CN112135268A - 无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统，方法包括：将超帧划分为预留时隙、汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙；在汇聚节点的独占广播信标时隙广播汇聚节点的信标帧；在汇聚节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包；判断采集节点是第一未入网节点还是已入网节点；如果是第一未入网节点，设置第一入网配置参数并写入下一个信标帧中；如果是已入网节点，获取监测数据并上传至无线组网系统中的上位机；如果数据包中包含第二未入网节点的入网申请，设置第二入网配置参数并写入下一个超帧的信标帧中。本申请通过汇聚节点管理整个网络，为每个采集节点划分独占的数据发送时隙，能够避免网内干扰，提高网络性能。

Description

无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统。

背景技术

随着无线通信和LORA(Long Range Radio，远距离无线电)技术的高速发展，LORA技术凭借其功耗低，传输距离远的特性被越来越多地应用到传感数据采集和传输领域，例如，在范围广、距离远、不方便布线的现代农业数据采集传输领域，利用LORA技术将传感器进行无线组网能够获取方便地采集传感器监测的农业数据，如气温、相对湿度、水位、光照等数据；在电力领域，可方便得采集导线温度、导线电流、水浸、水位、六氟化硫等数据。

相关技术中，基于LORA技术的无线组网系统包括星状网络系统和Mesh网络系统。星状网络系统包括一个汇聚节点与分别与汇聚节点连接的多个采集节点，由汇聚节点轮询或者采集节点主动上报的方式实现数据采集，然而，星状网络的覆盖范围受到通信距离限制，网络容量有限，不适用于大规模的应用场景。Mesh网络系统包括多个汇聚节点，每个汇聚节点分别连接多个采集节点，各汇聚节点管理各自附近的采集节点，汇聚节点之间实现路由传输，然而，各个汇聚节点的网络相互独立，彼此之间会存在相互干扰，导致组网性能不佳。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统。

第一方面，本申请提供了一种无线组网系统的数据传输方法，应用于所述无线组网系统中的汇聚节点，该数据传输方法包括：

将超帧划分为预留时隙、所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙；

在所述汇聚节点的独占广播信标时隙广播所述汇聚节点的信标帧；

在所述汇聚节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包；

根据所述数据包判断所述采集节点是第一未入网节点还是已入网节点；

如果所述采集节点是第一未入网节点，则为所述第一未入网节点设置第一入网配置参数，并将所述第一入网配置参数写入所述汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第一入网配置参数包括第一上行时隙和所述预留时隙中划分出的第一独占时隙，所述第一上行时隙与所述汇聚节点的其中一个独占接收时隙相对应；

如果所述采集节点是已入网节点，从所述数据包中获取监测数据并上传至所述无线组网系统中的上位机；

如果所述已入网节点的数据包中还包含第二未入网节点的入网申请，则为所述第二未入网节点设置第二入网配置参数，并将所述第二入网配置参数写入所述汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第二入网配置参数包括第二上行时隙和所述预留时隙中划分出的第二独占时隙，所述第二上行时隙与所述第二未入网节点的目标父节点的其中一个独占接收时隙相对应。

在一些实施例中，所述第一独占时隙包括第一广播信标时隙和第一接收时隙；所述第二独占时隙包括第二广播信标时隙和第二接收时隙。

在一些实施例中，所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙为相邻时隙，且所述汇聚节点的独占接收时隙为连续的时隙；所述第一广播信标时隙和第一接收时隙为相邻时隙，且所述第一接收时隙为连续的时隙；所述第二广播信标时隙和第二接收时隙为相邻时隙，且所述第二接收时隙为连续的时隙。

在一些实施例中，所述信标帧包括：节点标识、信标周期、时隙总数、单个时隙时长、信标帧时隙序号、当前节点接收时隙数、当前节点接收时隙数占用数和当前节点网络深度。

在一些实施例中，所述汇聚节点根据所述第二未入网节点的入网申请确定所述第二未入网节点的目标父节点。

第二方面，本申请提供了一种无线组网系统的数据传输方法，应用于未入网的采集节点，该数据传输方法包括：

接收至少一个所述无线组网系统中的已入网节点的信标帧，所述已入网节点包括所述无线组网系统中的汇聚节点或已入网的采集节点；

根据所述信标帧选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点；

在所述当前节点的目标父节点的独占接收时隙发送所述入网申请；

根据接收到入网配置参数，确定成为所述目标父节点的子节点；

其中，所述入网配置参数包括所述当前节点的独占时隙和上行时隙，所述当前节点的独占时隙属于所述汇聚节点从一个超帧的预留时隙中划分出的时隙，所述超帧还包括所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙，所述当前节点的上行时隙与所述当前节点的目标父节点的其中一个独占接收时隙相对应。

在一些实施例中，所述根据所述信标帧选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点，包括：

从所述信标帧中获取所述已入网节点的独占接收时隙的空闲信息与网络深度；

根据所述空闲信息与网络深度，选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点。

第三方面，本申请提供了一种无线组网系统的数据传输方法，应用于已入网的采集节点，该数据传输方法包括：

在当前节点的独占广播信标时隙广播所述当前节点的信标帧；

在所述当前节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包；

将所述采集节点的数据包合并至所述当前节点的数据包，得到待上行的数据包；

在所述当前节点的独占上行时隙将所述待上行的数据包发送到所述当前节点的父节点；

其中，所述当前节点的独占上行时隙与所述当前节点的父节点的其中一个独占接收时隙相对应，所述当前节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙属于所述无线组网系统的汇聚节点从一个超帧的预留时隙中划分出的时隙，所述超帧还包括所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙。

在一些实施例中，所述当前节点在所述超帧中除所述当前节点的父节点的独占广播信标时隙以及自身的独占上行时隙、独占广播信标时隙、独占接收时隙和监测数据采集时隙以外的时隙休眠。

第四方面，本申请实施例提供了一种无线组网系统，该无线组网系统包括：上位机、汇聚节点和多个采集节点，其中，

所述上位机与所述汇聚节点通信连接；

所述汇聚节点包括第一无线通信模块，所述汇聚节点通过所述第一无线通信模块与所述采集节点无线通信连接；

所述采集节点包括第二无线通信模块、传感器模块和定时器模块，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块相匹配，所述传感器模块用于采集监测数据，所述定时器模块与所述第二无线通信模块连接，用于控制所述第二无线通信模块定时进行数据发送，其中，不同所述采集节点的定时器模块设置的数据发送时间均不同；

