CN110972164B - 用于无线自组织网络的升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供一种用于无线自组织网络的升级方法，包括：当前层子节点接收来自中心节点或上一层子节点中指定的第一升级发起子节点的广播消息；接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包；根据接收到的升级数据包进行升级；在升级完成之后，通过中心节点指定当前层子节点的子集作为用于升级下一层子节点的第二升级发起子节点；以及第二升级发起子节点发起针对下一层子节点的升级过程。通过上述技术方案，中心节点可通过广播升级周围第一层级子节点，已升级子节点中的一部分可作为发起者，通过备份升级包或者读取自身程序来广播升级数据，以升级下一层子节点，简化操作、节省时间、提升效率。

Description

用于无线自组织网络的升级方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地涉及一种用于无线自组织网络的升级方法及系统。

背景技术

无线自组织网络(Mobile Ad Hoc Network，MANET)是一种不同于传统无线通信网络的技术。无线自组织网络通常包含大量的多跳无线分布式节点，其工作环境不仅复杂多变，且节点分布广泛，对于已经部署的系统升级工作非常复杂和困难。

目前无线自组织网络中对子节点的升级主要有以下几种方式：点对点升级和广播升级。点对点升级是通过升级模块或中心节点对目标子节点进行逐个升级，这种方式无法高效处理具有大量待升级子节点的情况，位于网络边缘的节点需要通过多跳中继数据才能到达，通信效率低下。广播升级是通过升级模块或中心节点将升级文件通过广播方式发送给周围能够侦听到数据的子节点。但受限于发射功率，广播升级只能覆盖到中心节点周围一个层级的子节点，如果需要升级整个系统中所有节点，需要移动地理位置，多次进行广播升级。由于现场环境复杂，这样的方式也会耗费巨大的人力财力。

还有一种改进的全网广播升级方式，系统组网后，子节点在各自的转发时隙转发升级数据包，将全网各层级的子节点升级。这种方式只需要中心节点在固定位置启动升级一次，不需要多次移动位置。但是中心节点每发一个升级包都要等待其他子节点转发完成后才能再发下一个升级包，如果网络规模巨大，这种方式会十分耗时，影响其他正常应用业务，且冗余的数据转发，可能会造成信道竞争和数据冲突，从而影响升级效率。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种用于无线自组织网络的升级方法及系统，能够有效地对无线自组织网络中的节点进行升级。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种用于无线自组织网络的升级方法，无线自组织网络包括中心节点和多层子节点，升级方法包括：

中心节点广播第一升级启动帧；

多层子节点中的第一层子节点接收第一升级启动帧，对第一升级启动帧进行验证，在验证合格的情况下保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；

中心节点广播第一升级数据包；

第一层子节点在升级接收状态下接收第一升级数据包，计算第一升级数据包的升级文件校验值，将计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果为计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则根据第一升级数据包进行升级；

在第一层子节点升级完成之后，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点；

升级发起子节点依次广播第二升级启动帧和第二升级数据包以进行针对第二层子节点的升级过程。

在本发明的实施方式中，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点包括：

基于广播域划分方法来确定升级发起子节点，以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

在本发明的实施方式中，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点还包括：

基于频分复用技术给升级发起子节点分配不同信道，以用于向第二层子节点发送第二升级数据包。

在本发明的实施方式中，升级方法还包括：

中心节点检查第一层子节点是否全部升级完成；

在确定第一层子节点未全部升级完成的情况下，重新发送第一升级包或重新发起升级过程；

在确定第一层子节点全部升级完成的情况下，选择升级发起子节点。

在本发明的第二方面，提供一种用于无线自组织网络的升级方法，无线自组织网络包括中心节点和多层子节点，升级方法包括：

针对多层子节点中的当前层子节点，接收来自中心节点或多层子节点中相对于当前层子节点的上一层子节点中指定的第一升级发起子节点的广播消息，广播消息用于指示发起升级过程；

