CN112839310A - 一种无线通信方法以及Mesh设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线通信方法以及Mesh设备，该无线通信方法包括：Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障；其中所述Mesh设备作为子设备挂载于所述第一主Mesh设备；在所述Mesh设备满足预设条件时，所述Mesh设备由所述子设备切换为第二主Mesh设备；所述Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于所述第一主Mesh设备的其他Mesh设备分别建立连接。通过上述方式，本申请能够提升物联网系统的鲁棒性。

Description

一种无线通信方法以及Mesh设备
技术领域
本申请涉及通信领域，特别是涉及一种无线通信方法以及Mesh设备。
背景技术
物联网系统是一种基于互联网、传统电信网等信息承载体，让能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。物联网技术已经被广泛应用于智能家居、智能工业、智能企业、生态监测、农业养殖或智能交通控制等场景下，用于对设备的综合管理。
随着物联网技术的不断发展，连接到物联网的节点设备不断增加。本申请的发明人在长期的研发过程中，发现节点设备接入物联网系统的稳定性不佳。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种无线通信方法以及Mesh设备，能够提升物联网系统的鲁棒性。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种无线通信方法，包括：Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障；其中 Mesh设备作为子设备挂载于第一主Mesh设备；在Mesh设备满足预设条件时，Mesh设备由子设备切换为第二主Mesh设备；Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于第一主Mesh设备的其他Mesh设备分别建立连接。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种 Mesh设备，Mesh设备包括处理器、与处理器耦连的存储器以及通信电路，其中：通信电路，用于与其他电子设备通信；存储器，用于存储计算机程序，能够被处理器所读取；处理器用于运行计算机程序以执行上述任一项的无线通信方法。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种无线通信方法。该方法中将Mesh设备分为主Mesh设备和子设备，主 Mesh设备与无线设备建立连接，子设备通过主Mesh设备与无线设备连接，即多个Mesh设备共用一个接口与无线设备连接。该方式可以避免由于无线设备接口较少而导致部分Mesh设备无法接入网络的情况。并且Mesh设备可以动态切换子设备状态和主Mesh设备状态，从而可以在第一主Mesh设备出现故障时，其他子设备可以通过其他主Mesh设备接入物联网系统，避免失联，从而有效的提高了物联网系统的鲁棒性。
附图说明
图1是根据本申请一实施例的无线通信系统的示例性网络架构图；
图2是根据本申请一实施例的无线通信方法的流程示意图；
图3是根据本申请另一实施例的无信通信方法的流程示意图；
图4是根据本申请一实施例的Mesh设备处于选举状态的示例性网络架构图；
图5是根据本申请一实施例的更换主Mesh设备后的示例性网络架构图；
图6是根据本申请一实施例的选举方法的流程示意图；
图7是根据本申请一实施例的切换为第二主Mesh设备方法的流程示意图；
图8是根据本申请一实施例的无线通信系统的结构示意图；
图9是根据本申请一实施例的Mesh设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
为解决上述技术问题，本申请公开了一种无线通信方法，包括：Mesh 设备确定第一网关出现故障；其中Mesh设备挂载于第一网关；Mesh设备由子设备节点切换为第二网关；Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于第一网关的其他Mesh设备分别建立连接。从而可以在一个网关出现故障时，节点设备可以通过其他网关与无线设备连接，避免节点设备失联。
请参阅图1，图1是根据本申请一实施例的无线通信系统的示例性网络架构图。网络架构100包括云端服务器110，网络120，无线设备 130，Mesh设备140至180。
该网络架构中仅以一个云端服务器、无线设备及四个Mesh设备140 至180为例进行说明，但在实际应用中，可以有更多的Mesh设备、无线设备及更多的Mesh设备参与到本网络结构中。
其中，云端服务器110可以用于处理、存储和转发无线设备130传输的数据。
