CN111224732A - 用于网络设备的数据分发方法、装置及数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据分发方法、装置及数据传输系统，该方法包括：获取待发送数据；获取网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，其中，广域网由包括网络设备在内的至少两个网络设备组成，广域网上的所有网络设备具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片；在数据时间片发送待发送数据供广域网的其他网络设备同步接收。本发明提供了数据分发的技术方案，由于广域网上的所有网络设备对应不同的数据时间片且具有相同的工作频率，从而当广域网上的其中一个网络设备在对应的数据时间片发送数据时，广域网上的其他网络设备能够同步接收到数据，从而实现数据的同步分发。

Description

用于网络设备的数据分发方法、装置及数据传输系统

技术领域

本发明涉及远距离通信技术领域，更具体地，涉及一种用于网络设备的数据分发方法，一种用于网络设备的数据分发装置，以及一种数据传输系统。

背景技术

在大型活动现场或者人流密集的区域经常会聚集大量的人员，不同的人员也会使用不同的终端设备，此时，广域网会因为终端设备的数量过多而瘫痪。

现有技术中在广域网瘫痪的情况下，是通过架设局域网来实现网络互通。但是，实际当中存在网络架设成本高的一些场景，例如，演唱会的多个入场口之间距离较远，甚至有数公里之远，又例如，在农业领域，大面积的监测设备部署在广阔的范围内，多个需要网络连接的监测设备之间无法架设可互通的局域网，再例如，实际网络部署时遇到穿越河流、穿越大街、穿越森林等场景，都会造成网络部署难、成本高。

而且，即使通过架设局域网实现多个局域网之间互通，但是，由于远距离部署网络，设备、线路的稳定性及可用性都会对整体网络的能力造成较大的影响，部署的中继设备节点越多、网络稳定性越差、受外界干扰因素的影响越多，因此，这就非常有必要提供一种能够实现远距离通信的数据分发方法。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种用于网络设备的数据分发方法，以实现远距离的数据分发。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于网络设备的数据分发方法，其包括：

获取待发送数据；

获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，

其中，所述广域网由包括所述网络设备在内的至少两个网络设备组成，所述广域网上的所有网络设备具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片；

在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收。

可选地，在所述网络设备进入所述广域网之前，所述方法还包括：

监听由所述广域网中的网络设备发出的第一信标帧，其中，所述第一信标帧携带有所述广域网的状态信息，在未监听到所述第一信标帧的情况下，执行组建所述广域网的操作，在监听到所述第一信标帧的情况下，执行加入所述广域网的操作。

可选地，所述执行组建所述广域网的操作，包括：

接收所述其他网络设备广播的组网邀请消息，其中，所述组网邀请消息携带有组网用索引值；

响应于所述组网邀请消息发送组网加入消息，所述组网加入消息携带有组网用索引值；

根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

可选地，所述执行组建所述广域网的操作，包括：

广播组网邀请消息，其中，所述组网邀请消息携带有组网用索引值；

接收所述其他网络设备响应于所述组网邀请消息发送的组网加入消息，其中，所述组网加入消息携带有组网用索引值；

根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

可选地，所述组网用索引值为随机数，所述获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片的步骤包括：

将所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值进行排序，得到排序结果；

根据所述排序结果，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

可选地，所述根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网之后，所述方法还包括：

根据所述组网邀请消息中携带的组网用索引值和所述组网加入消息中携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送所述第一信标帧的信标帧时间片，其中，所述广域网上的所有网络设备对应不同的信标帧时间片。

可选地，所述在监听到所述第一信标帧的情况下，执行加入所述广域网的操作，包括：

根据所述广域网的状态信息，确定加入所述广域网的入网时间片；

在所述入网时间片向所述广域网中的主网络设备发送入网请求消息；

接收所述主网络设备根据所述入网请求消息返回的入网确认消息；

根据所述入网确认消息加入所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述入网时间片，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

可选地，所述方法还包括：

获取所述网络设备在预设时间段内的业务量信息，其中，所述业务量信息为所述网络设备挂载的终端设备产生的数据量信息；

根据所述数据量信息，调整所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片；

广播调整后的数据时间片供所述其他网络设备调整自身的数据时间片。

可选地，所述在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收包括：

对所述待发送数据进行协议转换和压缩操作处理；

在所述数据时间片发送处理后的待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收。

可选地，在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收之后，还包括：

所述广域网的网络设备对接收到的数据进行解压缩和协议转换处理，并将处理后的数据发送到各网络设备挂载的终端设备。

根据本发明的第二方面，还提供了一种网络设备，其包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据本发明第一方面中的数据分发方法。

