CN111246490A - 一种组网方法及通讯系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种组网方法及通讯系统,组网方法应用于一个主机、多个从机、多个终端设备组成的组网环境,包括从机探测主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,对主机射频场响应;基于从机响应主机射频场,主机生成第一通讯地址,并将第一通讯地址提供给从机;从机开启自身的从机射频场;终端设备探测从机射频场,对从机射频场响应;基于终端设备响应从机射频场,从机生成第二通讯地址,并将第二通讯地址提供给终端设备。本申请的该组网方法中,通过为主机配置休眠状态,并在主机自启动之后控制主机与从机、从机与终端设备进行一次通讯便完成组网,减少了双向交互通信以及搜索组网动作的次数,能够降低组网过程中的电量消耗,提高组网效率。

Description

一种组网方法及通讯系统
技术领域
本申请涉及无线组网技术领域,特别涉及一种组网方法及通讯系统。
背景技术
无线组网是在一个主机与多个从机设备组网的时候,不需要任何操作与配置即可完成组网。
常规的无线组网技术中,每次在进行组网的过程中主机都需要重新搜索从机设备,并且需要重新分配主机端的从机设备列表,从机响应主机的搜索及分配等。因此,该组网技术中产生了大量的双向交互通信以及搜索组网动作,极大的增加了主机与从机设备对电源的消耗,且效率较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种组网方法及通讯系统,该组网方法,能够降低组网过程中的电量消耗,并提高组网效率。
为了解决上述技术问题,本申请的实施例采用了如下技术方案:一种组网方法,应用于一个主机、多个从机、多个终端设备组成的组网环境,包括:
所述从机探测所述主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,对所述主机射频场响应;
基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机生成第一通讯地址,并将所述第一通讯地址提供给所述从机;
所述从机开启自身的从机射频场;
所述终端设备探测所述从机射频场,对所述从机射频场响应;
基于所述终端设备响应所述从机射频场,所述从机生成第二通讯地址,并将所述第二通讯地址提供给所述终端设备。
作为优选,所述基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机生成第一通讯地址,包括:
基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机筛选出至少一个从机;
针对筛选出的每个所述从机,所述主机生成第一通讯地址。
作为优选,所述组网方法还包括:
所述主机与筛选出的每个所述从机之间分别设置有唯一的第一校验码。
作为优选,所述组网方法还包括:
所述从机与每个所述终端设备之间分别设置有唯一的第二校验码。
作为优选,所述组网方法还包括:
向所述组网环境增加未联网的从机时,所述未联网的从机发送探测信号;
所述从机接收到所述探测信号之后,向所述未联网的从机返回配对信号;
基于所述从机返回的配对信号,所述未联网的从机对所述主机射频场或所述从机射频场响应。
作为优选,所述组网方法还包括:
所述主机周期性向所述从机发送时钟信号;
所述从机基于所述时钟信号更新当前的从机时钟数据;
所述终端设备通过所述从机基于所述时钟信号更新当前的终端时钟数据。
作为优选,所述组网方法还包括:
所述主机发送倒计时信号,供所述主机、所述从机、所述终端设备同步切换至休眠状态。
作为优选,所述组网方法还包括:
在所述终端设备确定获取的上报数据存在异常时,所述终端设备开启自身的终端射频场,并生成异常信号;
所述从机在探测到所述终端射频场之后,接收所述终端设备发送的所述异常信号,并开启自身的从机射频场;
所述主机在探测到所述从机射频场之后,接收所述从发送的异常信号,生成倒计时信号。
本申请的实施例还提供了一种通讯系统,其中,所述通信系统包括一个主机、多个从机、多个终端设备;
所述主机基于所述第一通讯地址包括的上行地址,向所述从机发送数据获取指令、第二通讯地址和第一校验码;
所述从机对所述第一校验码进行验证;
在所述从机验证所述第一校验码成功时,所述从机基于所述第二通讯地址,将所述数据获取指令发送给所述第二通讯地址对应的终端设备。
作为优选,所述通信系统还包括:
所述终端设备基于所述第一通讯地址包括的下行地址,向所述从机发送上报数据、第二通讯地址和第二校验码;
所述从机对所述第二校验码进行验证;
在所述从机验证所述第二校验码成功时,所述从机将所述上报数据发送给所述主机。
本申请实施例提供了一种组网方法及通讯系统,其中,组网方法应用于一个主机、多个从机、多个终端设备组成的组网环境,具体包括从机探测主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,对主机射频场响应;基于从机响应主机射频场,主机生成第一通讯地址,并将第一通讯地址提供给从机;从机开启自身的从机射频场;终端设备探测从机射频场,对从机射频场响应;基于终端设备响应从机射频场,从机生成第二通讯地址,并将第二通讯地址提供给终端设备。本申请实施例提供的该组网方法中,通过为主机配置休眠状态,并在主机自启动之后控制主机与从机、从机与终端设备进行一次通讯便完成组网,减少了双向交互通信以及搜索组网动作的次数,能够降低组网过程中的电量消耗,并提高组网效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种组网方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种组网方法中未联网之前的配对的流程图;
图3为本申请实施例提供的一种组网方法中时钟信号同步的流程图;
图4为本申请实施例提供的一种组网方法中倒计时信号生成的流程图;
图5为本申请实施例提供的一种组网方法中休眠状态和工作状态的时间比例示意图;
图6为本申请实施例提供的一种通讯系统进行通讯的流程图;
图7为本申请实施例提供的另一种通讯系统进行通讯的流程图。
具体实施方式
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
应理解的是,可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此,上述说明书不应该视为限制,而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例,并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述,本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解,尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述,但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式,它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时,鉴于以下详细说明,本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例;然而,应当理解,所申请的实施例仅仅是本申请的实例,其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此,本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定,而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”,其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
图1为本申请实施例的组网方法的流程图,该组网方法应用于一个主机、多个从机、多个终端设备组成的组网环境,并且,在主机和终端设备中嵌入了DEPLUS自组网通讯协议。其中,该组网方法包括以下步骤:
S101,从机探测主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,对主机射频场响应。
在具体实施中,主机包括休眠状态和组网状态,并基于一定的切换规则在休眠状态和组网状态之间进行切换,以使得主机在处于休眠状态时消耗较低的电量。其中,切换规则可以是周期性切换、基于触发条件切换等。
例如,预先设置主机在休眠60分钟后主动自我唤醒一次,主机内部设有微功耗定时时钟,当计时到60分钟后定时时钟通过IO控制脚唤醒控制主机的单片机处理器,单片机的IO控制脚预先被预置成中断工作模式,单片机处理器被激活后程序立即启动,并在100微秒内唤醒远程通讯电路、本地通讯链路等外围电路;另外主机也能连接外部控制设备或者上一级控制设备,并由外部控制设备通过控制器主机的IO控制脚实现立即唤醒,进入组网过程,实现自启动。