Mesh设备140至180是指节点设备，可以为任意一个电子设备，例如可以是灯、传感器、开关、触控面板、智能窗帘、电视或空调等设备。Mesh设备140至180之间采用泛洪(flooding)机制进行通信。其中 Mesh设备140作为主Mesh设备与无线设备130连接通信，并且能够控制挂载于其上的子设备。Mesh设备140可以向无线设备130发送信息并接收无线设备130发送的信息。其他Mesh设备150-180作为子设备挂载于Mesh设备140下。具体的，其他Mesh设备150-180可以将信息发送给Mesh设备140，并且能够接收Mesh设备140发送的信息。
无线设备130可以是指网关设备，可以与云端服务器110，Mesh设备140进行数据交互。无线设备为Mesh网关。无线设备130与Mesh 设备140通过Mesh网络连接，即无线设备130与Mesh设备140基于 Mesh无线通信技术进行网络连接。
该网络架构中，无线设备130存储有Mesh设备140至180的设备参数表、配置逻辑以及自身网关的相关参数等数据，并且将Mesh设备 150至180的信息关联到Mesh设备140下。
网络120一般为无线网络，也可以是有线网络，如果是无线网络，其类型可以为蜂窝状无线网络，或者是WiFi网络，或者是其他类型的无线网络。如果是有线网络，一般的网络形式为光纤网络。
下面结合图1的网络架构，对本申请实施例中的无线通信方法进行描述。
请参阅图2，图2是根据本申请一实施例的无线通信方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，该方法包括：
S210：Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障。
Mesh设备与第一主Mesh设备均为终端设备，Mesh设备与第一主 Mesh设备可以为同一终端设备中的不同部分，例如Mesh设备与第一主 Mesh设备均为一个灯中的不同发光器件；Mesh设备与第一主Mesh设备也可以为不同终端设备，例如Mesh设备为冰箱，第一主Mesh设备为空调。其中，Mesh设备作为子设备挂载于第一主Mesh设备。具体的，第一主Mesh设备用于与无线装置进行数据交互，并将信息传递给Mesh 设备，以控制Mesh设备。Mesh设备作为子设备时，不与无线装置直接进行数据交互。
第一主Mesh设备出现故障可以是指第一主Mesh设备自身设备出现故障，或者是第一主Mesh设备与无线装置或Mesh设备的通信链路出现故障。Mesh设备可以是自行确定第一主Mesh设备出现故障，或者也可以是从别的设备处接收到第一主Mesh设备出现故障的信息。
S230：在Mesh设备满足预设条件时，Mesh设备由子设备切换为第二主Mesh设备。
Mesh设备判断其是否满足预设条件，其中预设条件是指预先设定的条件，例如可以包括，与无线设备的通信信号最强，与无线设备的距离最近，或节点编号最大等条件。Mesh设备由子设备状态切换为第二主Mesh设备状态，用于替换第一主Mesh设备。
S250：Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于第一主Mesh 设备的其他Mesh设备分别建立连接。
该Mesh设备切换为第二主Mesh设备状态后，与无线设备建立连接以实现数据交互。并且，原挂载于第一主Mesh设备的其他Mesh设备也会转移到第二主Mesh设备下，与第二主Mesh设备进行数据交互。
本实施例中将Mesh设备分为主Mesh设备和子设备，主Mesh设备与无线设备建立连接，子设备通过主Mesh设备与无线设备连接，即多个Mesh设备共用一个接口与无线设备连接。该方式可以避免由于无线设备接口较少而导致部分Mesh设备无法接入网络的情况。并且Mesh 设备可以动态切换子设备状态和主Mesh设备状态，从而可以在第一主 Mesh设备出现故障时，其他子设备可以通过其他主Mesh设备接入物联网系统，避免失联，从而有效的提高了物联网系统的鲁棒性。
本申请的实施例中，Mesh设备可以由子设备状态切换为主设备状态，也可以有主设备状态切换为子设备状态。从而，在主设备接收到比自身接收信号强度更强的新的主设备接入物联网时，该主设备可以切换为子设备状态，断开与无线设备的直接连接，通过新的主设备与无线设备进行连接。
在所有子设备确定第一主Mesh设备出现故障后，将选举出一个符合预设条件的Mesh设备作为第二主Mesh设备。以下对于交互过程进行详细阐述。
请参阅图3，图3是根据本申请另一实施例的无信通信方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图3所示的流程顺序为限。如图3所示，该方法包括：
310、第一主Mesh设备广播保活信息。
在一实施例中，第一主Mesh设备向子设备广播保活心跳。并且，第一主Mesh设备还将无线设备的服务集标识符(Service Set Identifier， SSID)，密钥等相关信息同步发送给子设备。
320、在未接收到保活信息时，确定第一主Mesh设备出现故障。