根据本发明的第三方面，还提供了一种数据传输系统，其包括：至少两个所述网络设备，每一所述网络设备挂载有至少一个终端设备，所述至少两个所述网络设备组成所述广域网，所述至少两个所述网络设备基于所述广域网通过远程通信方式进行数据分发。

本发明的一个有益效果在于，本发明实施例的方法是基于广域网由至少两个网络设备组成，且广域网上的所有网络设备都具有相同的工作频率，对应不同的数据时间片，因此，当广域网上的其中一个网络设备在对应的数据时间片发送数据时，广域网上的其他网络设备能够同步接收到数据，从而实现数据的同步分发。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明实施例的数据分发系统的组成结构示意图；

图2a为根据本发明实施例的网络设备的原理框图；

图2b为根据本发明实施例的网络设备的硬件结构示意图；

图3为根据本发明实施例的用于网络设备的数据分发方法的示意性流程图；

图4为根据本发明实施例的网络设备和广域网上的其他网络设备之间的交互过程的示意性流程图；

图5a、5b为根据本发明实施例的数据时间片划分示意图；

图6为根据本发明实施例的信标帧和数据帧划分示意图；

图7为根据本发明一个例子的网络设备的数据分发方法的示意性流程图；

图8为根据本发明实施例的数据分发装置的原理框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

<数据分发系统实施例>

图1是本发明实施例的数据分发系统的组成结构示意图。

根据图1所示，本实施例的数据分发系统包括4个网络设备1000(参见图2a、图2b)，分别为网络设备1000A、网络设备1000B、网络设备1000C和网络设备1000D，网络设备1000A上挂载有终端设备2000A1和终端设备2000A2，网络设备1000B上挂载有终端设备2000B1和终端设备2000B2，网络设备1000C上挂载有终端设备2000C1和终端设备2000C2，网络设备1000D上挂载有终端设备2000D1和终端设备2000D2，网络设备1000A，1000B，1000C和1000D组成广域网，网络设备1000A、1000B、1000C和1000D基于该广域网通过远程通信方式进行数据分发。

在另外的实施例中，数据分发系统也可以根据实际应用需要包括其他数量的网络设备1000，例如，包括2个网络设备1000，3个网络设备1000，5个网络设备1000，甚至更多，在此不做任何限定。

在另外的实施例中，数据分发系统中的各个网络设备1000可以根据负载能力挂载其他数量的终端设备，而且各个网络设备1000所挂载的终端设备的数量可以相同，也可以不同，在此不做任何限定。

在本实施例中，该远程通信方式例如但不限于是长距离(Long Range，LoRa)通信方式、Sigfox通信方式或者窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)通信方式。

在本实施例中，该广域网上的网络设备1000A、1000B、1000C和1000D具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片，从而防止数据传输冲突。

在本实施例中，网络设备1000A、1000B、1000C和1000D可以为能够形成无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)或者无线局域网(Wireless Local AreaNetworks，WLAN)的设备，其中，形成WPAN的设备例如但不限于是计算机、电话等，形成WLAN的设备例如但不限于是路由器、交换机等，本实施例在此不做任何限定。

图2a为根据本实施例的网络设备的硬件结构示意图。

根据图2a所示，本实施例的网络设备1000至少可以包括数据分发装置1010、远程通信装置1020和近程通信装置1030。

数据分发装置1010用于实现本发明任意一种实施例提供的数据分发方法。

广域网上的各个网络设备1000通过各自的远程通信装置1020进行通信，从而利用远程通信方式进行数据分发。

近程通信装置1030用于使得网络设备1000能够通过近距离通信方式实现所挂载的终端设备2000间数据同步，即，网络设备1000所挂载的终端设备2000具有相对应的近程通信装置1030，以实现网络设备1000与所挂载的终端设备2000之间的近距离通信连接。该近距离通信方式例如但不限于是广播技术、蓝牙技术或者消息队列遥测传输(MessageQueuing Telemetry Transport，MQTT)技术等。

采用广播技术进行数据分发时，基于的是用户数据报(User Datagram Protocol，UDP)协议；采用蓝牙技术进行数据分发时，基于的是蓝牙通信协议；采用MQTT技术进行数据分发时，基于的是MQTT协议。

本实施例中，以网络设备1000A进行数据分发为例，数据分发系统的分发过程可以包括：一方面，网络设备1000A接收终端设备2000A1发送的待发送数据，并通过自身的近程通信装置1030将待发送数据同步到终端设备2000A2，这个过程实现的是网络设备1000A上的数据分发。另一方面，网络设备1000A在对应的数据时间片将待发送数据通过自身的远程通信装置1020发送至所属广域网上，该广域网上的网络设备1000B、1000C以及1000D分别通过自身的远程通信装置1020接收待发送数据，这个过程实现的是网络设备1000A与所属广域网上的网络设备1000B、网络设备1000C以及网络设备1000D之间的数据分发。再一方面，网络设备1000B、1000C以及1000D分别通过自身的近程通信装置1030将接收的待发送数据分发至各自挂载的终端设备。

