在于，所述方法包括：
客户端获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；
所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；
所述客户端判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；
在为否时，所述客户端重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一预设时间段超出所述时间段阈值时，所述客户端获取与所述数据对应的重试次数，判断所述数据的重试次数是否为零；
在为否时，所述客户端将所述重试次数减一，得到更新后重试次数；
所述客户端延迟第二预设时间段后重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在为是时，所述客户端判定所述数据发送失败。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，所述客户端将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段，包括：
所述客户端在判断所述无线信道处于非空闲状态时，从多个不同的预设时间段中随机获取一个作为第一预设时间段；
所述客户端将所述数据的发送时间延迟所述第一预设时间段。
5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述无线信道为LORA无线信道。
6.一种网络防碰撞装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于获取到待发送的数据时，对无线信道进行检测；
延迟模块，用于在所述无线信道处于非空闲状态时，将所述数据的发送时间延迟第一预设时间段；
第一判断模块，用于判断所述第一预设时间段是否超出预先保存的时间段阈值；
执行模块，用于所述第一判断模块判断为否时，重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二判断模块，用于在第一判断模块判断为是时，获取与所述数据对应的重试次数，判断所述数据的重试次数是否为零；
所述执行模块，还用于在所述第二判断模块判断为否时，将所述重试次数减一，得到更新后重试次数；
所述执行模块，还用于延迟第二预设时间段后重新对所述无线信道进行检测，并执行后续步骤。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述执行模块，还用于在所述第二判断模块判断为是时，判定所述数据发送失败。
9.根据权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述延迟模块，包括：
获取子模块，用于在所述无线信道处于非空闲状态时，从多个不同的预设时间段中随机获取一个作为第一预设时间段；
延迟子模块，用于将所述数据的发送时间延迟所述第一预设时间段。
10.根据权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述无线信道为LORA无线信道。
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