CN111698146B - 一种低功耗广域网的即时通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低功耗广域网的即时通信方法及系统，服务设备将交互数据挂起；分布式设备周期性向所述服务设备主动上报通信数据；当所述服务设备接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；服务设备将接收的交互数据挂起等待分布式设备上报数据，在分布式设备完成上报数据后，能够将所述挂起的交互数据直接进行下发，实现了低功耗广域网中分布式设备与服务设备的即时通信。

Description

一种低功耗广域网的即时通信方法及系统

技术领域

本发明涉及低功耗广域网通信领域，尤其涉及一种低功耗广域网的即时通信方法及系统。

背景技术

进入到信息时代以来，伴随着社会经济的不断发展，人们对信息交互的需求也在不断的提升。通信的范围和边界也由原来的人与人逐步扩展成为人与物和物与物之间。为了满足工业中远距离、低速率的物联网设备需求，LPWAN(Low Power Wide Area Network：低功耗广域网)应运而生，因其传输距离远、低功耗、低带宽、广覆盖以及大设备量连接等特性，可适应现有多样化的物联网设备需求。现有LPWAN技术按照频率划分可划分为两类：一类工作在ISM(Industrial Scientific Medical：工业、科学、医用)频段，比如LoRa(LongRang Radio：一种新型工作于1GHz以下频段的长距离低功耗数据传输技术)、Sigfox(一种连接低功耗设备的数据无线传输技术)等，大多数使用ISM非授权频段的技术一般为非标准化，能够进行自定义协议；一类是工作在授权频段的蜂窝LPWAN技术，比如NB-IoT、eMTC等，这类技术一般由国际标准化组织3GPP负责完成相关标准化的工作。

而现有的大多数LPWAN技术均工作在低频次的交互以降低其自身的功耗，如现有的LoRa设备和NB-IoT设备，都是分布式设备进行主动上报，网关或者基站进行被动接受，在分布式设备主动上报后，再根据上报数据进行数据收集，再按照约定时隙进行数据的下发。而上述方法在一些物联网应用中已无法满足用户需求，比如一些需要即时通信的应用场景，对水表的现场掌机维护、水表的用户显示单元预付费充值、气表的不入户数据补录等，虽部分设备添加外部触发上报的方法可以解决该问题，但是在不知道设备位置、设备外部环境恶劣、或不具入户条件无法近距离触发上报操作时，现有LPWAN技术则无法满足与设备进行低延时数据交互的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低功耗广域网的即时通信方法及系统，能够在低功耗广域网中实现低延时数据交互。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种低功耗广域网的即时通信方法，包括步骤：

S1、服务设备将交互数据挂起；

S2、分布式设备周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S3、当所述服务设备接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种低功耗广域网的即时通信系统，包括服务设备和分布式设备，所述服务设备包括第一存储器、第一处理器及存储在第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述分布式设备包括第二存储器、第二处理器及存储在第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

S11、将交互数据挂起；

S12、接收分布式设备周期性主动上报的通信数据；

S13、当接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

S21、周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S22、接收所述服务设备下发的交互数据。

本发明的有益效果在于：服务设备实时将交互数据挂起等待，在接收到分布式设备的上报数据时，下发所述交互数据，而不需在接收上报数据后再进行其对应交互数据的下发准备，能够即时地将交互数据下发分布式设备，从而实现了即时通信，能够与分布式设备进行实时交互，分布式设备主动上报数据后，即能够实时发送对应的交互数据，实现了在低功耗广域网中的低延时的数据交互。

附图说明

图1为本发明实施例的一种低功耗广域网的即时通信方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种低功耗广域网的即时通信系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的信道分配示意图；

图4为本发明实施例的服务设备与分布式设备通信时序示意图；

图5为本发明实施例的UN设备下发交互数据超时计算示意图；

标号说明：

0、一种低功耗广域网的即时通信系统；1、服务设备；1.1、第一处理器；1.2、第一存储器；2、分布式设备；2.1、第二存储器；2.2、第二处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种低功耗广域网的即时通信方法，包括步骤：

S1、服务设备将交互数据挂起；

S2、分布式设备周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S3、当所述服务设备接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：服务设备实时将交互数据挂起等待，在接收到分布式设备的上报数据时，下发所述交互数据，而不需在接收上报数据后再进行其对应交互数据的下发准备，能够即时地将交互数据下发分布式设备，从而实现了即时通信，能够与分布式设备进行实时交互，分布式设备主动上报数据后，即能够实时发送对应的交互数据，实现了在低功耗广域网中的低延时的数据交互。