图2b是根据本发明另一实施例的网络设备1000的硬件结构示意图。

在实施例中，网络设备1000可以是数据分发系统的任何一个网络设备。

根据图2b所示，网络设备1000可以包括一个或多个存储器1050和一个或多个处理器1040。

存储器1050例如可以包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。

处理器1040可以是台式机处理器、服务器处理器或者移动版处理器等。

数据分发装置1010由处理器2060实现。

存储器1050用于存储指令，该指令用于控制处理器1040进行操作以执行根据本发明实施例的数据分发方法，本领域技术人员可以根据本发明所公开的技术方案设计指令。指令是如何控制处理器进行操作，这是本领域的公知，故本发明实施例在此不再详细描述。

<方法实施例>

图3为根据一个实施例的用于网络设备的数据分发方法的示意性流程图。

参照图3，本实施例的用于网络设备的数据分发方法由数据分发系统内的任意一个网络设备1000实施，本实施例的数据分发方法可以包括如下步骤：

步骤S3210，网络设备1000获取待发送数据。

网络设备1000上挂载有至少一个终端设备2000，待发送数据由挂载在网络设备1000上的终端设备2000产生，并例如通过终端设备2000与网络设备1000建立近距离通信连接，以将待发送数据发送给网络设备1000。

步骤S3220，网络设备1000获取自身在所属广域网上发送数据的数据时间片。

在本实施例中，广域网由包括该网络设备1000在内的至少两个网络设备1000组成，例如由图1中的4个网络设备1000组成，并且，广域网上的所有网络设备1000具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片，工作频率相同是指广域网上的所有网络设备1000采用相同的时间片划分机制，其中，数据时间片为允许网络设备1000通过广域网发送数据的时间。这可以理解为，在同一个工作频率下，数据时间片与网络设备1000一一对应配置，当该网络设备1000在对应的数据时间片发送待发送数据时，广域网上的其他网络设备不允许发送数据，仅能接收该网络设备1000发送的待发送数据，从而防止数据传输冲突。

参照图1及图5a、图5b所示，例如，广域网由包括网络设备1000A在内的网络设备1000B、1000C以及1000D组成，这里，网络设备1000A、1000B、1000C以及1000D工作在同一个频率下，且对应不同的数据时间片。图5a、图5b中数据时间片A为网络设备1000A发送数据的数据时间片；数据时间片B为网络设备1000B发送数据的数据时间片；数据时间片C为网络设备1000C发送数据的数据时间片；数据时间片D为网络设备1000D发送数据的数据时间片。在图5a中，网络设备1000A在数据时间片A发送数据，此时，网络设备1000B、1000C以及1000D接收数据；而在图5b中，网络设备1000B在数据时间片B发送数据，此时，网络设备1000A、1000C以及1000D接收数据，以此类推。

步骤S3230，网络设备1000在对应的数据时间片发送待发送数据供广域网的其他网络设备1000同步接收。

同步接收可以理解为是，在基本相同的时间完成接收，即该网络设备1000在对应的数据时间片发送待发送数据，此时，由于广域网上的其他网络设备1000均处于接收数据的状态，因此，其他网络设备1000可以在基本相同的时间接收该待发送数据。

在一个实施例中，该步骤S3230中网络设备1000在对应的数据时间片发送待发送数据供广域网的其他网络设备1000同步接收可以包括如下步骤：

步骤S3231，网络设备1000对待发送数据进行协议转换和压缩操作处理。

网络设备1000在挂载的终端设备之间进行数据分发时利用的是近场通信方式，网络设备1000在与广域网的其他网络设备1000进行数据分发时利用的是远程通信方式。由于远程通信方式的传输速率通常较小，因此，网络设备1000可以对待发送数据进行协议转换和压缩操作处理以满足低速率传输承载要求，进而适用于更多的远程通信方式。

本实施例中，可以采用任意的压缩操作方式，该压缩操作方式例如但不限于是霍夫曼算法或者LZW(Lenpel-Ziv&Welch)算法。

步骤S3232，网络设备1000在对应的数据时间片发送处理后的待发送数据供广域网的其他网络设备1000同步接收。

由此可见，本实施例的方法在进行数据分发时，组建了由网络设备组成的广域网，且广域网上的所有网络设备都具有相同的工作频率，并对应不同的数据时间片，因此，当广域网上的其中一个网络设备在对应的数据时间片发送数据时，广域网上的其他网络设备均处于能够随时接收数据的状态，因此能够同步接收到待发送数据，从而实现广域网上数据的同步分发。