所述汇聚节点与多个采集节点构成树状网络，其中，所述汇聚节点为根节点，所述采集节点为叶子节点。

本申请提供的无线组网系统的数据传输方法及无线组网系统的有益效果包括：

本申请实施例通过对超帧进行划分，该网络中的汇聚节点可预设一定数量的独占接收时隙来接收部分采集节点的数据包，其他采集节点可在预留时隙内向自己的目标父节点上报数据包，从而使汇聚节点和采集节点自组网形成特定树状网络，该网络具有网络容量大、覆盖范围广的优点；通过汇聚节点管理整个网络，为每个采集节点划分时隙，能够避免网内干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种无线组网系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种汇聚节点的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种采集节点的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种超帧时隙划分示意图；

图5为本申请实施例提供的一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种第一未入网节点的入网交互示意图；

图8为本申请实施例提供的一种第二未入网节点的入网交互示意图；

图9为本申请实施例提供的一种时隙分配示意图；

图10为图9的网络结构图；

图11为本申请实施例提供的又一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请描述的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

参见图1，为本申请实施例提供的一种无线组网系统的结构示意图，如图1所示，无线组网系统包括汇聚节点1、采集节点2和上位机3。

汇聚节点1可与多个采集节点2构成树状网络，其中，汇聚节点1为根节点，采集节点为叶子节点。汇聚节点1与多个采集节点2直接或间接无线通信连接，并与上位机3通信连接，汇聚节点1与上位机3之间可为有线通信连接，也可为无线通信连接，本申请实施例中，汇聚节点1与上位机3可选为有线通信连接，能够避免对汇聚节点1与采集节点2之间的无线通信带来干扰。

在一些实施例中，汇聚节点和采集节点的物理层工作在470-510MHz或者2400-2483.5MHz频段，采用CSS(Chirp Spread Spectrum，线性调频扩频)调制。线性调频扩频调制应符合LoRaWAN^TM1.1Specification中第3章对物理层的规定。

参见图2，为本申请实施例提供的一种汇聚节点的结构示意图，如图2所示，汇聚节点1可包括有线通信模块、第一无线通信模块和第一控制器模块，第一控制器模块分别与有线通信模块和第一无线通信模块连接，第一控制器模块可控制汇聚节点1通过第一无线通信模块与采集节点2进行无线通信，通过有线通信模块与上位机3进行有线通信，能够避免汇聚节点1与上位机3之间的通信对汇聚节点1和采集节点2之间的通信造成干扰。

在一些实施例中，第一无线通信模块可包括多种通信模块，汇聚节点1可通过不同的通信模块分别与采集节点2和上位机3进行通信，也可避免汇聚节点1与上位机3之间的通信对汇聚节点1与采集节点2之间的通信干扰。例如，第一无线通信模块可包括LoRa模块、wifi模块或4G无线模块或5G无线模块，其中，LoRa模块可用于与采集节点2进行通信，wifi模块或4G无线模块或5G无线模块可用于与上位机3进行通信。wifi模块或4G无线模块或5G无线模块与LoRa模块的物理层、频点、通信协议均不一样，不会对LoRa模块的通信造成干扰。

汇聚节点1也可通过第一无线通信模块与上位机3进行无线通信，此时，汇聚节点1也可不包含有线通信模块。

参见图3，为本申请实施例提供的一种采集节点的结构示意图，如图3所示，采集节点2可包括第二无线通信模块、传感器模块、定时器模块和第二控制器模块，其中，第二控制器模块分别与第二无线通信模块、传感器模块、定时器模块连接。

第一无线通信模块与第二无线通信模块相匹配，实现汇聚节点1与采集节点2之间的无线通信连接，相邻的采集节点2之间也能够通过各自的第二无线通信模块进行通信，其中，相邻是指两个采集节点2为父节点与子节点的关系。本申请实施例中，子节点可将自己采集的监测数据发送给其对应的父节点，父节点可将自身的监测数据和其对应的子节点的监测数据上报给自身的父节点，以此类推，使得所有的监测数据都到达汇聚节点1，由汇聚节点1将这些监测数据上报到上位机3，供监测人员进行数据分析。

在一些实施例中，传感器模块用于采集监测数据。无线组网系统的应用场景不同，需要进行监测的数据可能不同，可根据需要进行监测的数据选择具有相应监测功能的传感器，例如，根据监测数据为温度，则传感器模块可为温度传感模块，如电子温度计，根据监测数据为湿度，则传感器模块可为湿度传感模块，如电子湿度计。

在一些实施例中，采集节点2可通过定时功能来避免相互干扰，并减小功耗，采集节点2内可配置一个专门的定时器模块实现定时功能，在一些实施例中，采集节点2也可在第二控制器模块中设置一个定时线程实现定时功能。

在一些实施例中，采集节点2的定时器模块可与第二无线通信模块连接，定时控制采集节点2启动数据发送，在一些实施例中，数据发送包括数据上行至其对应的父节点，在一些实施例中，数据发送包括广播信标帧，例如，定时器模块可包括定时开关，该定时开关可定时启动第二无线通信模块的通断，当第二无线通信模块连通时，可进行数据上行或数据下行，当第二无线通信模块关断时，不能进行数据发送；在一些实施例中，定时器模块还可与所述传感器模块连接，定时控制采集节点2传感器模块采集监测数据，例如，定时器模块的定时开关可定时启动传感器模块采集监测数据，避免传感器模块持续采集监测数据产生较大功耗。

在一些实施例中，定时器模块可与第二控制器模块连接，控制第二控制器模块定时唤醒，例如，在需要与其对应的父节点或子节点进行通信的时候唤醒，以及在需要采集监测数据的时候唤醒，而在其他大部分时间内处于休眠状态，从而减小功耗。

