CN112689245B - 一种设备通信方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设备通信方法、装置、电子设备及存储介质，属于通信的技术领域，缓解了现有技术中存在的边缘设备通信方式依赖固定主设备、通信方式不灵活的技术问题。包括以下步骤：接收来自发起任务的设备的任务指令；根据任务指令选取可用的信道和波特率；根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收数据；将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率；将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

Description

一种设备通信方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种设备通信方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着随着智慧城市的建设和落地，边缘服务器及其所控制的边缘物联网设备的大量布置和应用，复杂多样的应用场景对无线通讯系统提出了越来越多的要求。

现有的主流物联网通信技术，比如：LoRa、Zigbee、NB-IOT等，都有各自的局限性。如：LoRa的传输速率较慢，空中耗时较长。Zigbee协议复杂，通信距离短，且部署复杂，开发和维护成本高。NB-IOT依托于运营商网络，无法进行私有网络的搭建，必须在运营商信号的环境下工作，大规模应用成本高，适用范围小。

现有通讯设备组网形式，主设备向相同射频参数设置的从设备进行广播传输，在同一时间段仅支持由固定设备进行串行发送，发送效率慢，且无法自主选择特定的设备接收。

现有物联网组网方式均有各自的缺点，且大多为终端节点采集数据后数据上传设计，针对大量终端节点的群组下发，如对10万个终端节点里特定的1000个节点进行数据下发的效率较低。因此，提供一种低成本、支持多节点、并行的私有网络无线通信传输方法和自组网络系统就尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设备通信方法、装置、电子设备及存储介质，缓解了现有技术中存在的边缘设备通信方式依赖固定主设备、通信方式不灵活的技术问题。

第一方面，本发明提供的设备通信方法，包括以下步骤：

接收来自发起任务的设备的任务指令；

根据任务指令选取可用的信道和波特率；

根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收发起任务的设备发送的数据；

将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率；

将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

进一步的，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤之前，还包括：

控制无线模块遍历设备支持的所有信道和波特率，确认当前所有可用的信道和波特率。

进一步的，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

发起任务的设备检查默认信道和波特率，并确认默认信道和波特率当前为空闲状态。

进一步的，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤，具体包括：

根据需要传输的数据包大小或误码率限制，选取满足需求的可用的信道和波特率。

进一步的，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

通过无线模块与所有设备连接；

将无线模块设置为默认信道和波特率；

写入通信范围内的所有设备的识别码。

进一步的，所述将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据的步骤之后，还包括：

发起任务的设备向当前信道和波特率下的其它设备发送初始化数据，使其它设备恢复到默认信道和波特率；

发起任务的设备恢复到默认信道和波特率。

进一步的，所述设备通信方法，还包括：

将边缘服务器通过无线模块连接到由边缘设备组成的局域网系统；

边缘服务器将数据传输到预设的设备，并通过该设备将数据传输到从设备。

第二方面，本发明还提供一种通信装置，应用于由边缘设备组成的局域网系统，包括：

任务获取模块，用于接收来自发起任务的设备的任务指令；

频道选择模块，用于根据任务指令选取可用的信道和波特率；

命令发送模块，用于根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收发起任务的设备发送的数据；

频道调整模块，用于将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率，将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法。

本发明提供的设备通信方法，当接收到来自发起任务的设备的任务指令时，选取一个可用的信道和波特率，并通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，设备根据执行命令确认是否需要接收发起任务的设备的数据，若需要，则会将对应的设备调整至选取的信道和波特率，然后再将发起任务的设备调整至对应的信道和波特率，最后，发起任务的设备在选取的信道和波特率内向接收数据的设备发送数据，通过完成以上步骤，缓解了现有技术中存在的依赖固定设备的问题，且可以选择接收数据的设备，提升通信的灵活性。

相应地，本发明实施例提供的一种设备通信装置、电子设备及计算机可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的设备通信方法流程图；

图2为本发明实施例提供的设备通信方法准备流程图；

图3为本发明实施例提供的设备通信装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例提供的设备通信方法，包括以下步骤：