在主机从休眠状态自启动切换至工作状态之后,开启自身的主机射频场,也即为周围的节点设备(从机或终端设备)提供射频信号。
这里,从机也包括休眠状态和工作状态。从机在处于休眠状态时,周期性的探测预设范围内的主机射频场,在探测到开启的主机射频场之后,响应主机射频场。
S102,基于从机响应主机射频场,主机生成第一通讯地址,并将第一通讯地址提供给从机;
S103,从机开启自身的从机射频场。
在具体实施中,主机在接收到从机响应主机射频场之后,针对每个从机生成唯一的第一通讯地址,并将该第一通讯地址提供给该从机。其中,第一通讯地址包括上行地址和下行地址,且每个从机的第一通讯地址不同。这里,将上行地址和下行地址的分开目的是为了避免网络节点(从机和/或终端设备)的位置太集中或靠近时产生的同频干扰,以及由此造成的信道拥塞,甚至造成的广播风暴。
在生成第一通讯地址的同时,还针对每个从机生成唯一的第一校验码,用于主机与该从机进行身份确认,避免在进行通信时信息传输错误,产生丢包的情况,一定程度上确保了信息传输的准确率。
其中,在一定时间段内可能存在多个从机均响应主机射频场,在生成第一通讯地址之前,主机从多个从机中筛选出至少一个从机,之后,针对每个筛选出的从机生成唯一的第一通讯地址和第一校验码。在对多个从机进行筛选时,可以基于每个从机的响应速度,信号质量等对每个从机进行排序,进而选取排序较高的从机。
从机在接收到主机返回的第一通讯地址之后,开启自身的从机射频场。
S104,终端设备探测从机射频场,对从机射频场响应。
在具体实施中,终端设备包括传感器、采集装置等。终端设备可以周期性的获取数据,并周期性的上报获取到的数据。其中,需要实时监测的数据则需要传感器实时进行获取。
在进行组网的过程中,终端设备探测到从机射频场之后,响应从机射频场。
值的说明的是,主机筛选出的从机数量小于或等于所有待组网的从机数量,在主机筛选出的从机数量小于所有待组网的从机数量时,除主机筛选出的从机之外的其他从机也可以探测从机射频场,并在探测到从机射频场之后,响应该从机的从机射频场,进而完成组网。也就是说,组网中的每条通讯链路中可以包括一个或多个从机。
S105,基于终端设备响应从机射频场,从机生成第二通讯地址,并将第二通讯地址提供给终端设备。
在具体实施中,从机确定终端设备响应从机射频场之后,基于终端设备响应从机射频场,生成第二通讯地址,并向终端设备提供给第二通讯地址。其中,该第二通讯地址仅包括一个地址,也即从机与该终端设备之间的通讯地址。在生成第一通讯地址的同时,还针对每个终端设备生成唯一的第二校验码,用于从机与该终端设备进行身份确认。
本申请实施例中下一级的节点只能和上一级节点通讯而不能跳过上一级直接和上上一级直接通讯。例如,在组网成功之后,主机与从机1通讯连接,主机1与终端设备1通讯连接,则主机与终端设备1不能进行通讯。
本申请实施例中,从机探测主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,并响应主机射频场;基于从机响应主机射频场,主机生成第一通讯地址,并将第一通讯地址提供给从机;从机开启自身的从机射频场;终端设备探测从机射频场,并响应从机射频场;基于终端设备响应从机射频场,从机生成第二通讯地址,将第二通讯地址提供给终端设备。这里,通过为主机配置休眠状态,并在主机自启动之后控制主机与从机、从机与终端设备进行一次通讯便完成组网,减少了双向交互通信以及搜索组网动作的次数,能够降低组网过程中的电量消耗,并提高组网效率。
进一步的,主机与至少一个从机通讯,每个从机与至少一个其他从机和/或终端设备通讯,能够在组网中形成较多的通讯链路,并且可以同时进行通讯,提高了通讯效率及质量。
如图2所示,为本申请实施例提供的未联网之前的配对方法,其中,具体步骤如下:
S201,向组网环境增加未联网的从机时,未联网的从机发送探测信号;
S202,从机接收到探测信号之后,向未联网的从机返回配对信号;
S203,基于从机返回的配对信号,未联网的从机对主机射频场或从机射频场响应。
在具体实施中,当组网成功之后,该组网环境中增加新的、未联网的从机时,未联网的从机会发送探测信号。
处于组网状态中的从机接收到该探测信号之后,向未联网的从机返回配对信号。其中,可能存在多个从机向未联网的从机返回配对信号,此时,未联网的从机可以基于响应速度、信号强度等,从多个配对信号中筛选出一个。之后,基于筛选出的配对信号探测主机射频场或从机射频场,对主机射频场或从机射频场响应,也即,开启组网过程。
