CN113596859B - 节点组网方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

节点组网方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种节点组网方法、装置、电子设备及存储介质，涉及通信技术领域，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。

Description

节点组网方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种节点组网方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
无线传输技术被广泛应用于传感控制领域，基于无线传输技术组建无线传输网络，无线传输网络中的各个节点能够实时监测、感知和采集网络分布区域的各种环境或监测对象的信息。目前，无线传输网络中的节点是对等节点，即各个节点的角色类型、功能均相同，并且其数量能到达几十上百个，因此，在现有技术中对众多对等节点通信管理和通信控制难度大。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提出了一种节点组网方法、装置、电子设备及存储介质，能够解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种节点组网方法，应用于广播节点，所述方法包括：向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息；接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度；从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差；当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点；建立与所述目标友邻节点的连接。
第二方面，本申请实施例提供了一种节点组网装置，应用于广播节点，所述装置包括：广播模块，用于向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息；反馈模块，用于接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度；计算模块，用于从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差；确定模块，用于当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点；组网模块，用于建立与所述目标友邻节点的连接。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行上述方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读取存储介质，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法。
本申请提供的节点组网方法、装置、电子设备及存储介质，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本申请一个实施例提供的节点组网示意图；
图2示出了本申请一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图；
图3示出了本申请另一个实施例提供的节点组网示意图；
图4示出了本申请又一个实施例提供的节点组网示意图；
图5示出了本申请另一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图；
图6示出了本申请再一个实施例提供的节点组网示意图；
图7示出了本申请又一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图；
图8示出了本申请又另一个实施例提供的节点组网示意图；
图9示出了本申请再一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图；
图10示出了本申请又另一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图；
图11示出了本申请一实施例提供的节点组网装置的框图；
图12是本申请实施例的用于执行根据本申请实施例的节点组网方法的电子设备的框图；
图13示出了本申请实施例的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的节点组网方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
无线传输技术被广泛应用于传感控制领域，基于无线传输技术组建无线传输网络，无线传输网络中的各个节点能够实时监测、感知和采集网络分布区域的各种环境或监测对象的信息，例如，监测对象为标准节(如机器人的机械臂)，待监测平面等。目前，无线传输网络中的节点是对等节点，即各个节点的角色类型、功能均相同，并且其数量能到达几十上百个，因此，在现有技术中对众多对等节点通信管理和通信控制难度大。
针对上述技术问题，发明人经过长期的研究发现并提出了一种节点组网方法、装置、电子设备及存储介质，在众多的待组网节点中，获取多个友邻节点，并且将多个友邻节点顺次连接组成主干网络(即多个友邻节点依次相连呈线型状展开)，以及获取多个友邻节点中的各个友邻节点对应的低功耗节点，低功耗节点以友邻节点为中心，低功耗节点与友邻节点连接组成子网络。所有的待组网节点均完成组网，则组网结束，获得如图1所示的网络。在网络中，主干网络上的节点处于工作状态执行接收其余节点信息或者传输信息的能力，其处于正常功耗模式；而子网络中的低功耗节点处于休眠状态，只有在发送或接受信息时才打开接收窗口，其处于超低功耗模式，使得整个网络的功耗低，提升整个网络的续航能力。因此主干网络上的节点的功耗比低功耗节点的大。在形成的网状子网络中，通过友邻节点维持对低功耗节点的稳定管理。