当前层子节点响应于接收到广播消息，接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包；

当前层子节点根据接收到的升级数据包进行升级；

当前层子节点在升级完成之后，通过中心节点指定当前层子节点的子集作为用于升级相对于当前层子节点的下一层子节点的第二升级发起子节点；以及

第二升级发起子节点发起针对下一层子节点的升级过程。

在本发明的实施方式中，当前层子节点响应于接收到广播消息，接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包，包括：

当前层子节点对广播消息进行解析并验证；

如果验证合格，则当前层子节点保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；以及

当前层子节点在升级接收状态下接收升级数据包。

在本发明的实施方式中，当前层子节点根据接收到的升级数据包进行升级包括：

计算接收到的升级数据包的升级文件校验值；

将计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比；以及

如果对比结果为计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则对当前层子节点进行升级。

在本发明的实施方式中，第二升级发起子节点发起针对下一层子节点的升级过程包括：

在公共信道上发送第二广播消息，第二广播消息用于指示发起升级过程；

在中心节点分配的信道上发送第二升级数据包，其中第二升级数据包是第二升级发起子节点从中心节点或第一升级发起子节点接收并保存的，或是通过读取第二升级发起子节点的程序生成的。

在本发明的实施方式中，第一升级发起子节点或第二升级发起子节点是中心节点基于广播域划分方法来确定以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

在本发明的第三方面，提供一种无线自组织网络系统，包括中心节点和多层子节点，无线自组织网络系统被配置成执行上述的用于无线自组织网络的升级方法。

通过上述技术方案，中心节点可通过广播升级周围第一层级子节点，已升级子节点中的一部分可作为发起者，通过备份升级包或者读取自身程序来广播升级数据，以升级下一层子节点，简化操作、节省时间、提升效率。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是示意性示出可以实施本发明实施方式的无线自组织网络的系统图；

图2是示意性示出根据本发明实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图；

图3是示意性示出根据本发明另一实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图；

图4是示意性示出根据本发明另一实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图；

图5是示意性示出根据本发明实施方式的应用于无线自组织网络的节点的示意框图；以及

图6是示意性示出根据本发明另一实施方式的应用于无线自组织网络的节点的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。

若本公开实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

图1是示意性示出可以实施本发明实施方式的无线自组织网络的系统图。如图1所示，无线自组织网络可以包括多个节点。多个节点可以包括主节点(或称为中心节点)(图中由C来表示)和多个从节点(或称为子节点)(图中由n来表示)。多个从节点可以被划分成多层子节点。例如，系统在组网期间，各子节点可以根据时隙转发广播信标帧，并保存其邻居场强信息。中心节点可以通过向各子节点发送命令帧(例如场强收集命令帧)来获取各个子节点的邻居场强信息。可以根据各个子节点的邻居场强大小来将多个子节点划分到不同的层。组网成功后，全网子节点可以组成N层(N≥2)多跳网络。在一示例中，可以规定或设定中心节点只能与第一层子节点(例如邻居场强最大的层)直接通信。中心节点与第一层子节点之外的子节点可以通过中继的方式通信。

图2是示意性示出根据本发明实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图。如图2所示，在本发明的实施方式中，用于无线自组织网络的升级方法可以包括以下步骤。

在步骤S11中，针对多层子节点中的当前层子节点，接收来自中心节点或多层子节点中相对于当前层子节点的上一层子节点中指定的第一升级发起子节点的广播消息，广播消息用于指示发起升级过程。

具体地，假定多层子节点的层数为N(例如，如图1中所示)，当前层子节点位于第i层(1≤i≤N)。

当i＝1时，当前层子节点即为第一层子节点。中心节点可以经由广播消息发起升级过程。具体地，中心节点可以发送广播消息，通知启动升级。例如，中心节点可以发送升级启动帧，该升级启动帧可以包括启动升级所需的信息，例如，软硬件版本、节点类型等。当前层子节点(在该情况中，第一层子节点)可以从中心节点接收广播消息。