当定时器模块计时到某一时刻时，第二控制器模块可控制采集节点2从休眠状态中唤醒，进而进行工作，如采集监测数据，或进行数据上行或数据下行等。当无线组网系统中包括多个采集节点2时，可将每个采集节点2的定时器进行设置，使不同采集节点2的数据发送时间不同，例如，上行数据时间不相同，下行数据时间不相同，从而避免采集节点2之间相互干扰。例如，在02：05，将一个采集节点x1设置为每隔一小时唤醒，则该采集节点2将在03：05、04：05、05：05等时间唤醒；在02：10，将一个采集节点x2设置为每隔一小时唤醒，则该采集节点x2将在03：10、04：10、05：10等时间唤醒，在唤醒时可进行数据上行或数据下行，或数据采集。可见，本申请实施例通过在采集节点内设置有定时器模块，可控制多个采集节点在不同的时间进行数据发送，避免在相同时间发送数据时相互干扰，能够大幅提高网络性能。

采集节点2从休眠状态唤醒为工作状态后，完成数据发送或数据采集则进入休眠状态，继续下一个定时周期的循环，一个定时周期可为一个超帧。

在一些实施例中，可在定时器模块内设置多个定时器，分别与第二无线通信模块、传感器模块和第二控制器模块连接，以实现相应的定时功能，其中，每个定时器可由人工进行手动配置。

在一些实施例中，还可通过汇聚节点1为多个采集节点2自动分配不同的唤醒时刻，采集节点2再利用定时器模块的定时功能，在自身的唤醒时刻从休眠状态中唤醒。

参见图4，为本申请实施例提供的一种超帧的时隙划分示意图，如图4所示，汇聚节点1可将一个超帧划分为n个时隙，从1开始为每个时隙分配序号，第n个时隙后边的时隙为下一个超帧的时隙。时隙为无线组网系统中的最小通信单元，单个时隙的时长需要满足最长帧监测数据的发送，在一些实施例中，最长帧监测数据为255字节。监测数据越大，时隙的时长可设置的越长，监测数据越小，时隙的时长可设置的越小。

在一些实施例中，时隙的时长可大于监测数据的数据帧发送时间，从而可在一个时隙内留出时隙保护时间，时隙保护时间可包括t₀和t₀’，数据帧发送时间可为t_i，t₀可位于t_i之前，t₀’可位于t_i之后。假设汇聚节点1给第i个采集节点分配的唤醒时隙是第4个时隙，则第i个采集节点可在t₀内完成休眠状态到唤醒状态的切换，在t_i内完成数据帧发送，在t₀’内完成唤醒状态到休眠状态的切换，第4个时隙的数据帧发送不会影响到第3个时隙和第5个时隙内的数据帧发送，由此可见，多个采集节点2之间不会相互干扰。

在一些实施例中，所有的采集节点2在一个超帧的不同时隙内完成一个周期的数据发送，采集节点2的采集周期可设置为超帧的倍数。超帧的结构可根据网络规模、节点数量、采集间隔等进行设置，在无线组网系统运行之前，需要确定好超帧的结构，当超帧不满足无线组网系统的网络传输需求时，需要在无线组网系统运行之前对超帧的结构进行调整，例如，调整超帧的总时长、单个时隙时长。

为对汇聚节点1和采集节点2的工作过程做进一步描述，下面分别对汇聚节点的数据传输方法和采集节点的数据传输方法进行介绍。

参见图5，为本申请实施例提供的一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图，该方法可应用于汇聚节点，如图5所示，该方法可包括步骤S110-S170。

步骤S110：将超帧划分为预留时隙、所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙。

在一些实施例中，汇聚节点可将一个超帧作为一个定时周期，为每个节点分配在该超帧内的时隙。

在一些实施例中，汇聚节点可将一个超帧分为汇聚节点的独占广播信标时隙、汇聚节点的独占接收时隙和预留时隙。

在一些实施例中，汇聚节点的独占广播信标时隙可为超帧的第一个时隙，该时隙为独占时隙，汇聚节点可在该时隙发送信标帧，除了汇聚节点，其他节点不允许在该时隙发送数据包，避免对汇聚节点的信标帧造成干扰；汇聚节点的独占接收时隙可紧跟在该独占广播信标时隙后方，汇聚节点的独占接收时隙的数量可为多个，汇聚节点的独占接收时隙可用于接收汇聚节点的子节点的数据包，或者未入网的采集节点的数据包；预留时隙可紧跟在汇聚节点的最后一个独占接收时隙的后方，预留时隙的数量也可为多个，预留时隙可用于分配给新入网的采集节点。

步骤S120：在所述汇聚节点的独占广播信标时隙广播汇聚节点的信标帧。

在一些实施例中，汇聚节点可在其独占广播信标时隙广播信标帧，信标帧包含的信息可包括：节点标识、信标周期、时隙总数、单个时隙时长、信标帧时隙序号、当前节点接收时隙数、当前节点接收时隙数占用数和当前节点网络深度。

其中，在汇聚节点发出的信标帧中，节点标识可为EID(electronic Identity，电子身份)，作为无线组网系统内表征节点的唯一标识，不同节点可用EID来区分；信标周期可为超帧的时长；时隙总数可为一个超帧内的时隙总个数；信标帧时隙序号可为信标帧所在的时隙序号；信标帧时隙序号为1；当前节点接收时隙数可为汇聚节点的独占接收时隙总数量；当前节点接收时隙数占用数可为汇聚节点的独占接收时隙占用总数，例如，如果汇聚节点有两个子节点，则当前节点接收时隙数占用数可为2；当前节点网络深度可为当前节点的数据包到达上位机需要经过的发送次数，例如，汇聚节点直接与上位机连接，则汇聚节点的数据包到达上位机需要经过的发送次数为1，则汇聚节点的当前节点网络深度为1，汇聚节点的子节点的数据包到达上位机需要经过的发送次数为2，则汇聚节点的子节点的当前节点网络深度为2。在一些实施例中，如果汇聚节点与上位机之间还设置有一个节点，则汇聚节点的当前节点网络深度为2。

步骤S130：在所述汇聚节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包。

在一些实施例中，汇聚节点在自身的独占接收时隙可接收两种采集节点的数据包，一种是汇聚节点的子节点的数据包，一种是未入网节点的数据包。其中，汇聚节点的子节点属于已入网节点，除了汇聚节点的子节点，已入网节点还包括其他已入网的采集节点，如汇聚节点的子节点的子节点；直接向汇聚节点发送数据包的未入网节点可称为第一未入网节点，向已入网节点发送数据包的未入网节点可称为第二未入网节点。