S11：接收来自发起任务的设备的任务指令；

S12：根据任务指令选取可用的信道和波特率；

S13：根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收数据；

S14：将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率；

S15：将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

本发明提供的设备通信方法，当接收到来自主设备的任务指令时，选取一个可用的信道和波特率，并通过默认信道和波特率向所有从设备发送执行命令，从设备根据执行命令确认是否需要接收主设备的数据，若需要，则会将对应的从设备调整至选取的信道和波特率，然后再将主设备调整至对应的信道和波特率，最后，主设备在选取的信道和波特率内向从设备发送数据，通过完成以上步骤，缓解了现有技术中存在的依赖固定设备的问题，且可以选择接收数据的从设备，提升通信的灵活性。

在一种可能的实施方式中，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤之前，还包括：

S120：控制无线模块遍历设备支持的所有信道和波特率，确认当前所有可用的信道和波特率。

向特定的从设备发送数据需要将需要接收数据的主设备以及从设备设置到其它的同一个信道和波特率内，在选取之前，需要遍历所有可用的信道和波特率，便于选择。

在一种可能的实施方式中，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

S10：发起任务的设备检查默认信道和波特率，并确认默认信道和波特率当前为空闲状态。

只有当默认信道和波特率处于空闲状态时，命令才能发送至控制器，才会执行后续的步骤。

在一种可能的实施方式中，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤，具体包括：

根据需要传输的数据包大小或误码率限制，选取满足需求的可用的信道和波特率。

信道和波特率的选择需要根据实际情况而定，传输的数据大小不同，误码率要求不同，选取的信道和波特率也就不同，需要根据实际情况来选择满足需求的信道和波特率。

在一种可能的实施方式中，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

S201：通过无线模块与所有设备连接；

S202：将无线模块设置为默认信道和波特率；

S203：写入通信范围内的所有设备的识别码。

通过上述步骤，完成无线局域网的搭建，将控制器与所有设备连接到一起，以实现所有设备之间的信号互通，写入识别码可以为工作时确认需要接收数据的从设备提供确认条件。

在一种可能的实施方式中，所述将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据的步骤之后，还包括：

S16：发起任务的设备向当前信道和波特率下的其它设备发送初始化数据，使其它设备恢复到默认信道和波特率；

S17：发起任务的设备恢复到默认信道和波特率。

在一种可能的实施方式中，所述设备通信方法，还包括：

将边缘服务器通过无线模块连接到由边缘设备组成的局域网系统；

边缘服务器将数据传输到预设的设备，并通过该设备将数据传输到从设备。

当边缘服务器需要对边缘设备进行管理时，边缘服务器可以连接至距离最近的设备作为主设备，向其它从设备发送命令需求。

本发明实施例提供的设备通信方法，具体实施方式如下：

将无线射频模块通过串口连接到如嵌入式芯片等控制器上，控制器与设备进行连接。将无线射频模块设置在初始默认信道和波特率上。在通信范围内布置所有设备，对数量无限制，在控制器内写入与其连接的设备的识别码。

当有发起任务的设备（发起任务的设备不唯一，所有需要向其他设备传输数据的设备均可作为发起任务的设备）需要向其他设备发送指令时，由控制器控制无线模块遍历其所支持的所有信道和波特率。若能在该信道和波特率下接收到数据，则该信道和波特率被占用，当前不可用，若接收的数据为空，则该信道和波特率为空闲，当前可用。

根据需求，如需要传输的数据包大小和误码率限制，选取当前可用的一个信道和波特率。当默认的信道和波特率为空闲时，发起任务的设备在默认的信道和波特率下，发送所需接收数据的其它设备（接收数据的设备不唯一，所有需要接收其他设备传输数据的设备均可作为接收数据的设备）的识别码、选取的信道和波特率信息。发送完成后，由控制器将发起任务的设备的无线模块设置为选取的信道和波特率。

在通信范围内，所有在默认信道和波特率的设备都将接收到发起任务的设备发送的数据，当设备接收到与本设备一致的识别码信息时，该设备被唤醒，控制模块根据接收到的信道和波特率信息对无线模块进行射频参数设置。