当i＞i(例如，i＝2)时，当前层子节点(第i层子节点)可以从上一层子节点(第i-1层子节点)接收用于通知启动升级的广播消息。具体地，在上一层子节点升级完成之后，中心节点可以从上一层子节点中选择该层子节点的子集作为指定的用于升级当前层子节点的升级发起子节点(第一升级发起子节点)，并可以给指定的升级发起子节点分配信道。在一个示例中，可以采用频分复用(Frequency Division Multiplexing，FDM)技术来给升级发起子节点分配不同的信道。这样，可以在不同信道上升级当前层子节点，可以同时进行，互不干扰，避免信道竞争和数据冲突，提高升级效率。升级发起子节点可以经由广播消息发起升级过程。具体地，升级发起子节点的每一个可以发送广播消息，通知启动升级。例如，每一个升级发起子节点可以发送升级启动帧，该升级启动帧可以包括启动升级所需的信息，例如，软硬件版本、节点类型等。在该情况中，当前层子节点可以从上一层的升级发起子节点接收广播消息。

在步骤S12中，当前层子节点响应于接收到广播消息，接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包，升级数据包可以包含升级程序。

具体地，当前层子节点可以接收到中心节点(例如，i＝1)或第一升级发起子节点(例如，i>1)发送的广播消息，例如升级启动帧，可以解析验证其中包含的信息，例如软硬件版本、节点类型等，如果验证合格，则可以保存升级文件校验值(例如，整个升级程序文件的CRC校验值)，并进入升级接收状态，以接收来自中心节点或升级发起子节点的升级数据包。

在步骤S13中，当前层子节点根据接收到的升级数据包进行升级。

具体地，当前层子节点中的一个或一些可以接收到中心节点或升级发起子节点(第一升级发起子节点)中的至少一个升级发起子节点发送的广播消息。当前层子节点之后可以接收从中心节点或升级发起子节点广播的升级数据包，计算接收的升级数据包的升级文件校验值，并将其与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果一致，则根据升级数据包对自身进行升级，例如更新自身程序。

对于中心节点或升级发起子节点(第一升级发起子节点)的每一个升级发起子节点而言，中心节点或升级发起子节点可以先发送广播消息。以升级发起子节点为例，升级发起子节点可以先在公共信道上广播升级启动帧。之后升级发起子节点可以在分配的信道(例如升级信道)上发送升级数据包。例如，在广播升级启动帧之后的预设时长之后，升级发起子节点可以在分配的信道上发送升级数据包。在一示例中，升级发起子节点可以以预定间隔重复发送升级数据包，在重复次数达到预定次数后，停止发送升级数据包。升级发起子节点发送的升级数据包可以是从中心节点接收并存储在本地存储器的，或可以是通过读取自身程序生成的升级数据包。

对于当前层子节点来说，子节点可以先在公共信道上接收升级发起子节点广播的升级启动帧。在如上所述验证合格之后，子节点可以切换到升级信道以接收升级发起子节点发送的升级数据包。在子节点切换到升级信道后，不会再响应其他子节点发送的升级启动帧。

在步骤S14中，当前层子节点在升级完成之后，通过中心节点指定当前层子节点的子集作为用于升级相对于当前层子节点的下一层子节点的第二升级发起子节点。

具体地，可以通过多种方式来选择第一或第二升级发起子节点。

在一个实施方式中，可以给每个层的子节点设置升级发起子节点的数量。与每个层的子节点对应的升级发起子节点的选择以及数量的设置可以考虑以下情况中的一者或多者：

(1)针对每个层的固定值；

(2)相对于升级发起子节点的下一层子节点的数量，即，下一层子节点的数量越多，升级发起子节点的数量可以越多；

(3)每个升级发起子节点的邻居场强达到阈值；

(4)升级发起子节点的邻居场强的总和达到阈值。

以第一层子节点作为示例，假定针对第一层子节点设置的升级发起子节点的数量为m，在一个示例中，中心节点可以从第一层子节点中随机选择m个子节点作为升级发起子节点。在另一示例中，中心节点可以从第一层子节点中选择邻居场强最大的m个子节点作为升级发起子节点。