在一些实施例中，在一个超帧内，如果没有第一未入网节点向汇聚节点发送数据包，汇聚节点可能只接收到自己的子节点的数据包；如果有第一未入网子节点向汇聚节点发送数据包，汇聚节点可能会接收到自己的子节点的数据包和第一未入网子节点的数据包。

在一些实施例中，由于汇聚节点的多个子节点在汇聚节点的不同独占接收时隙上传数据包，彼此不会相互干扰；多个第一未入网节点可能选择了不同的空闲的独占接收时隙上传数据包，此时，这些第一未入网节点不会相互干扰；多个第一未入网节点也可能选择了相同的汇聚节点的空闲的独占接收时隙上传数据包，此时，这些第一未入网节点之间可能存在一定干扰，使得汇聚节点可能不能完整接收部分第一未入网节点上传的数据包，导致第一未入网节点失败，入网失败后，第一未入网节点可隔一段时间再重新入网。为提高入网成功率，第一未入网节点可基于载波侦听的技术发送数据包，避免发生冲突。

步骤S140：根据所述数据包判断所述采集节点是第一未入网节点还是已入网节点。

在一些实施例中，采集节点发送的数据包设置有节点标识，汇聚节点存储有自己的子节点的节点标识，汇聚节点可根据节点标识判断采集节点是自己的子节点还是未入网节点，即判断采集节点是第一未入网节点还是已入网节点。如果数据包中有汇聚节点的子节点的节点标识，则判断该数据包来自汇聚节点的子节点；如果数据包中没有汇聚节点的子节点的节点标识，则判断该数据包来自第一未入网节点。

在一些实施例中，第一未入网节点发送的数据包包含了入网申请，该入网申请包含了第一未入网节点的节点标识，以及第一未入网节点的目标父节点的网内通信地址，其中，第一未入网节点的目标父节点是第一未入网节点自己选择的。汇聚节点还可根据数据包中的入网申请中包含了自己的网内通信地址，确定该数据包来自第一未入网节点。

步骤S150：如果所述采集节点是第一未入网节点，则为所述第一未入网节点设置第一入网配置参数，并将所述第一入网配置参数写入汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第一入网配置参数包括第一上行时隙和所述预留时隙中划分出的第一独占时隙，所述第一上行时隙与所述汇聚节点的其中一个独占接收时隙相对应。

在一些实施例中，汇聚节点判断向自己发送数据包的采集节点为第一未入网节点后，可为第一未入网节点设置第一入网配置参数，使第一未入网节点能够入网。当然，汇聚节点可先判断自己当前是否还有空闲的独占接收时隙；如果自己当前还有空闲的独占接收时隙，再为第一未入网节点设置第一入网配置参数；如果自己当前没有空闲的独占接收时隙，不为第一未入网节点设置第一入网配置参数。

在一些实施例中，第一入网配置参数包括汇聚节点为第一未入网节点划分的时隙。汇聚节点选择一个自己的空闲的独占接收时隙，如第一个空闲的独占接收时隙作为第一未入网节点的第一上行时隙，从预留时隙中划分出第一独占时隙给第一未入网节点，第一独占时隙可包括第一广播信标时隙和第一接收时隙，第一接收时隙的数量可为多个，且多个第一接收时隙为连续的时隙，第一广播信标时隙和第一个第一接收时隙也相连续。第一入网配置参数包括上述第一上行时隙、第一广播信标时隙和第一接收时隙

除了为第一未入网节点划分的时隙，第一入网配置参数还可包括第一未入网节点的节点标识、网内通信地址和数据采集周期，其中，数据采集周期为第一未入网节点采集监测数据的周期，数据采集周期可为信标周期的整数倍，独占接收时隙位于独占广播信标时隙之后，从而根据独占广播信标时隙的序号，可计算出独占接收时隙的时隙号。

在一些实施例中，汇聚节点可将第一入网配置参数写入汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，从而在下一个超帧时，能将第一入网配置参数广播出去。

步骤S160：如果所述采集节点是已入网节点，从所述数据包中获取监测数据并上传至所述无线组网系统中的上位机。

在一些实施例中，已入网节点发送到汇聚节点的数据包内含了自己的监测数据，以及自己这一分支的全部监测数据，例如，已入网节点为节点A，节点B和节点C为节点A的子节点，节点D为节点B的子节点，则节点A的数据包中包含节点A-D的全部监测数据。汇聚节点判断向自己发送数据包的采集节点为已入网节点后，从已入网节点的数据包中获取监测数据，将监测数据上传至所述无线组网系统中的上位机，供监测人员进行查看及分析。

在一些实施例中，不同的采集节点的数据采集周期不同，在一个超帧内，可能只有部分采集节点需要采集监测数据，然后进入新的数据采集周期，这部分采集节点在各自的监测数据采集时隙内采集了监测数据，因此在该超帧内有待上报的监测数据，或者可能没有采集节点有待上报的监测数据，使得已入网的采集节点发送至汇聚节点的数据包内可能只包含了上述部分采集节点的监测数据，或者不包含监测数据。如果没有监测数据，汇聚节点就不向上位机发送监测数据。

步骤S170：如果所述已入网节点的数据包中还包含第二未入网节点的入网申请，则为所述第二未入网节点设置第二入网配置参数，并将所述第二入网配置参数写入汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第二入网配置参数包括第二上行时隙和所述预留时隙中划分出的第二独占时隙，所述第二上行时隙与所述第二未入网节点的目标父节点的其中一个独占接收时隙相对应。

