CN110798875B - 一种无线网络组网方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无线网络组网方法及系统，网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。通过采用优先路由和备用路由方法以及连接时间窗的设置，使得整个网络各节点功耗管理和组网管理机制简单，各网络节点都能达到低功耗运行，网络组网路由有一定的自由度，并且能满足网络的鲁棒性要求。

Description

一种无线网络组网方法及系统

技术领域

本发明实施例涉无线传感器网络协议技术领域，具体涉及一种无线网络组网方法及系统。

背景技术

随着物联网的发展，本地传感器无线网络出现了多种方式，比如ZigBee、蓝牙BLE、Lora、WirelessHart等。物联网的传感器数量多，分布比较分散，数据量少，因此要求极低功耗，通常单节纽扣电池需要能够供传感器工作5年以上，以达到降低系统成本和维护成本的目的。

目前的无线网络在低功耗方面还不能完全满足大部分的应用需求，比如蓝牙BLE的功耗非常低，但是只能在一定条件下才能满足部分传感器的功耗要求，比如在friends节点的支持下，和friends节点连接的传感器可以达到极低的功耗，然后friends节点本身却不能节省功耗，friends节点必须要保持一定的活跃状态，使得它支持的低功耗传感器可以在随意时间醒来接入网络，对于分布比较分散的网络，终端节点需要经过多级多路径路由才能到达根节点，所有的中间节点都不能有效节省功耗，这种网络连接方式仅仅对终端节点的功耗有利，实际上在很多应用领域，还是达不到应用要求的。

在不考虑中继或路由节点功耗的前提下，终端传感器节点的功耗容易做到极低功耗，并可以用复杂的路由算法达到自组网的目的，在目前的自组网方法中，大多数采用这种方案，然而对于中继或路由节点来说，节省功耗同样非常重要，大部分中继或路由节点同时也是传感器节点，且对于整个网络来讲，中继或路由节点更换电池的维护也是非常大的成本，在许多应用当中，更换电池也是不能接受的，这点也限制了物联网的应用发展。

针对低功耗中继或路由节点的设计，出现了同步休眠方法，使得中继或路由节点可以和其他传感器节点一样，在不工作的时间段休眠降低功耗，在点对点通信设计当中，或者在一个少量的节点网络当中，比如十几个节点的网络，这点很容易做到，然而当一个网络节点数量大的时候，简单的同步休眠机制会使得网络变得不稳定，一旦一个中继或路由节点或者终端节点掉线，会很难再找到适合的接入节点再次接入网络，且接入点的不确定性也会导致某些节点的负载过大，使得网络不稳定或功耗过高。

采用泛洪广播是一种解决方案，但存在整个网络路由自由度过大，导致某些节点功耗过高，甚至网络堵塞；在一个低速或极低功耗网络当中，各节点需要长休眠时间，泛洪广播可能需要很长时间，比如说几个小时的广播才能找到接入网络的连接节点，导致该广播节点功耗急剧增加，同时由于传输距离的不确定性，也导致接入网络的节点并非最佳节点。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种无线网络组网方法及系统，以解决现有的无线局域网络无法满足所有网络节点均能低功耗运行且网络具有一定鲁棒性的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提出了一种无线网络组网方法，所述方法包括：

配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，所述网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，所述网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，所述网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，所述网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系；

所述网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

所述网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，所述网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。

进一步地，所述方法还包括：

所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在所述预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接，并在连接成功后，将所述网络节点和与其成功连接的节点之间的原第二连接关系更新为第一连接关系，以及将所述网络节点和与其未成功连接的节点之间的原第一连接关系更新为第二连接关系或者为所述网络节点配置新的第二连接关系，同时原第二连接时间窗更新为第一连接时间窗，原第一连接时间窗更新为第二连接时间窗或配置新的第二连接时间窗。

进一步地，所述预设条件包括网络节点和与其具有第一连接关系的节点连接失败、第一连接关系中父节点的负荷超过预设负荷阈值、第一连接关系中父节点的剩余电量低于预设电量阈值、第一连接关系中节点的信号强度未达到预设信号强度阈值或者第一连接关系中父节点与根节点之间的距离超过预设距离阈值。