在另一个实施方式中，中心节点可以基于广播域划分算法确定针对每个层子节点的发起子节点。例如，中心节点可以采用广播域划分算法在每个层上选择最少的子节点，这些子节点的广播范围能够覆盖至少下一层子节点(优选地，整个系统节点)，以及优选地，重叠覆盖数最小。广播域划分算法的示例可以包括但不限于，遗传算法、贪婪算法和蚁群算法。这些广播域划分算法的示例是本领域技术人员公知的，这里不再赘述。

与上述的针对第一升级子节点的类似，中心节点可以例如采用FDM技术给选择或指定的第二升级子节点分配不同的信道。

在步骤S15中，第二升级发起子节点发起针对下一层子节点的升级过程。

具体地，第二升级发起子节点发起针对下一层子节点的升级过程包括：

在公共信道上发送第二广播消息，第二广播消息用于指示发起升级过程；

在中心节点分配的信道上发送第二升级数据包，其中第二升级数据包是第二升级发起子节点从中心节点或第一升级发起子节点接收并保存的，或是通过读取第二升级发起子节点的程序生成的。

在从当前层子节点选择了升级发起子节点之后，可以按照如上所述的方式升级相对于当前层子节点的下一层子节点(例如，第i+1层)。如此循环，直至网络中所有子节点(例如，N层子节点)全部升级完成。如果当前层子节点是网络中最后一层子节点，则可以省略步骤S14和S15。

图3是示意性示出根据本发明另一实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图。为了避免本申请冗长，与图2示出的实施方式相同的内容在图3示出的实施方式中省略，或在图4示出的实施方式中更详细描述。

如图3所示，在本发明的实施方式中，用于无线自组织网络的升级方法可以包括以下步骤。

在步骤S21中，中心节点广播第一升级启动帧；

在步骤S22中，多层子节点中的第一层子节点接收第一升级启动帧，对第一升级启动帧进行验证，在验证合格的情况下保存升级文件校验值(例如，整个升级程序文件的CRC校验值)，并进入升级接收状态；

在步骤S23中，中心节点广播第一升级数据包，升级数据包可以包含升级程序；

在步骤S24中，第一层子节点在升级接收状态下接收第一升级数据包，计算第一升级数据包的升级文件校验值，将计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果为计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则根据第一升级数据包进行升级；

在步骤S25中，在第一层子节点升级完成之后，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点；

在步骤S26中，升级发起子节点依次广播第二升级启动帧和第二升级数据包以进行针对第二层子节点的升级过程。

在本发明的实施方式中，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点包括：

基于广播域划分方法来确定升级发起子节点，以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

在本发明的实施方式中，中心节点选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点还包括：

基于频分复用技术给升级发起子节点分配不同信道，以用于向第二层子节点发送第二升级数据包。

在本发明的实施方式中，升级方法还包括：

中心节点检查第一层子节点是否全部升级完成；

在确定第一层子节点未全部升级完成的情况下，重新发送第一升级包或重新发起升级过程；

在确定第一层子节点全部升级完成的情况下，选择升级发起子节点。

图4是示意性示出根据本发明另一实施方式的用于无线自组织网络的升级方法的流程图。如图4所示，在本发明的实施方式中，用于无线自组织网络的升级方法可以包括以下步骤。

在步骤S31中，中心节点经由广播消息发起升级过程。具体地，中心节点可以发送广播消息，通知启动升级。例如，中心节点可以发送升级启动帧，该升级启动帧可以包括启动升级所需的信息，例如，软硬件版本、节点类型等。