在一些实施例中，已入网节点发送的数据包内还包含了第二未入网节点的入网申请，汇聚节点可获取该第二未入网节点的入网申请，为第二未入网节点的入网申请设置第二入网配置参数，使第二未入网节点能够入网。当然，汇聚节点可先判断第二未入网节点的目标父节点当前是否还有空闲的独占接收时隙，以及第二未入网节点的目标父节点的网络深度是否小于预设网络深度阈值；如果第二未入网节点的目标父节点当前还有空闲的独占接收时隙，且第二未入网节点的目标父节点的网络深度小于预设网络深度阈值，再为第二未入网节点设置第二入网配置参数；如果第二未入网节点的目标父节点当前没有空闲的独占接收时隙，或第二未入网节点的目标父节点的网络深度大于或等于预设网络深度阈值，则不为第二未入网节点设置第二入网配置参数。其中，预设网络深度阈值可根据实际情况进行设置，在一个固定的超帧内，该预设网络深度阈值越大，则无线组网系统的网络容量越大，但末端节点的延时也会越大；该预设网络深度阈值越小，则无线组网系统的网络容量越小，但末端节点的延时也会越小。

在一些实施例中，第二入网配置参数包括汇聚节点为第二未入网节点划分的时隙。汇聚节点选择一个第二未入网节点的目标父节点的空闲的独占接收时隙作为第二未入网节点的第二上行时隙，从预留时隙中划分出第二独占时隙给第二未入网节点，第二独占时隙可包括第二广播信标时隙和第二接收时隙，第二接收时隙的数量可为多个，且多个第二接收时隙为连续的时隙，第二广播信标时隙和第一个第二接收时隙也相连续。第二入网配置参数包括上述第二上行时隙、第二广播信标时隙和第二接收时隙。其中，第二未入网节点的目标父节点是第二未入网节点自己选择的一个已入网节点，第二未入网节点将自己选择的目标父节点的网内通信地址和自己的节点标识写入到入网申请中。

除了为第二未入网节点划分的时隙，第二入网配置参数还可包括第二未入网节点的节点标识、网内通信地址和数据采集周期，其中，数据采集周期为第二未入网节点采集监测数据的周期。

在一些实施例中，汇聚节点可将第二入网配置参数写入自己在下一个超帧的信标帧中，从而在下一个超帧时，能将第二入网配置参数广播出去。

下面分别以图5中的第一未入网节点和第二未入网节点为例，介绍未入网的采集节点的入网过程。

参加图6，为本申请实施例提供的另一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图，该方法可应用于未入网的采集节点，如图6所示，该方法可包括步骤S210-S240。

步骤S210：接收至少一个所述无线组网系统中的已入网节点的信标帧，所述已入网节点包括所述无线组网系统中的汇聚节点或已入网的采集节点。

在一些实施例中，汇聚节点广播信标帧后，在汇聚节点的信号覆盖范围内，处于接收状态的采集节点均可接收汇聚节点的信标帧，其中，处于接收状态的采集节点可包括已经入网且与汇聚节点直接通信连接的采集节点，即汇聚节点的子节点，还可包括未入网的采集节点。

在一些实施例中，已入网的采集节点，如，节点H，也配置有独占广播信标时隙，在自身的独占广播信标时隙发送信标帧。节点H在广播信标帧后，在该节点H的信号覆盖范围内，处于接收状态的采集节点均可接收已入网的采集节点的信标帧，其中，处于接收状态的采集节点可包括已经入网且与节点H直接通信连接的采集节点，即节点H的子节点，还可包括未入网的采集节点。在一些实施例中，第一未入网节点和第二未入网节点分别接收到至少一个已入网节点的信标帧，例如，第一未入网节点接收到汇聚节点的信标帧，第二未入网节点接收到节点H的信标帧，或者，第一未入网节点和第二未入网节点均接收到汇聚节点和节点H的信标帧。

步骤S220：根据所述信标帧选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点。

在一些实施例中，未入网的采集节点如果只接收到一个已入网节点的信标帧，则可直接将该已入网节点作为自己的目标父节点。当然，未入网的采集节点还可在接收到已入网节点的信标帧后，从信标帧中获取已入网节点的独占接收时隙，先判断已入网节点的独占接收时隙是否有空闲，如果有空闲，再将已入网节点确定为自己的目标父节点。

其中，未入网的采集节点可根据信标帧中的当前节点接收时隙数与当前节点接收时隙数占用数的差值判断已入网节点的独占接收时隙是否有空闲，如果该差值大于0，则表明已入网节点的独占接收时隙还有空闲，如果该差值等于0，则表明已入网节点的独占接收时隙已经没有空闲，即已入网节点的子节点已满，如果向已入网节点发送入网申请，则很可能被拒绝，因此，如果已入网节点的子节点已满，可暂时不将已入网节点确定为自己的目标父节点，过段时间再接收信标帧。

在一些实施例中，未入网的采集节点如果接收到多个已入网节点的信标帧，则可对每个信标帧中的信息进行分析，选择一个存在空闲的独占接收时隙的已入网节点作为目标父节点。如果多个已入网节点的信标帧都存在空闲的独占接收时隙，还可从每个已入网节点的信标帧中获取各个已入网节点的当前节点网络深度，选择一个当前节点网络深度较小的已入网节点作为自己的目标父节点。

在一些实施例中，第一未入网节点选择将汇聚节点作为自己的目标父节点，第二未入网节点选择将节点H作为自己的目标父节点。

步骤S230：在所述当前节点的目标父节点的独占接收时隙发送所述入网申请。

在一些实施例中，未入网的采集节点在确定好目标父节点后，可在目标父节点的独占接收时隙发送入网申请。本申请实施例中，入网申请可用数据包的形式进行发送，入网申请可包含节点标识和该未入网的采集节点的目标父节点的网内通信地址。未入网的采集节点的目标父节点将该入网申请转发到自身的父节点，经过层层转发，该入网申请最终到达汇聚节点。

在一些实施例中，未入网的采集节点在判断出自己的目标父节点存在空闲的独占接收时隙时，为避免对目标父节点的子节点向目标父节点发送数据包造成干扰，可选择在目标父节点的空闲的独占接收时隙发送入网申请。由于所有已入网节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙是连续时隙，可容易地计算出已入网节点空闲的独占接收时隙的时隙序号。例如，对于汇聚节点，其信标帧时隙序号为1、当前节点接收时隙数为6、当前节点接收时隙数占用数为2，可计算出第一个空闲的独占接收时隙的序号为：1+2+1＝4，空闲的独占接收时隙的总个数为：6-2＝4，则空闲的独占接收时隙为：时隙4、时隙5、时隙6和时隙7。未入网的采集节点可在下一个超帧的时隙4-时隙7时间内选取一个时隙发送入网申请。在一些实施例中，在同一个超帧内，可能会有多个未入网的采集节点选择了相同的目标父节点来发送入网申请，由于这些未入网的采集节点均是根据上一个超帧内的目标父节点的信标帧计算出的空闲的独占接收时隙，这些未入网的采集节点彼此之间不知道对方选择哪一个空闲的独占接收时隙发送入网申请，为避免在同一个时隙发送入网申请而相互干扰，未入网的采集节点可在目标父节点的独占接收时隙内，利用载波侦听冲突避免机制(CSMA/CA)发送入网申请。