进一步地，所述方法还包括：

将具有同一第一父节点的子节点划分为至少一个子节点组；

或者将作为父节点的网络节点的第一子节点集划分为至少一个子节点组；

同一节点组的子节点在相同的连接时间窗内与其父节点连接，不同节点组的子节点在不同的连接时间窗内与其父节点连接。

进一步地，所述网络节点中包括至少一个管理节点，所述管理节点用于接收无线网络内各网络节点的更新信息并将所述更新信息更新至其他相应网络节点，所述更新信息包括第一连接时间窗、第一连接关系、第二连接时间窗和第二连接关系信息。

进一步地，所述方法还包括：

当所述网络节点具有多个与其具有第二连接关系的备用父节点时，根据备用父节点的节点参数确定相应的第二连接关系的优先级；

所述节点参数包括节点信号强度、节点与根节点的距离、节点剩余电量或者节点的负荷。

进一步地，所述方法还包括：

所述网络节点通过向附近节点广播其状态信息，同时扫描获取附近节点的状态信息，根据附近节点的状态信息确定所述网络节点的第一连接关系和第二连接关系；

所述状态信息包括节点的连接时间窗、节点与根节点的距离、节点负荷、节点信号强度以及节点剩余电量信息。

进一步地，所述方法还包括：

作为父节点的网络节点具有路由功能，并维护一个包含其所有下游子节点或子节点组的路由表；

当作为作为父节点的所述网络节点接收到信息时，首先判断所述信息的目标地址是否在所述路由表中，若是，则转发到相应的路径的子节点，若不是，当该信息来自其子节点时，则上传该信息至自己的父节点，当该信息来自自己的父节点时，上传路由错误信息至自己的父节点，使整个无线网络的节点之间以最短路径相互通信。

进一步地，所述方法还包括：

所述网络节点和与其具有第一连接关系或第二连接关系的节点连接时，所述网络节点发送连接请求，具有相应连接关系的节点接收所述连接请求并确认与所述网络节点连接，所述连接请求包括第一连接关系连接请求信息、第二连接关系连接请求信息、请求连接的目标节点的标识或地址信息以及自身节点的标识或地址信息。

进一步地，所述方法还包括：

所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点保持时间同步或连接时间窗同步。

根据本发明实施例的第二方面，提出了一种无线网络组网系统，所述系统包括：

配置模块，用于配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，所述网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，所述网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，所述网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，所述网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系；

组网模块，用于所述网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

所述网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，所述网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出了一种无线网络组网方法及系统，网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。通过采用优先路由和备用路由方法以及连接时间窗的设置，使得整个网络各节点功耗管理和组网管理机制简单，各网络节点都能达到低功耗运行，网络组网路由有一定的自由度，并且能满足网络的鲁棒性要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例1提供的一种无线网络组网方法的流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种无线局域网络结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的一种无线网络组网系统的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提出了一种无线网络组网方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤110、配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系。

具体的，参考图2，组成无线局域网络的网络节点有三种，包括根节点、中继节点以及终端节点，图2中实线连接箭头代表连接第一父节点，虚线连接箭头代表连接备用父节点。根节点是一种父节点，用于连接外网和本地无线局域网络，下发命令到本地无线局域网和上传本地无线局域网的数据，连接的子节点为终端节点或中继节点，在本实施例中，根节点包括至少一个，多个设置时可以包括第一根节点和备用根节点；中继节点可以作为终端节点的父节点或其他中继节点的父节点，也可以作为根节点或其他中继节点的子节点，用于网络结构的拓展以及与其他节点的通信中继；终端节点位于整个路由链路的最末端，终端节点可以作为根节点或中继节点的子节点，用于接收命令，采集数据并上传数据到父节点。根据节点之间的上下级父子关系，命令或数据在上下级之间传递实现通信。

本实施例中，对于网络节点的连接通信关系配置从两个角度出发，一方面可从子节点管理的角度，当网络节点作为子节点时，子节点设置有第一父节点和备用父节点，子节点和第一父节点形成第一连接关系，子节点和备用父节点形成第二连接关系，第二连接关系作为备选，第二连接关系的设置，可以使网络节点和网络永久失去连接的概率大大降低，提高了网络的鲁棒性；另外一方面是从父节点管理的角度，当网络节点作为父节点时，父节点的身份有两种，一种是作为其子节点的第一父节点，另一种是作为其子节点的备用父节点，因此父节点的子节点可以分为两类，即父节点作为第一父节点的第一子节点集，父节点作为备用父节点的第二子节点集，父节点和第一子节点集形成第一连接关系，父节点和第二子节点集形成第二连接关系。在实际组网配置时，既可以从子节点的角度进行配置管理，也可以从父节点的角度进行配置管理，还可以同时考虑两方面角度进行配置管理。