在一个实施例中，网络设备1000在对应的数据时间片发送待发送数据供广域网的其他网络设备同步接收之后，还包括：

广域网的网络设备对接收到的数据进行解压缩和协议转换处理，并将处理后的数据发送到各网络设备挂载的终端设备。

根据本实施例的方法，广域网的其他网络设备能够对接收到的数据进行解压缩和协议转换处理，以得到待发送数据，并将待发送数据发送到各网络设备挂载的终端设备中，从而，实现同一个网络设备上挂载的终端设备的数据的同步分发。

图4为根据一个实施例的网络设备1000A和广域网上的其他网络设备1000B、1000C、1000D之间的交互过程的示意性流程图。

根据图1和图4，本实施例的交互过程可以包括如下步骤：

步骤S4210，网络设备1000A获取待发送数据。

该待发送数据可以由网络设备1000A上挂载的终端设备2000A1或者2000A2提供。

步骤S4220，网络设备1000A获取网络设备1000A在所属广域网上发送数据的数据时间片。

步骤S4230，网络设备1000A对待发送数据进行数据协议转换和压缩操作处理。

步骤S4240，网络设备1000A在对应的数据时间片发送处理后的待发送数据供网络设备1000B、1000C以及1000D同步接收。

广域网的所有网络设备具有相同的工作频率，且对应不同的数据时间片。

步骤S4250，网络设备1000B、1000C以及1000D接收到处理后的待发送数据后，对接收到的处理后的待发送数据进行解压缩和协议转换，得到待发送数据。

步骤S4260，网络设备1000B、1000C以及1000D将得到的待发送数据同步发送至各自挂载的终端设备。

在一个实施例中，在网络设备1000进入广域网之前，本发明的数据分发方法还可以包括如下步骤：

步骤S3240，网络设备1000监听由广域网上的其他网络设备1000发出的第一信标帧。

第一信标帧携带有广域网的状态信息，该状态信息例如至少包括：广域网上的网络设备总数、网络设备的标号值以及新网络设备可入网时间片标号值。

步骤S3250，网络设备1000在未监听到第一信标帧的情况下，执行组建广域网的操作，在监听到第一信标帧的情况下，执行加入广域网的操作。

在本实施例中，网络设备1000可以根据监听周期监听第一信标帧，并可以在任意一个监听周期内没有监听到第一信标帧的情况下，执行组建广域网的操作。

在一个实施例中，该步骤S3250中执行组建广域网的操作可以包括如下步骤：

步骤S3251，网络设备1000广播组网邀请消息。

组网邀请消息携带有组网用索引值。

组网邀请消息可以通过信标帧的形式表示，这也可以理解为是，网络设备1000通过广播信标帧发起组网邀请，其中，该信标帧携带有组网用索引值，该组网用索引值例如可以是随机数。

根据该步骤S3251，当网络设备1000需要与工作在同一频率下的其他网络设备1000组建广域网时，网络设备1000可以随机生成一个随机数，并将该随机数以信标帧的形式广播出去。

步骤S3252，网络设备1000接收其他网络设备1000响应于组网邀请消息发送的组网加入消息。

组网加入消息携带有组网用索引值，组网加入消息中携带的组网用索引值与组网邀请消息中携带的组网用索引值不同，组网加入消息例如也可以是随机数。

在一个例子中，其他网络设备1000发送的组网加入消息可以携带有不同的随机数。该例子中，当其他网络设备1000发送的组网加入消息携带有不同的随机数时，网络设备1000接收到其他网络设备1000发送的携带有随机数的组网加入消息之后，会进入组网等待状态，此时，网络设备1000不会在广播组网加入消息。

在另外一个例子中，其他网络设备1000发送的组网加入消息可以携带有相同的随机数。该例子中，当其他网络设备1000中的至少两个网络设备1000发送的组网加入消息携带有相同的随机数时，网络设备1000会重新广播组网加入消息，并接收其他网络设备1000响应于组网邀请消息发送的组网加入消息，直至网络设备1000接收到其他网络设备1000响应于组网邀请消息发送的携带有不同的随机数的组网加入消息。

步骤S3253，网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

该步骤S3253中，在预设的组网时间到达时，网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

该预设的组网时间可以根据广域网上的网络设备总数预先设定，广域网上的网络设备总数较多时，预设的组网时间可以设置的较长，例如60s；广域网上的网络设备总数较少时，预设的组网时间可以设置的较短，例如30s。

根据本实施例的方法，网络设备1000能够基于第一信标帧判断是否需要组建广域网，并主动发起组网邀请消息，以和响应组网邀请消息的其他网络设备组建广域网，进而在所组建的广域网上实施根据任意实施例的数据分发方法。