在一些实施例中，第一未入网节点在汇聚节点的空闲的独占接收时隙内发送入网申请，第二未入网节点在节点H的空闲的独占接收时隙内发送入网申请。

步骤S240：根据接收到入网配置参数，确定成为所述目标父节点的子节点。

在一些实施例中，未入网的采集节点在发送完入网申请后，汇聚节点可能同意该未入网的采集节点入网，也可能不同意该未入网的采集节点入网。未入网的采集节点可根据接收到汇聚节点为自己设置的入网配置参数，确定自己成功入网，成为所述目标父节点的子节点，其中，未入网的采集节点可根据入网配置参数中包含自己的节点标识，确定入网配置参数属于自己。

此时，该未入网的采集节点成为无线组网系统中的已入网节点，目标父节点成为了自己在无线组网系统中的父节点。

在一些实施例中，第一未入网节点在入网后，可根据接收到汇聚节点的信标帧的时刻、信标帧中的单个时隙时长、信标帧时隙序号与超帧进行时间同步，从而可利用定时器模块计时每个时隙的时刻，便于在分配给自身的汇聚节点的独占接收时隙，即第一上行时隙内准时上传数据包。第二未入网节点在入网后，可根据接收到自己的父节点的信标帧的时刻、信标帧中的单个时隙时长、信标帧时隙序号与超帧进行时间同步，从而可利用定时器模块计时每个时隙的时刻，便于在分配给自身的父节点的独占接收时隙，即第二上行时隙内准时上传数据包。在一些实施例中，未入网的采集节点可根据在发出入网申请的一定时间内没有接收到汇聚节点为自己设置的入网配置参数，确定自己没有成为所述目标父节点的子节点，入网失败。入网失败后，未入网的采集节点可隔一段时间再重新入网。

可见，对于一个未入网的采集节点，其目标父节点可以是汇聚节点，也可以是已入网的采集节点，汇聚节点通过将未入网的采集节点发送数据包的时隙配置为其目标父节点的独占接收时隙，使未入网的采集节点可呈树状接入无线组网系统。

为对本申请实施例中的未入网的采集节点入网过程做进一步描述，本申请实施例还提供了一种第一未入网节点的入网交互示意图和第二未入网节点的入网交互示意图。参见图7，为本申请实施例提供的一种第一未入网节点的入网交互示意图，如图7所示，在一些实施例中，汇聚节点定时广播一次信标帧，如每隔一个超帧广播一次信标帧。

在第一个超帧，汇聚节点在第一个时隙广播信标帧，当未入网的采集节点在汇聚节点的信号强度范围内，第一未入网节点可接收到该信标帧。

第一未入网节点接收到该信标帧后，可从信标帧中收集信息，如判断汇聚节点是否有空闲的独占接收时隙，如果有空闲的独占接收时隙，则可选择将汇聚节点作为目标父节点。

在第二个超帧，汇聚节点在第一个时隙广播信标帧，第一未入网节点可第一个超帧确定的空闲的独占接收时隙内，基于载波侦听冲突避免机制(CSMA/CA)发送入网申请。

汇聚节点在第二个超帧接收到入网申请后，可根据当前自己还有空闲的，即未分配出去的独占接收时隙，为采集节点设置入网配置参数，入网配置参数包含了采集节点的独占上行时隙、独占广播信标时隙和独占接收时隙的序号，将入网配置参数设置在下一个信标帧内。

在第三个超帧，汇聚节点可将含入网配置参数的信标帧进行广播，第一未入网节点接收到该信标帧后，可提取入网配置参数，根据入网配置参数入网。

参见图8，为本申请实施例提供的一种第二未入网节点的入网交互示意图，其中，已入网采集节点可为汇聚节点的子节点。如图8所示，在一些实施例中，汇聚节点和已入网采集节点定时广播一次信标帧，如每隔一个超帧广播一次信标帧。

在第一个超帧，汇聚节点在第一个时隙广播信标帧，已入网采集节点可接收到该信标帧，当第二未入网节点在汇聚节点的信号强度范围内时，可接收到该信标帧。已入网采集节点可将汇聚节点的信标帧进行更新，更新内容包括：信标帧所在时隙序号、当前节点接收时隙数、当前节点接收时隙占用情况、当前节点网络深度，更新后得到自己的信标帧，在第一个超帧的某一个时隙，即已入网采集节点的独占广播信标时隙，已入网采集节点广播信标帧。

当第二未入网节点在该已入网的采集节点的信号强度范围内时，可接收到该已入网的采集节点的信标帧。

第二未入网节点在接收到两个信标帧后，可分别从两个信标帧中收集信息，选择目标父节点，例如，选择一个信号强度更高且有空闲的独占接收时隙的已入网节点作为目标父节点，生成入网申请。图8中，第二未入网节点选择已入网采集节点作为目标父节点。

在第一个超帧，已入网采集节点在自己的独占上行时隙进行数据上报，例如，发送数据包到汇聚节点，数据包可包括监测数据。

在第二个超帧，汇聚节点在第一个时隙广播信标帧，已入网的采集节点在自己的独占广播信标时隙广播信标帧。已入网的采集节点在该超帧内的利用CSMA/CA机制选择目标父节点的一个空闲的独占接收时隙，向已入网采集节点发送入网申请。

在第二个超帧，已入网采集节点在自己的独占上行时隙进行数据上报，例如，发送数据包到汇聚节点，数据包可包括监测数据。已入网采集节点将入网申请写入到自己下一个超帧待上报的数据包中。