其中,考虑到配对时的电量、流量消耗,因此,设置该探测信号仅包括1个字节,且没有重发机制,没有地址分配机制,没有丢包检测等机制,这样,能够最大限度减少能耗。
在具体实施中,组网之后需要主机、每个从机和每个终端设备的时钟信号同步,因此,本申请实施例提供了时钟信号同步方法,具体参照图3,步骤如下:
S301,主机周期性向从机发送时钟信号;
S302,从机基于时钟信号更新当前的从机时钟数据;
S303,终端设备通过从机基于时钟信号更新当前的终端时钟数据。
在具体实施中,主机周期性的向与已经建立通讯链路的从机发送时钟信号。从机在接收到主机发送的时钟信号之后,基于该时钟信号更新自身当前的从机时钟数据,也即使得从机时钟数据与主机时钟数据同步。
同时,从机将时钟信号发送给终端设备;以使终端设备基于时钟信号更新当前的终端时钟数据。也即,使得从机时钟数据、主机时钟数据和终端时钟数据均同步。
进一步的,在组网成功并建立通讯链路之后,进行实时通讯。在通讯结束之后,主机发送倒计时信号,供主机、从机、终端设备同步切换至休眠状态。
具体的,主机向从机发送倒计时信号;从机将倒计时信号进行存储,并发送给终端设备。在倒计时结束之后,以使得主机、从机、终端设备同步进入休眠状态。
当然,主机还可以在通讯结束之后生成休眠指令,并将休眠指令发送给从机,从机将接收到的关机指令发送给终端设置之后,自动进入休眠状态;终端设备在接收到休眠指令之后,自动进入休眠状态。
利用倒计时信号使得主机、从机、终端设备进入休眠状态这一方式,可以确保主机、从机、终端设备同时进入休眠状态,同步性较高;利用休眠指令使得主机、从机、终端设备进入休眠状态这一方式,主机、从机、终端设备进入休眠状态的顺序按照接收到休眠指令的先后顺序进行,同步性较低。
如图4所示,为本申请实施例提供的另一种倒计时信号生成方法,其中,具体步骤如下:
S401,在终端设备确定获取的上报数据存在异常时,终端设备开启自身的终端射频场,并生成异常信号;
S402,从机在探测到终端射频场之后,接收终端设备发送的异常信号,并开启自身的从机射频场;
S403,主机在探测到从机射频场之后,接收从发送的异常信号,生成倒计时信号。
在具体实施中,终端设备在实时获取上报数据的同时,会对上报数据进行判定,在确定获取的上报数据存在异常时,终端设备开启自身的终端射频场,并生成异常信号。其中,该异常信号可以是一个预先设定的特定码等。
从机在探测到终端射频场之后,与该终端设备建立通讯,接收终端设备发送的异常信号,并开启自身的从机射频场。之后,主机在探测到从机射频场之后,接收从发送的异常信号,生成倒计时信号。
进一步的,本申请实施例中的主机、从机、终端设备均包括休眠状态和工作状态,还可以设置休眠状态和工作状态的时间比例,来调节功耗。具体的,参照图5,若从机探测射频场周期为Tt,主机射频场开启时间为To,充电周期为Te,并令Tt=Te,主机连续按照预设周期开启主机射频场。此时,主机开启主机射频场的次数为Cmax=INT(Te/To+1)时,从机能够探测到该主机射频场,因此最长周期Tmax=Cmax*(Te+To)时间内,从机能唤醒主机,并开始正向唤醒过程。
本申请实施例还提供了一种通讯系统,包括一个主机、多个从机、多个终端设备,该通讯系统包括两种通讯方式,使得主机获取到终端设备的上报数据,第一种方式如图6所示,具体步骤如下:
S601,主机基于第一通讯地址包括的上行地址,向从机发送数据获取指令、第二通讯地址和第一校验码;
S602,从机对第一校验码进行验证;
S603,在从机验证第一校验码成功时,从机基于第二通讯地址,将数据获取指令发送给第二通讯地址对应的终端设备。
在具体实施中,主机可以针对性的获取某一个终端设备获取的上报数据,也可以同时获取多个终端设备获取的上报数据。在实际应用中,主机基于组网时生成的第一通讯地址包括的上行地址,向从机发送数据获取指令、第二通讯地址和第一校验码;其中,第二通讯地址为主机想要获取的上报数据对应的终端设备的通讯地址。
从机在对第一验证码进行校验之后,若验证未成功,则该从机忽略该通讯;若验证成功,从机则基于第二通讯地址,将数据获取指令发送给第二通讯地址对应的终端设备。
终端设备在接收到数据获取指令之后,基于第一通讯地址包括的上行地址将获取的上报数据返回给从机,之后,从机将上报数据发送给主机。
第二种方式如图7所示,具体步骤如下:
S701,终端设备基于第一通讯地址包括的下行地址,向从机发送上报数据、第二通讯地址和第二校验码;
S702,从机对第二校验码进行验证;