在一个实施例中，该步骤S3250中执行组建广域网的操作还可以包括如下步骤：

步骤S3254，网络设备1000接收其他网络设备1000广播的组网邀请消息。

组网邀请消息携带有组网用索引值。

组网邀请消息可以通过信标帧的形式表示，这也可以理解为是，其他网络设备通过广播信标帧发起组网邀请，其中，该信标帧携带有组网用索引值，该组网用索引值例如可以是随机数。

根据该步骤S3254，当其他网络设备1000中的任意一个网络设备1000需要与工作在同一频率下的该网络设备1000组建广域网时，其他网络设备1000中的任意一个网络设备1000随机生成一个随机数，并将该随机数以信标帧的形式广播出去。

步骤S3255，网络设备1000响应于组网邀请消息发送组网加入消息。

组网加入消息携带有组网用索引值，组网加入消息中携带的组网用索引值与组网邀请消息中携带的组网用索引值不同，组网加入消息例如也可以是随机数。

步骤S3256，网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

该步骤S3256中，在预设的组网时间到达时，网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

根据本实施例的方法，网络设备1000能够响应其他网络设备发送的组网邀请消息，从而和其他网络设备组建广域网，进而在所组建的广域网上实施根据任意实施例的数据分发方法。

在一个实施例中，在网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网之后，本发明的数据分发方法还可以包括如下步骤：

步骤S3260，网络设备1000根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片。

该步骤S3260中的第一信标帧与步骤S3240中的第一信标帧为相同的信标帧。也就是说，当没有监听到第一信标帧时，组建广域网，在组建广域网之后，会获得网络设备1000以及其他网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片，所有网络设备1000通过对应的信标帧时间片发送第一信标帧，即在组建广域网之后，网络设备1000不仅能够通过自身的信标帧时间片发送第一信标帧，也能够监听到其他网络设备1000通过各自的信标帧时间片发送的第一信标帧。

广域网上的所有网络设备对应不同的信标帧时间片。

本实施例中，该组网用索引值为随机数，该步骤S3260中网络设备1000根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片，可以包括如下步骤：

步骤S3261，网络设备1000将组网邀请消息中携带的随机数和组网加入消息中携带的随机数按照从小到大的顺序进行排序，得到排序结果。

例如，参照图6，图6中BEACON Frames为信标帧时间片，DATD Frames为数据帧时间片，网络设备1000A广播的组网邀请消息中携带的随机数为21，网络设备1000B、1000C发送的组网加入消息中携带的随机数分别为55、70，此时，网络设备1000A将随机数21、55、70按照从小到大的顺序进行排序，得到排序结果21、55、70，根据排序结果得到对应的排序索引值1、2、3。

步骤S3262，网络设备1000根据排序结果，获得网络设备1000在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片。

在一个例子中，网络设备1000根据排序结果判断出自身的随机数最小时，设置对应的标号值为1，并结合第一预设策略获得该网络设备1000在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片，当其他网络设备1000接收到第一信标帧之后，对应的调整自身发送第一信标帧的信标帧时间片。

第一预设策略可以是所有网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片大小均相同，例如，所有网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片大小均为250ms。

例如，当该网络设备1000的标号值为1时，在0-250ms内发送第一信标帧，当标号值为2的网络设备1000接收到第一信标帧之后，将自身的信标帧时间片对应的时间点调整为250ms，并在250ms-500ms内发送第一信标帧，其他网络设备1000也对应的调整自身的信标帧时间片。

在一个例子中，网络设备1000根据排序结果判断出自身的随机数不是最小时，则将自身的标号值设置为对应的排序索引值，利用第一预设策略确定信标帧时间片大小，当接收到标号值为1的主网络设备发送的第一信标帧之后，以主网络设备的信标帧时间片为基准，获得自身的信标帧时间片，并在对应的信标帧时间片发送第一信标帧。

第一预设策略可以是所有网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片大小均相同，例如，所有网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片大小均为250ms。

例如，当该网络设备1000的标号值为2，并在接收标号值为1的主网络设备在0-250ms发送的第一信标帧之后，将自身的信标帧时间片对应的时间点调整为250ms，同时在250ms-500ms内发送第一信标帧。

根据本实施例的方法，网络设备能够基于组网邀请消息中携带的组网用索引值和组网加入消息中携带的组网用索引值获得网络设备在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片，由于第一信标帧用于时钟同步，因此，本实施例的方法能够实现不同网络设备之间的时钟同步。

在一个实施例中，在网络设备1000根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网之后，本发明的数据分发方法还可以包括如下步骤：

步骤S3270，网络设备1000根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

本实施例中，该组网用索引值为随机数，该步骤S3270中网络设备1000根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片，可以包括如下步骤：