所述服务设备包括中心设备；

所述S2包括：

所述分布式设备向所述中心设备上报时，从预先配置的信道中随机选择一个信道，并在预设周期内随机选择一个时间点；

在所述时间点通过所述信道向所述中心设备主动上报通信数据；

所述预先配置的信道通过如下方式确定：

在ISM频段内以200KHz为信道间隔进行信道的分配，得到信道列表；

从所述信道列表中随机选取八个信道作为所述预先配置的信道。

由上述描述可知，分布式设备向中心设备上报时，在预设间隔周期内随机选择一时间点并且在预先配置的信道中随机选择一个信道进行上报，能够一定程度避免存在多个分布式设备时，上报数据互相冲撞的情况，提高数据上报的成功率。

进一步的，所述S3中所述服务设备间隔预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述分布式设备在向所述服务设备主动上报通信数据后，进入休眠状态，并根据所述预设等待时长确定对应的唤醒时隙，在所述唤醒时隙唤醒；

所述步骤S1中所述交互数据包括与所述分布式设备对应的缩位地址符；

所述步骤S3还包括：

S31、所述分布式设备校验所述交互数据的缩位地址符，判断所述缩位地址符是否为所述分布式设备对应的缩位地址符，若是，则执行S33，否则，执行S32；

S32、进入休眠状态；

S33、接收所述交互数据。

由上述描述可知，分布式设备主动上报通信数据后即进行休眠，保证了较低的功耗，根据所述预设的等待时长确定对应的唤醒时隙，确保了能够正确接收服务设备发送的交互数据，分布式设备根据接收到的交互数据的缩位地址符进行校验，若其为自身对应的缩位地址符，才完整接收所述交互数据，若不对应则进入休眠状态，保证交互数据的正确接收及分布式设备自身的低功耗。

进一步的，所述S3后包括：

S4、所述分布式设备接收所述交互数据，完成所述交互数据中的指令后发送回复数据至所述服务设备；

S5、所述服务设备接收所述回复数据，并在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，则以接收到所述回复数据为时间起点，在所述预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备。

由上述描述可知，服务设备在接收到分布式设备发送的交互数据对应的回复数据时，继续在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，可以继续与分布式设备进行通讯，而不用等待分布式设备下一次的主动上报，从而实现了分布式设备与服务设备的即时通信。

进一步的，所述服务设备包括客户端设备；

当所述服务设备为客户端设备时，服务设备在将交互数据下发至所述分布式设备后还包括步骤：

S51、判断所述交互数据是否为首帧数据，若是，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第一时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S53；

S52、若所述交互数据不是首帧数据，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第二时间阈值内是否接收到所述客户端设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S53；

S53、发送超时帧给交互数据的发送端，并结束本次通信。

由上述描述可知，根据交互数据是否为首帧数据判断交互数据是否超时，更加契合实际应用场景的需要，若判断交互数据超时，则结束本次通信并且发送超时帧至交互数据的发送端，不影响后续交互数据的接收。

请参照图2，一种低功耗广域网的即时通信系统，包括服务设备和分布式设备，所述服务设备包括第一存储器、第一处理器及存储在第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述分布式设备包括第二存储器、第二处理器及存储在第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，其特征在于：

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

S11、将交互数据挂起；

S12、接收分布式设备周期性主动上报的通信数据；

S13、当接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

S21、周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S22、接收所述服务设备下发的交互数据。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：服务设备实时将交互数据挂起等待，在接收到分布式设备的上报数据时，下发所述交互数据，而不需在接收上报数据后再进行其对应交互数据的下发准备，能够即时地将交互数据下发分布式设备，从而实现了即时通信，能够与分布式设备进行实时交互，分布式设备主动上报数据后，即能够实时发送对应的交互数据，实现了在低功耗广域网中的低延时的数据交互。

进一步的，所述服务设备包括中心设备；

所述S21包括：

向所述中心设备上报时，从预先配置的信道中随机选择一个信道，并在预设周期内随机选择一个时间点；

在所述时间点通过所述信道向所述中心设备主动上报通信数据；

所述预先配置的信道通过如下方式确定：

在ISM频段内以200KHz为信道间隔进行信道的分配，得到信道列表；

从所述信道列表中随机选取八个信道作为所述预先配置的信道。

由上述描述可知，分布式设备向中心设备上报时，在预设间隔周期内随机选择一时间点并且在预先配置的信道中随机选择一个信道进行上报，能够一定程度避免存在多个分布式设备时，上报数据互相冲撞的情况，提高数据上报的成功率。