发起任务的设备发送设备识别码和射频参数信息后进行等待，等待时间由传输速率和从设备修正信道和波特率所需的时间决定。

当所有需要接收数据的设备设置完成选取的信道和波特率后，发起任务的设备在选取的信道和波特率模式下发送数据，所有的接收数据的设备同时接收到数据。

数据传输完成后，发起任务的设备在当前射频参属下向接收数据的设备发送初始化数据，将所有接收数据的设备的射频参数重新初始化。发起任务的设备向接收数据的设备发送完初始化数据后，发起任务的设备的射频参数恢复初始化设置。

边缘服务器通过无线模块等设备接入由无线模块搭建的自组网络，并接收由无线模块传输的数据。当需要对终端节点控制和管理时，远端服务器选取一个距离最近的设备对终端节点进行数据传输。

本发明实施例在无线通讯设备的基础上，增加了信道和波特率等射频参数远程控制，能够使通讯设备自切换不同的信道和频率。相较于现有的通讯设备，本发明实施例还支持在不同的信道和波特率下多个设备同时发送，同时能够对指定设备进行批量传输，大大增加了传输效率。相较于现有的主流物联网组网方式，本发明实施例在通信范围内对节点的数量无限制，且协议简单，私有自组网络的建设成本和维护成本低。本发明实施例还可用于智慧城市建设，通过终端节点进行监控和控制，通过边缘服务器进行数据分析和管理。可应用在远程升级大量边缘智能终端软件的领域，如解决对十万个边缘智能节点中特定的一万个进行远程驱动和软件升级的问题。对于小半径范围内大数量终端节点的应用场景有突出优势。

如图3所示，本发明实施例还提供一种通信装置，包括：

任务获取模块1，用于接收来自发起任务的设备的任务指令；

频道选择模块2，用于根据任务指令选取可用的信道和波特率；

命令发送模块3，用于根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收数据；

频道调整模块4，用于将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率，或将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

对应于上述方法，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

对应于上述方法，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，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装置、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、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码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。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，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。

又例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，再例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种设备通信方法，其特征在于，应用于由边缘设备组成的局域网系统，所述方法包括以下步骤：

接收来自发起任务的设备的任务指令；

根据任务指令选取可用的信道和波特率；

根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收发起任务的设备发送的数据；

将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率；

将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

2.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤之前，还包括：

控制无线模块遍历设备支持的所有信道和波特率，确认当前所有可用的信道和波特率。

3.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

发起任务的设备检查默认信道和波特率，并确认默认信道和波特率当前为空闲状态。

4.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，所述根据任务指令选取可用的信道和波特率的步骤，具体包括：

根据需要传输的数据包大小或误码率限制，选取满足需求的可用的信道和波特率。

5.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，所述接收来自发起任务的设备的任务指令的步骤之前，还包括：

通过无线模块与所有设备连接；

将无线模块设置为默认信道和波特率；

写入通信范围内的所有设备的识别码。

6.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，所述将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据的步骤之后，还包括：

发起任务的设备向当前信道和波特率下的其它设备发送初始化数据，使其它设备恢复到默认信道和波特率；

发起任务的设备恢复到默认信道和波特率。

7.根据权利要求1所述的设备通信方法，其特征在于，还包括：

将边缘服务器通过无线模块连接到由边缘设备组成的局域网系统；

边缘服务器将数据传输到预设的设备，并通过该设备将数据传输到从设备。

8.一种通信装置，其特征在于，应用于由边缘设备组成的局域网系统，包括：

任务获取模块，用于接收来自发起任务的设备的任务指令；

频道选择模块，用于根据任务指令选取可用的信道和波特率；

命令发送模块，用于根据任务指令通过默认信道和波特率向所有设备发送执行命令，使设备根据执行命令确认是否需要接收发起任务的设备发送的数据；

频道调整模块，用于将需要接收数据的设备调整至选取的信道和波特率，将发起任务的设备设置为选取的信道和波特率，使发起任务的设备向接收数据的设备发送数据。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求1至7任一项所述的方法。

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