步骤S3271，网络设备1000将组网邀请消息中携带的随机数和组网加入消息中携带的随机数进行排序，得到排序结果。

该步骤S3271中，网络设备1000将组网邀请消息中携带的随机数和组网加入消息中携带的随机数按照从小到大的顺序进行排序，得到排序结果。

步骤S3272，网络设备1000根据排序结果，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

该步骤S3272中，网络设备1000可以根据排序结果，并结合第二预设策略获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

在一个实施例中，第二预设策略可以为：设置信标帧时间片和数据时间片的占比，且所有网络设备1000发送数据的数据时间片大小均相同。

参照图6，信标帧时间片和数据帧时间片的占比为1:1，这可以理解为是，广域网中的所有网络设备1000各发送一次第一信标帧之后，紧接着可以发送一次数据，以此循环。

在本发明的一个实施例中，第二预设策略可以为：设置信标帧时间片和数据时间片的占比，且根据网络设备1000上挂载的终端设备的数量按比例自动划分数据时间片大小。

例如，网络设备1000上挂载的终端设备的数量为10时，数据时间片大小设置为250ms，网络设备1000上挂载的终端设备的数量为20时，数据时间片大小设置为500ms。

根据本实施例的方法，网络设备能够基于组网邀请消息中携带的组网用索引值和组网加入消息中携带的组网用索引值获得网络设备在广域网上发送数据的数据时间片，且不同的网络设备对应不同的数据时间片，从而防止数据传输冲突。

在一个实施例中，该步骤S3250中在监听到第一信标帧的情况下，执行加入广域网的操作可以包括如下步骤：

步骤S3257，网络设备1000根据广域网的状态信息，确定加入广域网的入网时间片。

参照图6，当广域网组建成功之后，通常会自动预留新网络设备可入网时间片，如图6中的虚线框所示。

在本发明的一个实施例中，当网络设备1000监听到的第一信标帧是主网络设备发送的第一信标帧时，直接将发送第一信标帧的信标帧时间片作为时间基准，并根据状态信息中的新网络设备可入网时间片标号值，确定加入广域网的入网时间片。

例如，第一信标帧中包括的新网络设备可入网时间片标号值为4，当网络设备1000监听到的第一信标帧是主网络设备发送的第一信标帧时，直接以主网络设备发送第一信标帧的信标帧时间片作为时间基准，找到标号值4对应的信标帧时间片，并将该信标帧时间片确定为加入广域网的入网时间片。

在一个实施例中，当网络设备1000监听到的第一信标帧是其他网络设备1000发送的第一信标帧时，将其他网络设备1000发送的第一信标帧作为时间参考，在时间偏移之后，找到主网络设备发送第一信标帧的信标帧时间片，并根据状态信息中的新网络设备可入网时间片标号值，确定加入广域网的入网时间片。

例如，第一信标帧中包括的新网络设备可入网时间片标号值为4，当网络设备1000监听到的该第一信标帧是标号值为2的网络设备1000发送的第一信标帧时，以标号值为2的网络设备1000发送第一信标帧的信标帧时间片作为时间参考，寻找主网络设备发送第一信标帧的信标帧时间片，并以主网络设备的信标帧时间片作为时间基准，找到标号值4对应的信标帧时间片，并将该信标帧时间片确定为加入广域网的入网时间片。

步骤S3258，网络设备1000在入网时间片向广域网中的主网络设备发送入网请求消息。

步骤S3259，网络设备1000接收主网络设备根据入网请求消息返回的入网确认消息。

步骤S32510，网络设备1000根据入网确认消息加入广域网。

步骤S32520，网络设备1000根据入网时间片，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

根据本实施例的方法，当广域网已经组建的基础上，网络设备能够在新网络设备可入网时间片向主网络设备发送入网请求消息，并根据主网络设备发送的入网确认消息加入广域网，以实现网络设备成功进入广域网。

在一个实施例中，本发明的数据分发方法还可以包括如下步骤：

步骤S3280，网络设备1000获取网络设备1000在预设时间段内的业务量信息。

业务量信息为网络设备1000挂载的终端设备产生的数据量信息。

在一个实施例中，网络设备1000获取网络设备1000在预设时间段内的业务量信息可以是：网络设备1000每隔一定的时间会自动获取自身挂载的终端设备产生的数据量信息。

在一个实施例中，网络设备1000获取网络设备1000在预设时间段内的业务量信息可以是：网络设备1000挂载的终端设备每隔一定的时间会将自身产生的数据量信息自动发送给网络设备1000。