进一步的，所述S13中间隔预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：

在向所述服务设备主动上报通信数据后，进入休眠状态，并根据所述预设等待时长确定对应的唤醒时隙，在所述唤醒时隙唤醒；

所述步骤S11中所述交互数据包括与所述分布式设备对应的缩位地址符；

所述步骤S22还包括：

S221、校验所述交互数据的缩位地址符，判断所述缩位地址符是否为所述分布式设备对应的缩位地址符，若是，则执行S223，否则，执行S222；

S222、进入休眠状态；

S223、接收所述交互数据。

由上述描述可知，分布式设备主动上报通信数据后即进行休眠，保证了较低的功耗，根据所述预设的等待时长确定对应的唤醒时隙，确保了能够正确接收服务设备发送的交互数据，分布式设备根据接收到的交互数据的缩位地址符进行校验，若其为自身对应的缩位地址符，才完整接收所述交互数据，若不对应则进入休眠状态，保证交互数据的正确接收及分布式设备自身的低功耗。

进一步的，所述服务设备包括客户端设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时在所述S22之后实现以下步骤：

S23、完成所述交互数据中的指令后发送回复数据至所述服务设备；

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时在所述S13之后实现以下步骤：

S14、接收所述分布式设备发送的所述回复数据，并在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，则以接收到所述回复数据为时间起点，在所述预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备。

由上述描述可知，服务设备在接收到分布式设备发送的交互数据对应的回复数据时，继续在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，可以继续与分布式设备进行通讯，而不用等待分布式设备下一次的主动上报，从而实现了分布式设备与服务设备的即时通信。

进一步的，所述服务设备包括客户端设备；

当所述服务设备为客户端设备时，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时在将交互数据下发至所述分布式设备后还实现以下步骤：

S141、判断所述交互数据是否为首帧数据，若是，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第一时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S143；

S142、若所述交互数据不是首帧数据，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第二时间阈值内是否接收到所述客户端设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S143；

S143、发送超时帧给交互数据的发送端，并结束本次通信。

由上述描述可知，根据交互数据是否为首帧数据判断交互数据是否超时，更加契合实际应用场景的需要，若判断交互数据超时，则结束本次通信并且发送超时帧至交互数据的发送端，不影响后续交互数据的接收。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种低功耗广域网的即时通信方法，具体包括：

S1、服务设备将交互数据挂起；

所述服务设备包括客户端(UN，UserNode)设备及中心(CN，CenterNode)设备；

所述交互数据包括分布式设备(DN，Distributed Node)的缩位地址符和实际交互数据；

所述缩位地址符为DN设备的8Byte(字节)地址的CRC校验(Cyclic RedundancyCheck，循环冗余校验)；

其中，所述客户端设备设备内嵌在掌机单元(HHU，Hand held Unit)中，接收所述掌机单元下发的交互数据；

其中，所述交互数据可为掌机单元中APP的实施监测数据；

其中，所述中心设备自身产生交互数据；

其中，所述中心设备还可接收系统服务器下发的交互数据；

S2、分布式设备周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

包括：

所述分布式设备向所述中心设备上报时，从预先配置的信道中随机选择一个信道，并在预设周期内随机选择一个时间点；

比如，DN设备每间隔T1时长会主动向CN设备进行数据上报，则在间隔周期T1内随机选择一个时间点作为上报时间点；

在所述时间点通过所述信道向所述中心设备主动上报通信数据；

所述预先配置的信道通过如下方式确定：

在ISM频段内以200KHz为信道间隔进行信道的分配，得到信道列表；

从所述信道列表中随机选取八个信道作为所述预先配置的信道；

S3、当所述服务设备接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述服务设备下发所述包含缩位地址符的交互数据时，生成前导码(Preamble)及同步字(SYNC，Synchronous Word)；

S4、所述分布式设备接收所述交互数据，完成所述交互数据中的指令后发送回复数据至所述服务设备；

其中，所述分布式设备完成空中无线数据的前导码、同步字及交互数据中缩位地址符的接收后，通过自身的8byte(字节)长度的设备地址对所述交互数据中的缩位地址符进行校验，以确认所述交互数据是否为对所述分布式设备发送的，若校验通过，则接收完整的交互数据，否则，立即进入休眠状态；

S5、所述服务设备接收所述回复数据，并在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，则以接收到所述回复数据为时间起点，在所述预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备。