步骤120、网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。

具体的，组网阶段，各网络节点首先默认按照配置的第一连接关系进行组网，即子节点优先与其第一父节点连接，当子节点与第一父节点在预设条件下没有成功连接时，这时网络节点就会启用第二连接关系进行通信，即子节点与其备用父节点连接。

网络节点采用待机或休眠工作机制，在本地局域网络结构中，所有的父节点和子节点均具有待机或休眠期，以实现网络节点的低功耗，网络节点可上传其预设的连接时间窗，连接时间窗是指网络一个连接关系双方或多方预定的同时在线的时间段，通常可以设置为几秒钟的时间长度，方便连接关系双方或多方安排各自的时间，以尽量少的等待时间获得成功连接，因此各方有更多的时间可以进入待机或者休眠状态节省功耗，连接成功后的通信时间长度并不由连接时间窗限定，而是因不同应用由连接双方确定。

进一步地，该方法还包括：网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接，并在连接成功后，将网络节点和与其成功连接的节点之间的原第二连接关系更新为第一连接关系，以及将网络节点和与其未成功连接的节点之间的原第一连接关系更新为第二连接关系或者为网络节点配置新的第二连接关系，同时原第二连接时间窗更新为第一连接时间窗，原第一连接时间窗更新为第二连接时间窗或配置新的第二连接时间窗。

具体的，子节点优先与其第一父节点连接，当在预设条件下未成功连接时，子节点与备用父节点连接，若连接成功，则将成功连接的备用父节点更新为子节点的第一父节点以便下次通信时优先连接，而未成功连接的原第一父节点可以更新为子节点的备用父节点或者为子节点配置新的备用父节点，子节点的第一父节点和备用父节点身份改变，相应的，作为父节点的第一子节点集和第二子节点集的身份和构成也会改变，对应更新第一连接关系和第二连接关系，同时因为连接关系的更新相应的连接时间窗的身份也更新。

进一步地，预设条件包括网络节点和与其具有第一连接关系的节点连接失败(包括多次尝试后仍连接失败)、第一连接关系中父节点的负荷超过预设负荷阈值、第一连接关系中父节点的剩余电量低于预设电量阈值、第一连接关系中节点的信号强度未达到预设信号强度阈值或者第一连接关系中父节点与根节点之间的距离超过预设距离阈值。当满足以上预设条件中一种或多种情况时，子节点与其第一父节点不连接，子节点连接备用父节点。

在启用第一连接关系时，以子节点管理角度，子节点在第一连接时间窗与第一父节点连接，以父节点管理角度，父节点在第一连接时间窗与第一子节点集中的子节点连接；在启用第二连接关系时，以子节点管理角度，子节点在第二连接时间窗与备用父节点连接，第二连接时间窗可以设置为与子节点的第一连接时间窗、备用父节点的第一连接时间窗相同或者其他预设的连接时间窗，以父节点管理角度，父节点在第二连接时间窗与第二子节点集中的子节点通信，此处第二连接时间窗可以设置为与父节点的第一连接时间窗、第二子节点集中的子节点的第一连接时间窗相同或者其他预设的连接时间窗。

进一步地，该方法还包括：将具有同一第一父节点的子节点划分为至少一个子节点组；或者将作为父节点的网络节点的第一子节点集划分为至少一个子节点组；同一节点组的子节点在相同的连接时间窗内与其父节点通信，不同节点组的子节点在不同的连接时间窗内与其父节点通信。

具体的，由于网络通道的限制，一个父节点在一个时间段只能与有限数量的子节点连接，将具有同一父节点的子节点分成至少一组或者一个父节点的第一子节点集划分成至少一组，同一组的子节点在同一连接时间窗与第一父节点连接，不同组的子节点则在不同的连接时间窗与第一父节点连接，第一父节点预设不同的连接时间窗以满足不同组子节点的通信需求。

进一步地，网络节点中包括至少一个管理节点，管理节点用于接收无线网络内各网络节点的更新信息并将更新信息更新至其他相应网络节点，更新信息包括第一连接时间窗、第一连接关系、第二连接时间窗和第二连接关系信息。

具体的，管理节点是用于维持整个无线网络内网络节点的信息更新，以实现第一连接关系或第二连接关系的快速切换，保证网络节点的稳定连接，管理节点可以为根节点、中继节点或终端节点中的任一种。