步骤S3290，网络设备1000根据数据量信息，调整网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

步骤S3300，网络设备1000广播调整后的数据时间片供其他网络设备调整自身的数据时间片。

根据本实施例的方法，网络设备能够基于数据量信息动态调节数据时间片，以保证资源的最大利用。

<例子>

图7以待发送数据为验票状态数据为例，示出了对应数据分发方法的流程图。

根据图1和图7，该例子中，数据分发方法可以包括如下步骤：

步骤S5210，终端设备2000A1与网络设备1000A建立近距离通信连接，将验票状态数据发送至网络设备1000A。

步骤S5220，网络设备1000A通过自身的近程通信装置1030将验票状态数据分发给终端设备2000A2。

该步骤S5220实现的是网络设备1000A上的验票状态数据的分发。

步骤S5230，网络设备1000A对验票状态数据进行协议转换和压缩处理。

步骤S5240，网络设备1000A判断当前时间片是否为自身发送数据的数据时间片。

该步骤S5240中，如果网络设备1000A判断当前时间片不是自身发送数据的数据时间片，则网络设备1000A不能将验票状态数据进行发送。

步骤S5250，网络设备1000A判断出当前时间片是自身发送数据的数据时间片，将处理后的验票状态数据通过自身的远程通信装置1020发送至所属广域网上的网络设备1000B、1000C和1000D。

步骤S5260，网络设备1000B、1000C和1000D分别通过各自的远程通信装置1020接收处理后的验票状态数据。

步骤S5270，网络设备1000B、1000C和1000D分别检测处理后的验票状态数据是否存在丢失。

该步骤S5270中，如果存在丢失，网络设备1000B、1000C和1000D分别向网络设备1000A发送重传请求，并重新执行步骤S5230。

本实施例中，该重传请求可以以重传帧的形式表示。

该步骤S5270中，如果不存在丢失，网络设备1000B、1000C和1000D分别对处理后的验票状态数据进行解压缩处理和协议转换，得到原始的验票状态数据。

步骤S5280，网络设备1000B、1000C和1000D分别通过各自的近程通信装置1030将验票状态数据分发至各自挂载的终端设备。

该步骤S5280中，网络设备1000B通过自身的近程通信装置1030将验票状态数据分发给终端设备2000B1、2000B2，网络设备1000C通过自身的近程通信装置1030将验票状态数据分发给终端设备2000C1、2000C2，网络设备1000D通过自身的近程通信装置1030将验票状态数据分发给终端设备2000D1、2000D2。

<数据分发装置实施例>

图8为根据本发明实施例的数据分发装置的原理框图。

根据图8所示，本实施例的数据分发装置1010可以包括数据获取模块1011、时间片获取模块1012和数据发送模块1013。

该数据获取模块1011用于获取待发送数据。

该数据获取模块1011可以从网络设备1000的近程通信装置1030获取该待发送数据，其中，网络设备1000通过近程通信装置1030从所挂载的终端设备2000获取该待发送数据。

该时间片获取模块1012用于获取网络设备1000在所属广域网上发送数据的数据时间片。

广域网由包括网络设备1000在内的至少两个网络设备组成，广域网上的所有网络设备具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片。

该数据发送模块1013用于在时间片获取模块1012获取到的数据时间片发送待发送数据供广域网的其他网络设备1000同步接收。

该数据发送模块1013在时间片获取模块1012获取到的数据时间片将待发送数据发送至远程通信装置1020，并通过远程通信装置1020在该数据时间片发送待发送数据，以供广域网的其他网络设备1000同步接收。

在一个实施例中，该数据分发装置1010还可以包括监听模块。

该监听模块用于监听由广域网中的网络设备1000发出的第一信标帧。

第一信标帧携带有广域网的状态信息。

在该监听模块未监听到第一信标帧的情况下，执行组建广域网的操作，在该监听模块在监听到第一信标帧的情况下，执行加入广域网的操作。

在一个实施例中，该数据分发装置1010还可以包括消息接收模块、消息发送模块、网络组建模块。

该消息接收模块用于接收其他网络设备1000广播的组网邀请消息。

组网邀请消息携带有组网用索引值。

该消息发送模块还用于响应于组网邀请消息发送组网加入消息。

组网加入消息携带有组网用索引值。

该网络组建模块还用于根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

该时间片获取模块1012还用于根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

在一个实施例中，该消息发送模块用于广播组网邀请消息。

组网邀请消息携带有组网用索引值。

该消息接收模块用于接收其他网络设备1000响应于组网邀请消息发送的组网加入消息。

该网络组建模块用于根据组网邀请消息和组网加入消息组建广域网。

该时间片获取模块1012还用于根据组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

在一个实施例中，组网用索引值为随机数。

该时间片获取模块1012还用于将组网邀请消息携带的组网用索引值和组网加入消息携带的组网用索引值进行排序，得到排序结果。

该时间片获取模块1012还用于根据排序结果，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

在一个实施例中，该时间片获取模块1012还用于根据组网邀请消息中携带的组网用索引值和组网加入消息中携带的组网用索引值，获得网络设备1000在广域网上发送第一信标帧的信标帧时间片。