在一实施例中，Mesh设备接收第一主Mesh设备发送的保活信息；在Mesh设备未接收到保活信息时，Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障。第一主Mesh设备的子设备记录第一主Mesh设备的同步信息，并且在一定时间内未收到保活信息时，可以确定第一主Mesh设备出现了故障。第一主Mesh设备的子设备均切换为选举状态。
330、发送选举广播。
在一实施例中，Mesh设备扫描无线设备；扫描到无线设备后，Mesh 设备确定接收信号强度。挂载于第一主Mesh设备的子设备均扫描无线设备，其中扫描到无线设备的子设备由子设备状态切换为选举状态，发送选举广播；未扫描到无线设备的子设备在一定时间后暂停扫描，恢复子设备状态。
Mesh设备可以是仅扫描无线设备，也可以是与无线设备直接建立连接。在一实施例中，Mesh设备连接无线设备；连接到无线设备后， Mesh设备确定接收信号强度。挂载于第一主Mesh设备的子设备均与无线设备进行连接，其中连接到无线设备的子设备由子设备状态切换为选举状态，发送选举广播；未连接到无线设备的子设备在一定时间后暂停扫描，恢复子设备状态。Mesh设备在选举状态可以直接与无线设备进行数据交互，此时的网络架构，参阅图4。图4是根据本申请一实施例的Mesh设备处于选举状态的示例性网络架构图。其中，Mesh设备 150-180均与无线设备130可以进行数据交互。
340、进行选举过程。
在选举状态还可以进行选举过程以选举出复合预设条件的Mesh设备。具体的选举过程参阅图6及图6的相关描述。
350、响应于符合预设条件，Mesh设备切换为第二主Mesh设备。
在一实施例中，预设条件包括：Mesh设备的接收信号强度与其他 Mesh设备的接收信号强度相比为最大；其中，接收信号强度为接收无线设备发送的信号的强度。Mesh设备可以自行判断是否符合预设条件。即，挂载于第一主Mesh设备下的所有子设备选举出接收信号强度最大的Mesh设备作为第二主Mesh设备。
Mesh设备和其他子设备均确定自身与无线设备之间的接收信号强度。接收信号强度可以是指Mesh设备从无线设备处接收到的信号强度，可以用于判断链接质量。在一实施例中，接收信号强度包括：收到信号强度指示符(Received Signal Strength Indication，RSSI)或参考信号收到质量(Reference Signal Received Quality，RSRQ)。
Mesh设备切换为第二主Mesh设备，与无线设备进行连接，并且与其他Mesh设备也进行连接。此时的网络架构，参阅图5。图5是根据本申请一实施例的更换主Mesh设备后的示例性网络架构图。其中，Mesh 设备150切换为第二主Mesh设备与无线设备130进行数据交互，并且与其他Mesh设备160至180分别建立连接，进行数据交互。
具体的Mesh设备切换为第二主Mesh设备的过程请参阅图7以及图7的相关描述。
360，其他Mesh设备恢复子设备状态。
未被选举成为第二主Mesh设备的其他Mesh设备恢复子设备状态，停止选举广播。
具体的选举方法请参阅图6，图6是根据本申请一实施例的选举方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图6所示的流程顺序为限。如图6所示，该方法包括：
S610，该Mesh设备广播接收信号强度，并且接收其他Mesh设备的接收信号强度。
同时，其他Mesh设备也同样的广播接收信号强度，并且接收除自身以外的Mesh设备的接收信号强度。即，每个挂载与第一主Mesh设备下的子设备均广播接收信号强度，并且接收除自身以外的Mesh设备的接收信号强度。
S620，判断其他Mesh设备的接收信号强度是否比自身的接收信号强度大。
若为是，进行S630；若为否，进行S640。
在一实施例中，Mesh设备比较接收信号强度与其他Mesh设备的接收信号强度。同时，其他Mesh设备也将进行同样的比较。即挂载第一主Mesh设备下的所有子设备均比较自身的接收信号强度与接收到的接收信号强度的大小，以判断所接收到的接收信号强度值是否比自身的接收信号强度强。
S630，Mesh设备恢复子设备状态。
在一实施例中，该Mesh设备恢复子设备状态，不再广播接收信号强度。
S640，判断是否有与该Mesh设备接收信号强度大小相同的设备。
若为是，进行S650；若为否，进行S660。
在其他Mesh设备的接收信号强度均小于Mesh设备广播的接收信号强度时，Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备，即进行S660。
在多个子设备中接收信号强度的最大值为至少两个设备时，进行后续的判断步骤以确定第二主Mesh设备。
S650，判断该Mesh设备的节点编号是否为最大。
若为是，进行S660；若为否，进行S630。
在一实施例中，在其他Mesh设备包括第一其他Mesh设备，第一其他Mesh设备的接收信号强度为其他Mesh设备的接收信号强度中最大的，并且第一其他Mesh设备的接收信号强度与Mesh设备的接收信号强度相等；比较Mesh设备的节点编号和第一其他Mesh设备的节点标号；在Mesh设备的节点编号为最大时，Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备，即进行S660。在Mesh设备的节点编号不最大时，Mesh 设备恢复子设备状态。