进一步地，该方法还包括：当网络节点具有多个与其具有第二连接关系的备用父节点时，根据备用父节点的节点参数确定相应的第二连接关系的优先级；

节点参数包括节点信号强度、节点与根节点的距离、节点剩余电量或者节点的负荷。

具体的，当子节点的备用父节点不只一个时，则根据各个备用父节点的节点参数对多个备用父节点进行排序，以选择最优参数的备用父节点进行连接。

进一步地，该方法还包括：网络节点通过向附近节点广播其状态信息，同时扫描获取附近节点的状态信息，根据附近节点的状态信息确定网络节点的第一连接关系和第二连接关系；

状态信息包括节点的连接时间窗、节点与根节点的距离、节点负荷、节点信号强度以及节点剩余电量信息。

具体的，网络节点的通讯连接除了由父节点更新其连接时间窗信息至其子节点，在预设的连接时间窗连接之外，还可以通过扫描自主获取附近节点的状态信息，根据附近节点的状态信息确定第一连接关系和第二连接关系。

进一步地，该方法还包括：作为父节点的网络节点具有路由功能，并维护一个包含其所有下游子节点或子节点组的路由表；

当作为作为父节点的网络节点接收到信息时，首先判断信息的目标地址是否在路由表中，若是，则转发到相应的路径的子节点，若不是，当该信息来自其子节点时，则上传该信息至自己的父节点，当该信息来自自己的父节点时，上传路由错误信息至自己的父节点，使整个无线网络的节点之间以最短路径相互通信。

进一步地，该方法还包括：网络节点和与其具有第一连接关系或第二连接关系的节点连接时，网络节点发送连接请求，具有相应连接关系的节点接收连接请求并确认与网络节点连接，连接请求包括第一连接关系连接请求信息、第二连接关系连接请求信息、请求连接的目标节点的标识或地址信息以及自身节点的标识或地址信息。

进一步地，该方法还包括：网络节点和与其具有第一连接关系的节点保持时间同步或连接时间窗同步。子节点与父节点连接时需保证同一个时间窗内醒来，因此需要时间同步或者连接时间窗同步。

本发明实施例提出了一种无线网络组网方法，网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。通过采用优先路由和备用路由方法以及连接时间窗的设置，使得整个网络各节点功耗管理和组网管理机制简单，各网络节点都能达到低功耗运行，网络组网路由有一定的自由度，并且能满足网络的鲁棒性要求。

实施例2

与上述实施例1相对应的，本发明实施例2提出了一种无线网络组网系统，如图3所示，该系统包括：

配置模块210，用于配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系；

组网模块220，用于网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。

本发明实施例提供的一种无线组网系统中各部件所执行的功能均已在上述实施例1中做了详细介绍，因此这里不做过多赘述。

本发明实施例提出了一种无线网络组网系统，网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接。通过采用优先路由和备用路由方法以及连接时间窗的设置，使得整个网络各节点功耗管理和组网管理机制简单，各网络节点都能达到低功耗运行，网络组网路由有一定的自由度，并且能满足网络的鲁棒性要求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种无线网络组网方法，其特征在于，所述方法包括：

配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，所述网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，所述网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，所述网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，所述网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系；

所述网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

所述网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，所述网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接；连接成功后的通信时间长度并不由连接时间窗限定，而是因不同应用由连接双方确定；

所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在所述预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接，并在连接成功后，将所述网络节点和与其成功连接的节点之间的原第二连接关系更新为第一连接关系，以及将所述网络节点和与其未成功连接的节点之间的原第一连接关系更新为第二连接关系或者为所述网络节点配置新的第二连接关系，同时原第二连接时间窗更新为第一连接时间窗，原第一连接时间窗更新为第二连接时间窗或配置新的第二连接时间窗；

将具有同一第一父节点的子节点划分为至少一个子节点组；或者将作为父节点的网络节点的第一子节点集划分为至少一个子节点组；同一节点组的子节点在相同的连接时间窗内与其父节点连接，不同节点组的子节点在不同的连接时间窗内与其父节点连接；

所述预设条件包括网络节点和与其具有第一连接关系的节点连接失败、第一连接关系中父节点的负荷超过预设负荷阈值、第一连接关系中父节点的剩余电量低于预设电量阈值、第一连接关系中节点的信号强度未达到预设信号强度阈值或者第一连接关系中父节点与根节点之间的距离超过预设距离阈值；