广域网上的所有网络设备1000对应不同的信标帧时间片。

在一个实施例中，该时间片获取模块1012还用于根据广域网的状态信息，确定加入广域网的入网时间片。

该消息发送模块还用于在入网时间片向广域网中的主网络设备发送入网请求消息。

该消息接收模块还用于接收主网络设备根据入网请求消息返回的入网确认消息，并根据入网确认消息加入广域网。

该时间片获取模块1012还用于根据入网时间片，获得网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

在一个实施例中，该数据分发装置1010还可以包括时间片调整模块，该数据获取模块1011还用于获取网络设备1000在预设时间段内的业务量信息。

业务量信息为网络设备1000挂载的终端设备产生的数据量信息。

该时间片调整模块用于根据数据量信息，调整网络设备1000在广域网上发送数据的数据时间片。

该信息发送模块还用于广播调整后的数据时间片供其他网络设备1000调整自身的数据时间片。

在一个实施例中，该数据发送模块1013还用于对待发送数据进行协议转换和压缩操作处理。

该数据发送模块1013还用于在数据时间片发送处理后的待发送数据供广域网的其他网络设备1000同步接收。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

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系统、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、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令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。在有些作为替换的实现中，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。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种用于网络设备的数据分发方法，其特征在于，包括：

获取待发送数据；

获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，

其中，所述广域网由包括所述网络设备在内的至少两个网络设备组成，所述广域网上的所有网络设备具有相同的工作频率、且对应不同的数据时间片；

在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述网络设备进入所述广域网之前，所述方法还包括：

监听由所述广域网中的网络设备发出的第一信标帧，其中，所述第一信标帧携带有所述广域网的状态信息，在未监听到所述第一信标帧的情况下，执行组建所述广域网的操作，在监听到所述第一信标帧的情况下，执行加入所述广域网的操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述执行组建所述广域网的操作，包括：

接收所述其他网络设备广播的组网邀请消息，其中，所述组网邀请消息携带有组网用索引值；

响应于所述组网邀请消息发送组网加入消息，所述组网加入消息携带有组网用索引值；

根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述执行组建所述广域网的操作，包括：

广播组网邀请消息，其中，所述组网邀请消息携带有组网用索引值；

接收所述其他网络设备响应于所述组网邀请消息发送的组网加入消息，其中，所述组网加入消息携带有组网用索引值；

根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述组网用索引值为随机数，所述获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片的步骤包括：

将所述组网邀请消息携带的组网用索引值和所述组网加入消息携带的组网用索引值进行排序，得到排序结果；

根据所述排序结果，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述组网邀请消息和所述组网加入消息组建所述广域网之后，所述方法还包括：

根据所述组网邀请消息中携带的组网用索引值和所述组网加入消息中携带的组网用索引值，获得所述网络设备在所述广域网上发送所述第一信标帧的信标帧时间片，其中，所述广域网上的所有网络设备对应不同的信标帧时间片。

7.根据权利要求2所述的用于网络设备的数据分发方法，其特征在于，所述在监听到所述第一信标帧的情况下，执行加入所述广域网的操作，包括：

根据所述广域网的状态信息，确定加入所述广域网的入网时间片；

在所述入网时间片向所述广域网中的主网络设备发送入网请求消息；

接收所述主网络设备根据所述入网请求消息返回的入网确认消息；

根据所述入网确认消息加入所述广域网；

对应的，所述获取所述网络设备在所属广域网上发送数据的数据时间片，包括：

根据所述入网时间片，获得所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片。

8.根据权利要求1-4，7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述网络设备在预设时间段内的业务量信息，其中，所述业务量信息为所述网络设备挂载的终端设备产生的数据量信息；

根据所述数据量信息，调整所述网络设备在所述广域网上发送数据的数据时间片；

广播调整后的数据时间片供所述其他网络设备调整自身的数据时间片。

9.根据权利要求1-4，7中任一项所述的用于网络设备的数据分发方法，其特征在于，所述在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收包括：

对所述待发送数据进行协议转换和压缩操作处理；

在所述数据时间片发送处理后的待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收。

10.根据权利要求9所述的用于网络设备的数据分发方法，其特征在于，在所述数据时间片发送所述待发送数据供所述广域网的其他网络设备同步接收之后，还包括：

所述广域网的网络设备对接收到的数据进行解压缩和协议转换处理，并将处理后的数据发送到各网络设备挂载的终端设备。

11.一种网络设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1-10中任一项所述的数据分发方法。

12.一种数据传输系统，其特征在于，包括至少两个所述网络设备，每一所述网络设备挂载有至少一个终端设备，所述至少两个所述网络设备组成所述广域网，所述至少两个所述网络设备基于所述广域网通过远程通信方式进行数据分发。

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