在步骤S32中，第一层子节点(例如图1中距离中心节点最近的一圈内的子节点)响应于中心节点发起的升级过程进行升级。具体地，第一层子节点可以接收到中心节点发送的广播消息，例如升级启动帧，可以解析验证其中包含的信息，例如软硬件版本、节点类型等，如果验证合格，则可以保存升级文件校验值(例如，整个升级程序文件的CRC校验值)，并进入升级接收状态，以接收来自中心节点的升级数据包，升级数据包可以包含升级程序。第一层子节点之后可以接收从中心节点广播的升级数据包，计算接收的升级数据包的升级文件校验值(例如，整个升级程序文件的CRC校验值)，并将其与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果一致，则根据升级数据包对自身进行升级，例如更新自身程序。

对于中心节点而言，中心节点可以先发送广播消息，例如，可以先在公共信道上广播升级启动帧。之后中心节点可以在专用信道上发送升级数据包。例如，在广播升级启动帧之后的预设时长之后，中心节点可以在专用信道上发送升级数据包(例如，用于发送升级数据包的专用信道可以称为升级信道)。在一示例中，中心节点可以以预定间隔重复发送升级数据包，在重复次数达到预定次数后，停止发送升级数据包。对于第一层子节点来说，子节点可以先在公共信道上接收中心节点广播的升级启动帧。在如上所述验证合格之后，子节点可以切换到升级信道以接收中心节点发送的升级数据包。

在步骤S33中，在第一层子节点升级完成之后，中心节点从第一层子节点中选择第一层子节点的子集作为升级发起子节点，以用于升级相对于第一层子节点的第二层子节点。具体地，如图1所示，中心节点可以选择第一层子节点中的子集(例如，图1中示出的子节点n₁、n₂、n₃、n₄、)作为升级发起子节点。

可以通过多种方式来选择升级发起子节点。

在一个实施方式中，可以给每个层的子节点设置升级发起子节点的数量。与每个层的子节点对应的升级发起子节点的选择以及数量的设置可以考虑以下情况中的一者或多者：

(1)针对每个层的固定值；

(2)相对于升级发起子节点的下一层子节点的数量，即，下一层子节点的数量越多，升级发起子节点的数量可以越多；

(3)每个升级发起子节点的邻居场强达到阈值；

(4)升级发起子节点的邻居场强的总和达到阈值。

以第一层子节点作为示例，假定针对第一层子节点设置的升级发起子节点的数量为m，在一个示例中，中心节点可以从第一层子节点中随机选择m个子节点作为升级发起子节点。在另一示例中，中心节点可以从第一层子节点中选择邻居场强最大的m个子节点作为升级发起子节点。

在另一个实施方式中，中心节点可以基于广播域划分算法确定针对每个层子节点的发起子节点。例如，中心节点可以采用广播域划分算法在每个层上选择最少的子节点，这些子节点的广播范围能够覆盖至少下一层子节点(优选地，整个系统节点)，以及优选地，重叠覆盖数最小。广播域划分算法的示例可以包括但不限于，遗传算法、贪婪算法和蚁群算法。这些广播域划分算法的示例是本领域技术人员公知的，这里不再赘述。

中心节点在选择了升级发起子节点之后，可以给升级发起子节点分配不同的信道(例如升级信道)。例如，中心节点可以通过发送指定升级命令来通知被选择的升级发起子节点以及对应分配的信道。升级发起子节点可以在接收到来自中心节点的指定升级命令后，发起针对第二层子节点的升级过程。

在一个示例中，可以采用FDM技术来分配升级信道。这样，可以在不同信道上升级下一层子节点，可以同时进行，互不干扰，避免信道竞争和数据冲突，提高升级效率。

在步骤S34中，从第一层子节点中选择的升级发起子节点经由广播消息发起升级过程。具体地，升级发起子节点的每一个可以发送广播消息，通知启动升级。例如，每一个升级发起子节点可以发送升级启动帧，该升级启动帧可以包括启动升级所需的信息，例如，软硬件版本、节点类型等。