在多个子设备中接收信号强度的最大值为至少两个设备时，选择其中节点编号最大的Mesh设备作为第二主Mesh设备。
需要说明的是，在多个子设备中接收信号强度的最大值为至少两个设备时，还可以通过其他方式来确定第二主Mesh设备。在一实施例中， Mesh设备和第一其他Mesh设备随机延时广播接收信号强度，Mesh设备为最先广播时，Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备。也即，接收信号强度最大的至少两个子设备随机延时广播接收信号强度，在延时过程中，如果该子设备接收到其他子设备的接收信号强度则恢复子设备状态，不再广播接收信号强度；如果该子设备没有接收到其塔子设备的接收信号强度，则该子设备为第二主Mesh设备。
660、该Mesh设备切换为第二主Mesh设备。
该Mesh设备切换为第二主Mesh设备后与其他Mesh设备和无线设备的交互过程参见图7。
图7是根据本申请一实施例的切换为第二主Mesh设备方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图6所示的流程顺序为限。如图7所示，该方法包括：
710、Mesh设备广播保活信息。
在一实施例中，Mesh切换为第二主Mesh设备后，开始广播保活心跳信息。
720、其他Mesh设备发送回复报文。
在一实施例中，收到保活心跳信息的其他Mesh设备，发送回复报文至Mesh设备，也即第二主Mesh设备。从而，其他Mesh设备可以与第二主Mesh设备建立连接，进行数据交互。
730、Mesh设备接收其他Mesh设备的回复报文，生成子设备节点设备列表。
在一实施例中，作为第二主Mesh设备的Mesh设备接受到作为子设备的Mesh设备的回复后，生成子设备节点的设备列表。
740、Mesh设备与无线设备建立连接。
在一实施例中，作为第二主Mesh设备的Mesh设备与无线设备建立连接实现数据交互。从而可以通过无线设备通知云端服务器，该Mesh 设备是主Mesh设备。
750、发送子设备节点设备列表。
在一实施例中，作为第二主Mesh设备的Mesh设备向无线设备发送子设备节点设备列表。从而，可以通过无线设备通知云端服务器第二主Mesh设备下挂载的子设备节点包括哪些设备。
760、无线设备发送其他Mesh设备的设备信息。
在一实施例中，无线设备将第二主Mesh设备下挂载的子设备节点的设备信息发送给第二主Mesh设备。云端服务器可以通过拖拽的方式即将原挂载于第一主Mesh设备下的子设备信息通过无线设备通知第二主Mesh设备。具体的，云端服务器根据第二主Mesh设备上报的子设备节点的设备列表，将这些子设备节点的topo关系更新到第二主Mesh设备。无线设备还可以向第二主Mesh设备通知主设备更新联动规则。从而，可以实现原挂载于第一主Mesh设备的子设备节点切换至第二主 Mesh设备下。
请参阅图8，图8是根据本申请一实施例的无线通信系统的结构示意图。该无线通信系统用于实现上述任一实施例中的无线通信方法。该无线通信系统800包括确定模块810，切换模块820，连接模块830。
其中，确定模块810，用于确定第一主Mesh设备出现故障。
切换模块820，用于在Mesh设备满足预设条件时，由子设备切换为第二主Mesh设备。
连接模块830，用于与无线设备建立连接，并且与挂载于第一主 Mesh设备的其他Mesh设备分别建立连接。
请参阅图9，图9是根据本申请一实施例的Mesh设备的结构示意图。该实施方式中，Mesh设备900包括处理器910，与处理器910耦连的存储器920以及通信电路930。
处理器910还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器910可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器910还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
Mesh设备900可以进一步包括存储器920，存储计算机程序，能够被处理器所读取，用于存储处理器910运行所需的指令和数据。
Mesh设备900可以进一步包括通信电路930，用于与其他电子设备通信。
处理器910用于执行指令以实现上述无线通信方法任一实施例及任意不冲突的组合所提供的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，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，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。
另外，在本申请各个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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线通信方法，其特征在于，包括：
Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障；其中所述Mesh设备作为子设备挂载于所述第一主Mesh设备；
在所述Mesh设备满足预设条件时，所述Mesh设备由所述子设备切换为第二主Mesh设备；
所述Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于所述第一主Mesh设备的其他Mesh设备分别建立连接。
2.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述Mesh设备的接收信号强度与所述其他Mesh设备的接收信号强度相比为最大；其中，所述接收信号强度为接收所述无线设备发送的信号的强度。
3.根据权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，在所述Mesh设备满足预设条件时，所述Mesh设备由所述子设备切换为第二主Mesh设备，包括：
所述Mesh设备广播所述接收信号强度，并且接收所述其他Mesh设备的接收信号强度；
所述Mesh设备比较所述接收信号强度与所述其他Mesh设备的接收信号强度；
在所述其他Mesh设备的接收信号强度小于所述Mesh设备广播的接收信号强度时，所述Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备。
4.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，在所述Mesh设备满足预设条件时，所述Mesh设备由所述子设备切换为第二主Mesh设备，包括：
所述Mesh设备广播所述接收信号强度，并且接收所述其他Mesh设备的接收信号强度；
所述Mesh设备比较所述接收信号强度与所述其他Mesh设备的接收信号强度；
所述其他Mesh设备包括第一其他Mesh设备，所述第一其他Mesh设备的接收信号强度为所述其他Mesh设备的接收信号强度中最大的，并且所述第一其他Mesh设备的接收信号强度与所述Mesh设备的接收信号强度相等；
比较所述Mesh设备的节点编号和所述第一其他Mesh设备的节点标号；
在所述Mesh设备的节点编号为最大时，所述Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备。
5.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，在所述Mesh设备满足预设条件时，所述Mesh设备由所述子设备切换为第二主Mesh设备，包括：
所述Mesh设备广播所述接收信号强度，并且接收所述其他Mesh设备的接收信号强度；
所述Mesh设备比较所述接收信号强度与所述其他Mesh设备的接收信号强度；
在所述其他Mesh设备包括第一其他Mesh设备，所述第一其他Mesh设备的接收信号强度为所述其他Mesh设备的接收信号强度中最大的，并且所述第一其他Mesh设备的接收信号强度与所述Mesh设备的接收信号强度相等；
所述Mesh设备和所述第一其他Mesh设备随机延时广播接收信号强度，
所述Mesh设备为最先广播时，所述Mesh设备由子设备节点切换为第二主Mesh设备。
6.根据权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，
所述接收信号强度包括：收到信号强度指示符或参考信号收到质量。
7.根据权利要求2所述的无线通信方法，其特征在于，所述Mesh设备确定第一主Mesh设备出现故障；之后还包括：
所述Mesh设备扫描或连接所述无线设备；
扫描到或连接到所述无线设备后，所述Mesh设备确定接收信号强度。
8.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述Mesh设备确定第一网关出现故障，包括：
所述Mesh设备接收所述第一主Mesh设备发送的保活信息；
在所述Mesh设备未接收到所述保活信息时，所述Mesh设备确定所述第一主Mesh设备出现故障。
9.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述Mesh设备与无线设备建立连接，并且与挂载于第一主Mesh设备的其他Mesh设备分别建立连接包括：
所述Mesh设备广播保活信息，
所述Mesh设备接收所述其他Mesh设备的回复报文，生成子设备节点设备列表；
所述Mesh设备与所述无线设备建立连接，并发送所述子设备节点设备列表；
所述Mesh设备接收所述无线设备发送的所述其他Mesh设备的设备信息。
10.一种Mesh设备，其特征在于，所述Mesh设备包括处理器、与所述处理器耦连的存储器以及通信电路，其中：
所述通信电路，用于与其他电子设备通信；
所述存储器，用于存储计算机程序，能够被处理器所读取；
所述处理器用于运行所述计算机程序以执行权利要求1-9任一项所述的无线通信方法。
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