本发明的实施例二为：

一种低功耗广域网的即时通信方法，其与实施例一的不同在于，所述S3中所述服务设备间隔预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

请参照图4，DN设备完成主动上报后，UN/CN设备间隔预设等待时长(RX_LAG)后进行数据下发，所述下发的数据包括前导码(1：Preamble)、同步字(2：SYNC，SynchronousWord)、交互数据；

在一种可选的实施方式中，DN设备同时完成对UN设备及CN设备的主动上报后进入休眠，相应UN设备确定第一预设等待时长RX_LAG_UN，相应CN设备确定第二预设等待时长RX_LAG_CN，DN设备在所述RX_LAG_UN及所述RX_LAG_CN对应的时隙唤醒进行数据接收，其余时间为休眠状态，如设置RX_LAG_CN为5秒、RX_LAG_UN为1秒，那么DN设备在完成数据主动上报后进行休眠，CN设备、UN设备分别在5秒和1秒后进行交互数据的下发，这时DN设备即会在相对应的既定时隙上唤醒进行数据接收；

所述交互数据包括缩位地址符(3)及实际交互数据(4)；

所述分布式设备在向所述服务设备主动上报通信数据后，进入休眠状态，并根据所述预设等待时长确定对应的唤醒时隙，在所述唤醒时隙唤醒；

还包括：

S31、所述分布式设备校验所述交互数据的缩位地址符，判断所述缩位地址符是否为所述分布式设备对应的缩位地址符，若是，则执行S33，否则，执行S32；

S32、进入休眠状态；

S33、接收所述交互数据。

本发明的实施例三为：

一种低功耗广域网的即时通信方法，其与实施例一、或实施例二的不同在于：当所述服务设备为客户端设备时，在接收到交互数据后开始计时；

S51、判断所述交互数据是否为首帧数据，若是，则根据计时时间判断在第一时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位否则，执行S53；

S52、若所述交互数据不是首帧数据，则根据计时时间判断在第二时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S53；

S53、发送超时帧给交互数据的发送端，并结束本次通信；

其中，若为UN设备第一次接受的HHU APP下发的交互数据，此交互数据为首帧数据，若所述HHU APP接受到超时帧，在接收到所述超时帧后第一次下发的交互数据为首帧数据；

具体的，请参照图5，从HHU APP下发首帧数据开始，至所述UN设备接收到DN设备关于所述首帧数据的回复数据的时长为首帧数据交互时长；

具体的，所述第一时间阈值为DN设备主动上报周期T₁、UN设备与DN设备之间预设等待时长(RX_LAG)及DN设备执行交互数据的执行时长T₂三者之和；

若所述首帧数据交互时长小于等于第一时间阈值，即若在第一时间阈值内接收到DN设备关于所述首帧数据的回复数据，则继续在预设等待时长内维持通信；

从HHU APP下发非首帧数据开始至UN设备接收到所述非首帧数据对应的回复数据的时长为后续帧数据交互时长；

所述第二时间阈值为DN设备执行交互数据的执行时长T2及UN设备与DN设备之间预设等待时长(RX_LAG)之和；

若所述后续帧数据交互时长小于等于第二时间阈值，即若在第二时间阈值内接收到DN设备关于所述非首帧数据的回复数据，则继续在预设等待时长内维持通信；

其中，HHU APP下发交互数据时有两种情况：

若为在DN设备周期内主动上报前下发，UN设备会将所述交互数据挂起，等待DN设备进行主动上报；

若在DN设备周期内主动上报并完成回复数据发送后下发，又分为两种情况：若在UN设备接收到回复数据后维持通信的预设时长内，则UN设备可下发所述交互数据；若超过UN设备维持通信的预设时长，则所述UN设备将所述交互数据挂起，等待所述DN设备下一次进行主动上报。

本发明的实施例四为：

一种低功耗广域网的即时通信方法，其与实施例一、实施例二或实施例三的不同在于：

所述S2中，信道分配具体为：

请参照图3，在ISM频段内，以200KHz(千赫兹)为信道间隔划分信道，其中，信道1与信道n作为频点保护间隔信道；将划分好的信道保存为信道列表，所述信道1与信道n不保存进所述信道列表；

其中，n为ISM频段以200KHz为信道间隔进行划分的最大信道号数，如在欧洲ISM频段为863MHz(兆赫兹)～870MHz，频段带宽共7MHz，以125KHz为信道间隔，共可分为56个信道，则n的值为56，划分的信道中，信道1与信道56作为频点保护间隔信道；