在步骤S35中，第二层子节点响应于升级发起子节点发起的升级过程进行升级。具体地，第二层子节点可以接收到升级发起子节点发送的广播消息，例如升级启动帧，可以解析验证其中包含的信息，例如软硬件版本、节点类型等，如果验证合格，则可以保存升级文件校验值，并进入升级接收状态，以接收来自升级发起子节点的升级数据包。例如，第二层子节点中的一个或一些可以接收到升级发起子节点中的至少一个升级发起子节点发送的广播消息。第二层子节点之后可以接收从升级发起子节点广播的升级数据包，计算接收的升级数据包的升级文件校验值，并将其与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果一致，则根据升级数据包对自身进行升级，例如更新自身程序。

对于升级发起子节点的每一个升级发起子节点而言，升级发起子节点可以先发送广播消息，例如，可以先在公共信道上广播升级启动帧。之后升级发起子节点可以在分配的信道(例如升级信道)上发送升级数据包。例如，在广播升级启动帧之后的预设时长之后，升级发起子节点可以在分配的信道上发送升级数据包。在一示例中，升级发起子节点可以以预定间隔重复发送升级数据包，在重复次数达到预定次数后，停止发送升级数据包。升级发起子节点发送的升级数据包可以是从中心节点接收并存储在本地存储器的，或可以是通过读取自身程序生成的升级数据包。

对于第二层子节点来说，子节点可以先在公共信道上接收升级发起子节点广播的升级启动帧。在如上所述验证合格之后，子节点可以切换到升级信道以接收升级发起子节点发送的升级数据包。在子节点切换到升级信道后，不会再响应其他子节点发送的升级启动帧。

在步骤S36中，在第二层子节点升级完成之后，中心节点从第二层子节点中选择第二层子节点的子集作为升级发起子节点，以用于升级相对于第二层子节点的下一层子节点。

在从第二层子节点选择了升级发起子节点之后，可以按照如上所述的方式升级相对于第二层子节点的下一层子节点。如此循环，直至网络中所有子节点(即N层子节点)全部升级完成。

在本发明进一步实施方式中，升级方法还可以包括中心节点检查是否升级完成。具体地，升级发起子节点在广播完升级数据包后可以向中心节点反馈升级完成，中心节点接收到该反馈后可以启动检查过程。例如，每升级完一层子节点之后，中心节点可以例如依次查询刚升级完的这层子节点的版本，如果存在未升级成功的子节点，则可以再次发送升级数据包或者再次启动针对该层的升级过程。如果该层的子节点都升级成功，才允许启动下一层的子节点的升级过程。具体地，中心节点在发送指定升级命令之前检查该层的子节点是否升级完成，只有在子节点升级完成的情况下，才发送指定升级命令，即指定升级发起子节点和分配信道。

在本发明的实施方式中，提供一种无线自组织网络系统，包括中心节点和多层子节点，无线自组织网络系统被配置成执行上述实施方式中描述的用于无线自组织网络的升级方法。

图5是示意性示出根据本发明实施方式的应用于无线自组织网络的节点的示意框图。如图5所示，在本发明的实施方式中，提供一种应用于无线自组织网络的节点，该节点可以包括处理器501和存储器502，存储器502中存储有计算机可读指令，处理器501在从存储器502中调用并执行该计算机可读指令时，可以被配置成执行上述实施方式中描述的中心节点执行的功能。

具体地，处理器501可以被配置成：

广播第一升级启动帧；多层子节点中的第一层子节点接收第一升级启动帧，对第一升级启动帧进行验证，在验证合格的情况下保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；

广播第一升级数据包；第一层子节点在升级接收状态下接收第一升级数据包，计算第一升级数据包的升级文件校验值，将计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果为计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则根据第一升级数据包进行升级；

在第一层子节点升级完成之后，选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点；升级发起子节点依次广播第二升级启动帧和第二升级数据包以进行针对第二层子节点的升级过程。

在本发明的实施方式中，选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点包括：

基于广播域划分方法来确定升级发起子节点，以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

在本发明的实施方式中，选择第一层子节点的子集作为用于发起针对多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点还包括：