所述网络节点中包括至少一个管理节点，所述管理节点用于接收无线网络内各网络节点的更新信息并将所述更新信息更新至其他相应网络节点，所述更新信息包括第一连接时间窗、第一连接关系、第二连接时间窗和第二连接关系信息；

当所述网络节点具有多个与其具有第二连接关系的备用父节点时，根据备用父节点的节点参数确定相应的第二连接关系的优先级；

所述节点参数包括节点信号强度、节点与根节点的距离、节点剩余电量或者节点的负荷。

2.根据权利要求1所述的一种无线网络组网方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述网络节点通过向附近节点广播其状态信息，同时扫描获取附近节点的状态信息，根据附近节点的状态信息确定所述网络节点的第一连接关系和第二连接关系；

所述状态信息包括节点的连接时间窗、节点与根节点的距离、节点负荷、节点信号强度以及节点剩余电量信息。

3.根据权利要求1所述的一种无线网络组网方法，其特征在于，所述方法还包括：

作为父节点的网络节点具有路由功能，并维护一个包含其所有下游子节点或子节点组的路由表；

当作为父节点的所述网络节点接收到信息时，首先判断所述信息的目标地址是否在所述路由表中，若是，则转发到相应的路径的子节点，若不是，当该信息来自其子节点时，则上传该信息至自己的父节点，当该信息来自自己的父节点时，上传路由错误信息至自己的父节点，使整个无线网络的节点之间以最短路径相互通信。

4.根据权利要求1所述的一种无线网络组网方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述网络节点和与其具有第一连接关系或第二连接关系的节点连接时，所述网络节点发送连接请求，具有相应连接关系的节点接收所述连接请求并确认与所述网络节点连接；

所述连接请求包括第一连接关系连接请求信息、第二连接关系连接请求信息、请求连接的目标节点的标识或地址信息以及自身节点的标识或地址信息。

5.根据权利要求1所述的一种无线网络组网方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点保持时间同步或连接时间窗同步。

6.一种无线网络组网系统，其特征在于，所述系统包括：

配置模块，用于配置作为子节点的网络节点的第一父节点和备用父节点，所述网络节点与其第一父节点具有第一连接关系，所述网络节点与其备用父节点具有第二连接关系；

或者配置作为父节点的网络节点的第一子节点集和第二子节点集，所述网络节点与其第一子节点集中的子节点具有第一连接关系，所述网络节点与其第二子节点集中的子节点具有第二连接关系；

组网模块，用于所述网络节点优先和与其具有第一连接关系的节点在预设的第一连接时间窗连接，当所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接；

所述网络节点和与其具有第一连接关系或者第二连接关系的节点连接并通信完成后，所述网络节点进入待机或休眠状态，并在下一个第一连接时间窗或第二连接时间窗醒来进行连接；连接成功后的通信时间长度并不由连接时间窗限定，而是因不同应用由连接双方确定；

所述网络节点和与其具有第一连接关系的节点在所述预设条件下未成功连接时，所述网络节点和与其具有第二连接关系的节点连接，并在连接成功后，将所述网络节点和与其成功连接的节点之间的原第二连接关系更新为第一连接关系，以及将所述网络节点和与其未成功连接的节点之间的原第一连接关系更新为第二连接关系或者为所述网络节点配置新的第二连接关系，同时原第二连接时间窗更新为第一连接时间窗，原第一连接时间窗更新为第二连接时间窗或配置新的第二连接时间窗；

所述预设条件包括网络节点和与其具有第一连接关系的节点连接失败、第一连接关系中父节点的负荷超过预设负荷阈值、第一连接关系中父节点的剩余电量低于预设电量阈值、第一连接关系中节点的信号强度未达到预设信号强度阈值或者第一连接关系中父节点与根节点之间的距离超过预设距离阈值；

所述网络节点中包括至少一个管理节点，所述管理节点用于接收无线网络内各网络节点的更新信息并将所述更新信息更新至其他相应网络节点，所述更新信息包括第一连接时间窗、第一连接关系、第二连接时间窗和第二连接关系信息；

当所述网络节点具有多个与其具有第二连接关系的备用父节点时，根据备用父节点的节点参数确定相应的第二连接关系的优先级；

所述节点参数包括节点信号强度、节点与根节点的距离、节点剩余电量或者节点的负荷。

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