S703,在从机验证第二校验码成功时,从机将上报数据发送给主机。
这里,终端设备还可以按照预设规则(例如周期性的)主动上传获取的上报数据。具体的,终端设备基于第一通讯地址包括的下行地址,向从机发送上报数据、第二通讯地址和第二校验码。
从机在对第一验证码进行校验之后,若验证未成功,则该从机忽略该通讯;若验证成功,从机直接将上报数据发送给主机。
其中,上报数据还包括电池电压、无线信号强度等通讯链路的参数。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例,不用于限制本申请,本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内,对本申请做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种组网方法,应用于一个主机、多个从机、多个终端设备组成的组网环境,其特征在于,所述组网方法包括:
所述从机探测所述主机从休眠状态自启动之后开启的主机射频场,对所述主机射频场响应;
基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机生成第一通讯地址,并将所述第一通讯地址提供给所述从机;
所述从机开启自身的从机射频场;
所述终端设备探测所述从机射频场,对所述从机射频场响应;
基于所述终端设备响应所述从机射频场,所述从机生成第二通讯地址,并将所述第二通讯地址提供给所述终端设备。
2.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,所述基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机生成第一通讯地址,包括:
基于所述从机响应所述主机射频场,所述主机筛选出至少一个从机;
针对筛选出的每个所述从机,所述主机生成第一通讯地址。
3.根据权利要求2所述的组网方法,其特征在于,还包括:
所述主机与筛选出的每个所述从机之间分别设置有唯一的第一校验码。
4.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,还包括:
所述从机与每个所述终端设备之间分别设置有唯一的第二校验码。
5.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,还包括:
向所述组网环境增加未联网的从机时,所述未联网的从机发送探测信号;
所述从机接收到所述探测信号之后,向所述未联网的从机返回配对信号;
基于所述从机返回的配对信号,所述未联网的从机对所述主机射频场或所述从机射频场响应。
6.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,还包括:
所述主机周期性向所述从机发送时钟信号;
所述从机基于所述时钟信号更新当前的从机时钟数据;
所述终端设备通过所述从机基于所述时钟信号更新当前的终端时钟数据。
7.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,还包括:
所述主机向所述从机发送倒计时信号;
所述从机将所述倒计时信号进行存储,供所述主机、所述从机、所述终端设备同步切换至休眠状态。
8.根据权利要求1所述的组网方法,其特征在于,还包括:
在所述终端设备确定获取的上报数据存在异常时,所述终端设备开启自身的终端射频场,并生成异常信号;
所述从机在探测到所述终端射频场之后,接收所述终端设备发送的所述异常信号,并开启自身的从机射频场;
所述主机在探测到所述从机射频场之后,接收所述从发送的异常信号,生成倒计时信号。
9.一种基于如权利要求1至8中任一项所述的组网方法的通讯系统,其特征在于,包括一个主机、多个从机、多个终端设备;
所述主机基于所述第一通讯地址包括的上行地址,向所述从机发送数据获取指令、第二通讯地址和第一校验码;
所述从机对所述第一校验码进行验证;
在所述从机验证所述第一校验码成功时,所述从机基于所述第二通讯地址,将所述数据获取指令发送给所述第二通讯地址对应的终端设备。
10.根据权利要求9所述的通讯系统,其特征在于,还包括:
所述终端设备基于所述第一通讯地址包括的下行地址,向所述从机发送上报数据、第二通讯地址和第二校验码;
所述从机对所述第二校验码进行验证;
在所述从机验证所述第二校验码成功时,所述从机将所述上报数据发送给所述主机。
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