分布式设备除与客户端设备通信外，还需与中心设备(CN，CenterNode)通信，分布式设备与中心设备通信信道组具体为：

在所述信道列表中选取三个信道作为分布式设备入网时的强制频点；

再在所述信道列表中选取区别于上述三个信道的五个信道，与上述三个信道共八个信道作为分布式设备进行周期性随机上报时的上报信道；

如在上述56个信道中，选择信道33、信道34和信道35作为分布式设备设备入网固定通道，再选择信道36、信道37、信道38、信道39、信道40共同作为分布式设备入网后与中心设备的通信工作信道；

上述共八个信道构成分布式设备与中心设备通信信道组；

分布式设备与客户端设备通信信道组具体为：

在所述信道列表中随机选取频点相异的两个信道，其中一个信道作为分布式设备上报、客户端设备接收通信数据信道，另一个信道作为客户端设备下发、分布式设备接收交互数据信道；

上述两个信道区别于所述分布式设备与中心设备通信信道组；

如在上述56个信道中，选择信道41作为分布式设备上报通信数据信道，选择信道42作为客户端设备下发交互数据信道，收发异频，能够在存在多个分布式设备高密度上报的情况下保证客户端设备下发数据的一次性可达率，提高网络的通信稳定；

还包括分布式设备生产信道组，包括一个生产信道，所述生产信道从所述信道列表中随机选择，并区别于上述分布式设备与中心设备通信信道及分布式设备与客户端设备通信信道；

如在上述56个信道中，选择信道43作为生产信道，分布式设备在生产时通过所述生产信道进行测试，也可用于应用现场对分布式设备的维护，不会与分布式设备与中心设备通信信道组及分布式设备与客户端设备通信信道组发生冲突，保证生产现场或测试现场的测试和维护不被干扰；

可通过外部触发方式，使分布式设备通过生产信道进行数据上报，所述生产信道在所述分布式设备设备生产时使用，使用时，将生产中使用的客户端设备设备的通信信道设置为所述生产信道，所述分布式设备通过外部触发的方式通过所述生产信道进行数据上报，完成于所述生产中使用的客户端设备设备的交互，进而完成分布式设备设备生产过程中实现数据交互的需要；

所述步骤S3中，所述预设等待时长(RX_LAG)的大小与分布式设备设备的通信对象、使用信道有关：

在分布式设备与中心设备进行通信时，一般为远程通信，包含网络侧的交互时间，故分布式设备与中心设备进行通信时的预设等待时长应大于分布式设备与客户端设备通信时的预设等待时长；

在分布式设备通过外部触发方式使用生产信道与客户端设备进行通信时，预设等待时长应尽可能小，其值可区别于所述分布式设备与客户端设备通信的预设等待时长，也可与之相同。

请参照图2，本发明的实施例五为：

一种低功耗广域网的即时通信系统，包括服务设备和分布式设备，所述服务设备包括第一存储器、第一处理器及存储在第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述分布式设备包括第二存储器、第二处理器及存储在第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序；

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现实施例一、实施例二、实施例三或实施例四中服务设备执行的各个步骤：

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现实施例一、实施例二、实施例三或实施例四分布式设备执行的各个步骤。

综上所述，本发明提供了一种低功耗广域网的即时通信方法及系统，通过服务设备实时挂起交互数据，实现当分布式设备进行数据上报时，无需进行交互数据的获取，直接进行交互数据的下发，实现服务设备与分布式设备的即时通信；同时，将服务设备中的客户端设备与分布式设备之间的上报和下发信道分开，在存在多个分布式设备的情况下，也能够有效保证客户端设备数据下发的到达率；进一步的，在接收到分布式设备关于交互数据的回复数据后，并不立即关闭通信，而是在预设等待时长内维持通信，若在维持通信时接收到交互数据，无需等待分布式设备的上报周期就能立即进行交互数据的下发，进一步提高了分布式设备与服务设备之间通信的即时性；同时，分布式设备在完成上报数据后即进入休眠状态，直到与预设等待时长对应的时隙，才会唤醒所述分布式设备进行数据的接收，并且在接收数据时，先判断交互数据中的缩位地址符是否与自身设备地址相对应，若不对应则立即进入休眠状态，地址对应才进行完整交互数据的接收，在保证通信即时性的情况下，也确保了设备的低功耗。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种低功耗广域网的即时通信方法，其特征在于，包括步骤：

S1、服务设备将交互数据挂起；

S2、分布式设备周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S3、当所述服务设备接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述S3后包括：