基于频分复用技术给升级发起子节点分配不同信道，以用于向第二层子节点发送第二升级数据包。

在本发明的实施方式中，处理器501还可以被配置成：

检查第一层子节点是否全部升级完成；

在确定第一层子节点未全部升级完成的情况下，重新发送第一升级包或重新发起升级过程；

在确定第一层子节点全部升级完成的情况下，选择升级发起子节点。

图6是示意性示出根据本发明另一实施方式的应用于无线自组织网络的节点的示意框图。如图6所示，在本发明的实施方式中，提供一种应用于无线自组织网络的节点，该节点可以包括处理器601和存储器602，存储器602中存储有计算机可读指令，处理器601在从存储器602中调用并执行该计算机可读指令时，可以被配置成执行上述实施方式中描述的各层子节点执行的功能。

具体地，处理器601可以被配置成：

接收来自中心节点或多层子节点中相对于处理器601所属于的当前层子节点的上一层子节点中指定的第一升级发起子节点的广播消息，广播消息用于指示发起升级过程；

响应于接收到广播消息，接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包；

根据接收到的升级数据包进行升级；

在升级完成之后，通过中心节点指定当前层子节点的子集作为用于升级相对于当前层子节点的下一层子节点的第二升级发起子节点，其中处理器601属于该子集中的子节点；以及

发起针对下一层子节点的升级过程。

在本发明的实施方式中，响应于接收到广播消息，接收来自中心节点或第一升级发起子节点的升级数据包，包括：

对广播消息进行解析并验证；

如果验证合格，则保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；以及

在升级接收状态下接收升级数据包。

在本发明的实施方式中，根据接收到的升级数据包进行升级包括：

计算接收到的升级数据包的升级文件校验值；

将计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比；以及

如果对比结果为计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则对当前层子节点进行升级。

在本发明的实施方式中，发起针对下一层子节点的升级过程包括：

在公共信道上发送第二广播消息，第二广播消息用于指示发起升级过程；

在中心节点分配的信道上发送第二升级数据包，其中第二升级数据包是第二升级发起子节点从中心节点或第一升级发起子节点接收并保存的，或是通过读取第二升级发起子节点的程序生成的。

可以实施本发明的实施方式的无线自组织网络可以应用在电力领域。在应用于该领域的无线自组织网络中，中心节点可以安装在集中器，子节点可以安装在电能表或者采集器。

处理器的示例可以包括但不限于，通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)以及状态机等等。处理器可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理。

本发明的上述实施方式及其等同实施方式可以带来以下有益效果：

1、由于传统的广播升级方式其升级范围只能覆盖周围一层的节点，对于多层级大规模网络系统通常是靠移动地点来保证升级覆盖完全，费时费力。本发明实施方式只需要从中心节点启动，采用滚动式升级方法，通过已升级节点升级下一层节点，操作简单省力。

2、一般的升级方式，中心节点会根据路由路径将数据包发送至待升级节点，路径中的每个节点都需要转发数据包，通信效率较低。本发明实施方式可通过已升级节点启动升级，不需要中心节点和中继节点再次传输升级文件数据，节省时间，提升效率。

3、全网广播升级每个节点都需要转发升级数据包，升级耗时较长，且容易造成信道竞争和数据冲突。本发明实施方式采用广播域划分算法，利用最少的广播节点覆盖最大的升级范围，减少了冗余转播的数量，大大降低了升级时间。

4、采用频分复用的技术，广播升级节点在不同信道上升级下一层节点，可以同时进行，互不干扰，提高了升级效率。

本申请是参照根据本申请实施方式的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施方式可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式或结合软件和硬件方面的实施方式的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施方式而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无线自组织网络的升级方法，所述无线自组织网络包括中心节点和多层子节点，其特征在于，所述升级方法包括：

所述中心节点广播第一升级启动帧；

所述多层子节点中的第一层子节点接收所述第一升级启动帧，对所述第一升级启动帧进行验证，在验证合格的情况下保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；