在第三个超帧，汇聚节点在第一个时隙广播信标帧。已入网采集节点在自己的独占上行时隙进行数据上报，例如，发送数据包到汇聚节点，数据包可包括监测数据和入网申请。已入网采集节点在自己的独占广播信标时隙广播信标帧。

汇聚节点在第三个超帧接收到由已入网采集节点转发的入网申请后，生成入网配置参数，将入网配置参数写入下一个超帧的信标帧内。

在第四个超帧，汇聚节点在第一个时隙可将含入网配置参数的信标帧进行广播，已入网采集节点接收该信标帧后，提取出入网配置参数，将入网配置参数设置在自己的信标帧中，在自己的独占广播信标时隙广播信标帧。第二未入网节点接收到已入网的采集节点的信标帧后，可提取出入网配置参数，根据入网配置参数入网，例如，将自己的网络深度设置为其目标父节点的网络深度加1。

在一些实施例中，未入网的采集节点，如第二未入网节点在发出入网申请后，可根据自己的目标父节点的网络深度，设置入网申请的超时时间，将超时时间设置为预设数量个超帧，预设数量可为自己的目标父节点的网络深度的值。在超时时间内，如果未接收到入网配置参数，则判定入网申请失败。

例如，在图7中，第一未入网节点的目标父节点为汇聚节点，汇聚节点的网络深度为1，第一未入网节点可设置超时时间为1个超帧，在第二个超帧发送入网申请后，如果在第三个超帧没有接收到入网配置参数，则判定入网申请超时，入网申请失败。在图8中，第二未入网节点的目标父节点为已入网采集节点，其网络深度为2，第二未入网节点可设置超时时间为2个超帧，在第二个超帧发送入网申请后，如果在第四个超帧没有接收到入网配置参数，则判定入网申请超时，入网申请失败。

参见图9，为本申请实施例提供的一种时隙分配示意图。如图9所示，汇聚节点将一个超帧分为多个时隙，每个时隙都设置有序号，如时隙1、时隙2、时隙3、……、时隙n。

汇聚节点将时隙1分配给自己，作为自己的独占广播信标时隙，将时隙2-时隙7分配给自己，作为自己的独占接收时隙，将时隙9-时隙n作为预留时隙，预留给采集节点使用。

采集节点1为汇聚节点的子节点，汇聚节点将时隙2分配给采集节点1，作为采集节点1的独占上行时隙，汇聚节点将预留时隙中的时隙8时隙14分配给采集节点1，其中，将时隙8作为采集节点1的独占广播信标时隙，将时隙9-14作为采集节点的独占接收时隙。

采集节点2为汇聚节点的子节点，汇聚节点将时隙3分配给采集节点2，作为采集节点2的独占上行时隙，汇聚节点将预留时隙中的时隙15-时隙21分配给采集节点2，其中，将时隙15作为采集节点2的独占广播信标时隙，将时隙16-21作为采集节点的独占接收时隙。

采集节点3为采集节点1的子节点，汇聚节点将采集节点1的其中一个独占接收时隙，如时隙9分配给采集节点3，作为采集节点3的独占上行时隙，汇聚节点将预留时隙中的时隙22-时隙28分配给采集节点3，其中，将时隙22作为采集节点3的独占广播信标时隙，将时隙23-28作为采集节点的独占接收时隙。

采集节点x为采集节点3的子节点，汇聚节点根据采集节点3的独占接收时隙中的第一个空闲的独占接收时隙为时隙26，将时隙26分配给采集节点x，作为采集节点x的独占上行时隙；汇聚节点根据预留时隙中第一个空闲的时隙为时隙(n-6)，将时隙(n-6)至时隙n分配给采集节点3，其中，将时隙(n-6)作为采集节点3的独占广播信标时隙，将时隙(n-5)至时隙n作为采集节点的独占接收时隙。

需要说明的是，在图8中，汇聚节点给自己和采集节点分配的独占接收时隙的数量均为6个，实际实施中，汇聚节点为自己和采集节点分配的独占接收时隙的数量不限于此，例如，汇聚节点可给自己分配数量较多的独占接收时隙，给采集节点分配数量较少的独占接收时隙。

图9中，a为当前节点的广播信标时隙，b为当前节点数据上报时隙，c为当前节点接收时隙，K为当前节点接收时隙数。

图10为图9的网络结构图，如图9所示，采集节点1和采集节点2是汇聚节点的子节点，采集节点3是采集节点1的子节点，采集节点x是采集节点3的子节点。

在一些实施例中，采集节点初上电时首先发起入网，若未能成功入网，则休眠一段时间再次发起入网申请以降低未入网的采集节点功耗。若采集节点成功入网，则只在自己的目标父节点的广播信标帧时隙接收信标帧，在分配的独占上行时隙上报数据包，在独占广播信标时隙广播信标帧，在独占接收时隙监听自己的子节点的数据包，在其它大部分时间休眠以降低功耗。

可见，在一个超帧内，已入网的采集节点有自己的独占上行时隙、独占广播信标时隙和独占接收时隙，其中，已入网的采集节点的独占上行时隙与其父节点的其中一个独占接收时隙相对应，独占广播信标时隙和独占接收时隙属于汇聚节点从预留时隙中划分出的时隙。已入网的采集节点按照自己的数据采集周期采集监测数据，在自己的独占上行时隙将监测数据发送到自己的父节点，最终到达汇聚节点，由汇聚节点转发至上位机。

参见图11，为本申请实施例提供的又一种无线组网系统的数据传输方法的流程示意图，该方法可应用于已入网的采集节点，如图11所示，该方法可包括步骤S310-S340。

步骤S310：在当前节点的独占广播信标时隙广播所述当前节点的信标帧。

在一些实施例中，在每个超帧，已入网的采集节点在汇聚节点分配给自己的独占广播信标时隙广播所述当前节点的信标帧。

步骤S320：在所述当前节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包。

在一些实施例中，在每个超帧，已入网的采集节点在汇聚节点分配给自己的独占接收时隙接收采集节点的数据包，其中，已入网的采集节点可接收自己的子节点的数据包或者未入网的采集节点的数据包。