S4、所述分布式设备接收所述交互数据，完成所述交互数据中的指令后发送回复数据至所述服务设备；

S5、所述服务设备接收所述回复数据，并在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，则以接收到所述回复数据为时间起点，在所述预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述服务设备包括客户端设备；

当所述服务设备为客户端设备时，服务设备在将交互数据下发至所述分布式设备后还包括步骤：

S51、判断所述交互数据是否为首帧数据，若是，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第一时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S53；

S52、若所述交互数据不是首帧数据，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第二时间阈值内是否接收到所述客户端设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S53；

S53、发送超时帧给交互数据的发送端，并结束本次通信。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗广域网的即时通信方法，其特征在于，所述服务设备包括中心设备；

所述S2包括：

所述分布式设备向所述中心设备上报时，从预先配置的信道中随机选择一个信道，并在预设周期内随机选择一个时间点；

在所述时间点通过所述信道向所述中心设备主动上报通信数据；

所述预先配置的信道通过如下方式确定：

在ISM频段内以200KHz为信道间隔进行信道的分配，得到信道列表；

从所述信道列表中随机选取八个信道作为所述预先配置的信道。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗广域网的即时通信方法，其特征在于：

所述S3中所述服务设备间隔预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述分布式设备在向所述服务设备主动上报通信数据后，进入休眠状态，并根据所述预设等待时长确定对应的唤醒时隙，在所述唤醒时隙唤醒；

所述步骤S1中所述交互数据包括与所述分布式设备对应的缩位地址符；

所述步骤S3还包括：

S31、所述分布式设备校验所述交互数据的缩位地址符，判断所述缩位地址符是否为所述分布式设备对应的缩位地址符，若是，则执行S33，否则，执行S32；

S32、进入休眠状态；

S33、接收所述交互数据。

4.一种低功耗广域网的即时通信系统，包括服务设备和分布式设备，所述服务设备包括第一存储器、第一处理器及存储在第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序，所述分布式设备包括第二存储器、第二处理器及存储在第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，其特征在于：

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

S11、将交互数据挂起；

S12、接收分布式设备周期性主动上报的通信数据；

S13、当接收到与所述交互数据对应的分布式设备主动上报的通信数据时，将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

S21、周期性向所述服务设备主动上报通信数据；

S22、接收所述服务设备下发的交互数据；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时在所述S22之后实现以下步骤：

S23、完成所述交互数据中的指令后发送回复数据至所述服务设备；

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时在所述S13之后实现以下步骤：

S14、接收所述分布式设备发送的所述回复数据，并在预设等待时长内维持通信，若在所述预设等待时长内接收到交互数据，则以接收到所述回复数据为时间起点，在所述预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述服务设备包括客户端设备；

当所述服务设备为客户端设备时，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时在将交互数据下发至所述分布式设备后还实现以下步骤：

S141、判断所述交互数据是否为首帧数据，若是，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第一时间阈值内是否接收到所述分布式设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S143；

S142、若所述交互数据不是首帧数据，则在接收到所述交互数据后开始计时，根据计时时间判断在第二时间阈值内是否接收到所述客户端设备发送的回复数据，若是，则计时复位，否则，执行S143；

S143、发送超时帧给交互数据的发送端，并结束本次通信。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗广域网的即时通信系统，其特征在于，所述服务设备包括中心设备；

所述S21包括：

向所述中心设备上报时，从预先配置的信道中随机选择一个信道，并在预设周期内随机选择一个时间点；

在所述时间点通过所述信道向所述中心设备主动上报通信数据；

所述预先配置的信道通过如下方式确定：

在ISM频段内以200KHz为信道间隔进行信道的分配，得到信道列表；

从所述信道列表中随机选取八个信道作为所述预先配置的信道。

6.根据权利要求4所述的一种低功耗广域网的即时通信系统，其特征在于：

所述S13中间隔预设等待时长后将所述交互数据下发至所述分布式设备；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时还实现以下步骤：

在向所述服务设备主动上报通信数据后，进入休眠状态，并根据所述预设等待时长确定对应的唤醒时隙，在所述唤醒时隙唤醒；

所述步骤S11中所述交互数据包括与所述分布式设备对应的缩位地址符；

所述步骤S22还包括：

S221、校验所述交互数据的缩位地址符，判断所述缩位地址符是否为所述分布式设备对应的缩位地址符，若是，则执行S223，否则，执行S222；

S222、进入休眠状态；

S223、接收所述交互数据。

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