所述中心节点广播第一升级数据包；

所述第一层子节点在所述升级接收状态下接收所述第一升级数据包，计算所述第一升级数据包的升级文件校验值，将计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比，如果对比结果为计算出的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则根据所述第一升级数据包进行升级；

在所述第一层子节点升级完成之后，所述中心节点选择所述第一层子节点的子集作为用于发起针对所述多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点；

所述升级发起子节点依次广播第二升级启动帧和第二升级数据包以进行针对所述第二层子节点的升级过程。

2.根据权利要求1所述的升级方法，其特征在于，所述中心节点选择所述第一层子节点的子集作为用于发起针对所述多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点包括：

基于广播域划分方法来确定所述升级发起子节点，以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

3.根据权利要求2所述的升级方法，其特征在于，所述中心节点选择所述第一层子节点的子集作为用于发起针对所述多层子节点中第二层子节点的升级过程的升级发起子节点还包括：

基于频分复用技术给所述升级发起子节点分配不同信道，以用于向所述第二层子节点发送所述第二升级数据包。

4.根据权利要求1所述的升级方法，其特征在于，还包括：

所述中心节点检查所述第一层子节点是否全部升级完成；

在确定所述第一层子节点未全部升级完成的情况下，重新发送所述第一升级包或重新发起升级过程；

在确定所述第一层子节点全部升级完成的情况下，选择所述升级发起子节点。

5.一种用于无线自组织网络的升级方法，所述无线自组织网络包括中心节点和多层子节点，其特征在于，所述升级方法包括：

针对所述多层子节点中的当前层子节点，接收来自所述中心节点或所述多层子节点中相对于所述当前层子节点的上一层子节点中指定的第一升级发起子节点的广播消息，所述广播消息用于指示发起升级过程；

所述当前层子节点响应于接收到所述广播消息，接收来自所述中心节点或所述第一升级发起子节点的升级数据包；

所述当前层子节点根据接收到的升级数据包进行升级；

所述当前层子节点在升级完成之后，通过所述中心节点指定所述当前层子节点的子集作为用于升级相对于所述当前层子节点的下一层子节点的第二升级发起子节点；以及

所述第二升级发起子节点发起针对所述下一层子节点的升级过程。

6.根据权利要求5所述的升级方法，其特征在于，所述当前层子节点响应于接收到所述广播消息，接收来自所述中心节点或所述第一升级发起子节点的升级数据包，包括：

所述当前层子节点对所述广播消息进行解析并验证；

如果验证合格，则所述当前层子节点保存升级文件校验值，并进入升级接收状态；以及

所述当前层子节点在所述升级接收状态下接收所述升级数据包。

7.根据权利要求6所述的升级方法，其特征在于，所述当前层子节点根据接收到的升级数据包进行升级包括：

计算接收到的升级数据包的升级文件校验值；

将计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值进行对比；以及

如果对比结果为计算得到的升级文件校验值与保存的升级文件校验值一致，则对所述当前层子节点进行升级。

8.根据权利要求5所述的升级方法，其特征在于，所述第二升级发起子节点发起针对所述下一层子节点的升级过程包括：

在公共信道上发送第二广播消息，所述第二广播消息用于指示发起升级过程；

在所述中心节点分配的信道上发送第二升级数据包，其中第二升级数据包是所述第二升级发起子节点从所述中心节点或所述第一升级发起子节点接收并保存的，或是通过读取所述第二升级发起子节点的程序生成的。

9.根据权利要求5所述的升级方法，其特征在于，所述第一升级发起子节点或所述第二升级发起子节点是所述中心节点基于广播域划分方法来确定以满足：

确定的升级发起子节点的数量最少；

升级发起子节点的广播范围覆盖至少升级发起子节点的下一层子节点；以及

升级发起子节点的重叠覆盖数最小。

10.一种无线自组织网络系统，包括中心节点和多层子节点，其特征在于，所述无线自组织网络系统被配置成执行根据权利要求1至9中任意一项所述的用于无线自组织网络的升级方法。

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