步骤S330：将所述采集节点的数据包合并至所述当前节点的数据包，得到待上行的数据包。

在一些实施例中，已入网的采集节点将接收的采集节点的数据包合并至下一个超帧待上行到自己的父节点的数据包内，其中，待上行到自己的父节点的数据包内还包含了已入网的采集节点自己的监测数据。

步骤S340：在所述当前节点的独占上行时隙将所述待上行的数据包发送到所述当前节点的父节点。

在一些实施例中，已入网的采集节点在汇聚节点分配给自己的独占上行时隙将待上行的数据包发送数据包到自己的父节点。

在一些实施例中，已入网的采集节点在连续多个周期内未收到其目标父节点的信标帧，或者收到离网指令，则离网重新入网。

在一些实施例中，已入网的采集节点按照配置的采集周期采集监测数据，在独占接收时隙接收子节点上报的入网申请或者监测数据。采集节点聚合采集的数据和接收的子节点数据，生成数据包，在独占上行时隙上报到其目标父节点。由上述实施例可见，本申请实施例中的汇聚节点和采集节点自组网形成特定树状网络，该网络具有网络容量大，覆盖范围广的优点；通过汇聚节点管理整个网络，为每个采集节点划分时隙，能够避免网内干扰；采集节点只在分配的时隙工作，具有功耗低的优点。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，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电路结构、物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电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。以上的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种无线组网系统的数据传输方法，应用于所述无线组网系统中的汇聚节点，其特征在于，所述数据传输方法包括：

将超帧划分为预留时隙、所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙；

在所述汇聚节点的独占广播信标时隙广播所述汇聚节点的信标帧；

在所述汇聚节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包；

根据所述数据包判断所述采集节点是第一未入网节点还是已入网节点；

如果所述采集节点是第一未入网节点，则为所述第一未入网节点设置第一入网配置参数，并将所述第一入网配置参数写入所述汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第一入网配置参数包括第一上行时隙和所述预留时隙中划分出的第一独占时隙，所述第一上行时隙与所述汇聚节点的其中一个独占接收时隙相对应；

如果所述采集节点是已入网节点，从所述数据包中获取监测数据并上传至所述无线组网系统中的上位机；

如果所述已入网节点的数据包中还包含第二未入网节点的入网申请，则为所述第二未入网节点设置第二入网配置参数，并将所述第二入网配置参数写入所述汇聚节点在下一个超帧的信标帧中，其中，所述第二入网配置参数包括第二上行时隙和所述预留时隙中划分出的第二独占时隙，所述第二上行时隙与所述第二未入网节点的目标父节点的其中一个独占接收时隙相对应。

2.根据权利要求1所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述第一独占时隙包括第一广播信标时隙和第一接收时隙；所述第二独占时隙包括第二广播信标时隙和第二接收时隙。

3.根据权利要求2所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙为相邻时隙，且所述汇聚节点的独占接收时隙为连续的时隙；所述第一广播信标时隙和第一接收时隙为相邻时隙，且所述第一接收时隙为连续的时隙；所述第二广播信标时隙和第二接收时隙为相邻时隙，且所述第二接收时隙为连续的时隙。

4.根据权利要求1所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述信标帧包括：节点标识、信标周期、时隙总数、单个时隙时长、信标帧时隙序号、当前节点接收时隙数、当前节点接收时隙数占用数和当前节点网络深度。

5.根据权利要求1所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述汇聚节点根据所述第二未入网节点的入网申请确定所述第二未入网节点的目标父节点。

6.一种无线组网系统的数据传输方法，应用于未入网的采集节点，其特征在于，所述数据传输方法包括：

接收至少一个所述无线组网系统中的已入网节点的信标帧，所述已入网节点包括所述无线组网系统中的汇聚节点或已入网的采集节点；

根据所述信标帧选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点；

在所述当前节点的目标父节点的独占接收时隙发送所述入网申请；

根据接收到入网配置参数，确定成为所述目标父节点的子节点；

其中，所述入网配置参数包括所述当前节点的独占时隙和上行时隙，所述当前节点的独占时隙属于所述汇聚节点从一个超帧的预留时隙中划分出的时隙，所述超帧还包括所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙，所述当前节点的上行时隙与所述当前节点的目标父节点的其中一个独占接收时隙相对应。

7.根据权利要求6所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述信标帧选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点，包括：

从所述信标帧中获取所述已入网节点的独占接收时隙的空闲信息与网络深度；

根据所述空闲信息与网络深度，选择一个所述已入网节点为当前节点的目标父节点。

8.一种无线组网系统的数据传输方法，应用于已入网的采集节点，其特征在于，所述数据传输方法包括：

在当前节点的独占广播信标时隙广播所述当前节点的信标帧；

在所述当前节点的独占接收时隙接收采集节点的数据包；

将所述采集节点的数据包合并至所述当前节点的数据包，得到待上行的数据包；

在所述当前节点的独占上行时隙将所述待上行的数据包发送到所述当前节点的父节点；

其中，所述当前节点的独占上行时隙与所述当前节点的父节点的其中一个独占接收时隙相对应，所述当前节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙属于所述无线组网系统的汇聚节点从一个超帧的预留时隙中划分出的时隙，所述超帧还包括所述汇聚节点的独占广播信标时隙和独占接收时隙。

9.根据权利要求8所述的无线组网系统的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述当前节点在所述超帧中除所述当前节点的父节点的独占广播信标时隙以及自身的独占上行时隙、独占广播信标时隙、独占接收时隙和监测数据采集时隙以外的时隙休眠。

10.一种无线组网系统，其特征在于，包括：上位机、汇聚节点和多个采集节点，其中，

所述上位机与所述汇聚节点通信连接；

所述汇聚节点包括第一无线通信模块，所述汇聚节点通过所述第一无线通信模块与所述采集节点无线通信连接；

所述采集节点包括第二无线通信模块、传感器模块和定时器模块，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块相匹配，所述传感器模块用于采集监测数据，所述定时器模块与所述第二无线通信模块连接，用于控制所述第二无线通信模块定时进行数据发送，其中，不同所述采集节点的定时器模块设置的数据发送时间均不同；

所述汇聚节点与多个采集节点构成树状网络，其中，所述汇聚节点为根节点，所述采集节点为叶子节点。

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