如图1所示，根节点S(特殊的友邻节点或者说是第一个友邻节点)、友邻节点F1、友邻节点F2、友邻节点F3顺次连接组成主干网络，以友邻节点F1为中心的低功耗节点B11、低功耗节点B12以及低功耗节点B13均与友邻节点F1，低功耗节点B11、低功耗节点B12、低功耗节点B13与友邻节点F1共同组成一个子网络。类似的，低功耗节点B21、低功耗节点B22以及低功耗节点B23均与其中心友邻节点F2连接，共同组成一个子网络。低功耗节点B31以及低功耗节点B23均与其中心友邻节点F2连接，共同组成一个子网络。
图2示出了本申请一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。在具体的实施例中，所述节点组网方法应用于如图1所示的主干网络上的任意一节点，图11所示的节点组网装置100以及配置有节点组网装置100的电子设备200(图12)。本实施例将以节点组网方法应用于广播节点(为主干网络上的任意一个广播组网信息的节点)为例说明本实施例的具体流程。下面将针对图2所示的流程进行详细的阐述，所述节点组网方法具体可以包括如下步骤：
步骤S110、向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
根据监测需求，在待监测对象中待监测位置设置多个待组网节点，通过待组网节点监测待检测位置，例如，待监测对象可以是机器人、挖掘机等。
在一种实施方式中，当监测需求为对待监测对象的螺栓松动情况进行监测时，可以在监检测对象的每个螺栓位置设置一个螺栓松动监测节点，其中，螺栓松动监测节点包括螺栓松动探测器、电池和通信模块，可选地，通信模块可以为，但不限于无线保真(Wireless Fidelity，简称WIFI)通信模块、蓝牙通信(Harold Bluetooth，简称BLE)模块、Zigbee通信模块等。
在另一种实施方式中，当监测需求为对待监测对象的发热情况进行检测时，可以在待监测对象的多个位置设置一个温度监测节点，其中，温度监测节点包括温度传感器、电池和通信模块，可选地，通信模块可以为，但不限于WIFI模块、BLE模块、Zigbee模块等。
为了稳定地管理上述多个节点，本申请进行了组网，由广播及节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
可选地，广播节点首先查询本地是否有历史组网信息，如果有则清除历史组网信息以避免历史组网信息干扰本次组网，再进入组网流程，广播第一信号强度的组网信息；如果没有历史组网信息，则直接进入组网流程，广播第一信号强度的组网信息。例如第一信号强度为50dBm(信号单位，分贝毫瓦)。
其中，广播节点是随着组网进程变化的，广播节点之前为组网成功的节点，广播节点之后为待组网节点。在组网形成图1所示的网络的过程中，当组网刚开始时，在多个待组网节点中选取一个节点作为根节点S，例如，在多个待组网节点中，与待监测对象通信的外部设备之间距离最近的待组网节点作为根节点S，广播节点为根节点S时，根节点S向待组网节点广播第一信号强度的组网信息，可选地，根节点S之后仅确定友邻节点F1。
类似地，当组网进行到图3所示时，广播节点为友邻节点F1，友邻节点F1向待组网节点P1-P10发送第一信号强度的组网信息。当组网进行到图4所示时，广播节点为广播节点为友邻节点F2，友邻节点F2向待组网节点P5-P10发送第一信号强度的组网信息。当组网进行到图6所示时，广播节点为广播节点为友邻节点F3，友邻节点F3向待组网节点P9-P10发送第一信号强度的组网信息。
需要说明的是，图1、图3、图4和图6中的虚线框为了便于理解子网络和网络，不用于范围大小的限定。
步骤S120、接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度。
多个待组网节点中的每个待组网节点在接收到组网信息后，每个待组网节点向广播节点反馈各自接收到的组网信息的第二强度，广播节点接收到多个第二强度。例如，如图3所示，当广播节点为友邻节点F1时，待组网节点P1-P10均将各自的第二信号强度反馈至友邻节点F1。
在一些实施方式中，广播节点接收多个待组网节点中的所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度和各自的节点标识。其中，每个节点的标识均是唯一的，例如节点标识可以为节点对应的ID号，可以理解的是，广播节点通过节点标识确定节点，以及根据第二信号强度对应的节点标识，确定第二信号强度来源于某一具体的待组网节点。
需要说明的是，由于组网信息的在传输过程中会有损失，每个待组网节点与广播节点之间的距离不同，或者是每个待组网节点接收组网信息的能力不同，因此，每个待组网节点各自反馈的第二信号强度不同，并且每个待组网节点反馈的第二信号强度可能与第一信号强度不同。例如，第一信号强度为50dBm，其中一个第二信号强度可能为45dBm。
步骤S130、从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差。
多个待组网节点中的每个待组网节点反馈的第二信号强度即多个第二信号强度，在多个第二信号强度中确定强度值位于中的的目标信号强度。
在一种实施方式中，当待组网节点的数量为偶数时，将所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度进行排序，得到目标序列，其中，所述预设排列方式为按照第二信号强度从大到小的排列方式，或者按照第二信号强度从小到大的排列方式。例如，如图3所示，当广播节点为友邻节点F1时，接收待组网节点P1、P2、P3和P4各自反馈的第二组网信号分别为49dBm、49dBm、47dBm和48dBm。将上述4个第二信号强度按照从大到小的顺序依次排列，得到的第一目标序列为：49dBm(为P1对应)、49dBm(为P2对应)、48dBm和47dBm，或者第二目标序列为：49dBm(为P2对应)、49dBm(为P1对应)、48dBm和47dBm。从所述目标序列的中间两个第二信号强度中，确定一个作为所述目标信号强度。
作为一种方式，可以在中间的两个第二信号强度中人选一个作为目标信号强度，例如，在第一目标序列中，在48dBm和P2对应49dBm任选一个，又例如，在第二目标序列中，在48dBm和P1对应49dBm任选一个。
作为另一种方式，结合待组网节点与广播节点的距离和/或广播节点坐标位置，在两个第二信号强度中确定目标信号强度。可选地，在两个待组网节点中选择距离广播节点距离远的，并且坐标远离已组网的网络对应的信号强度作为目标信号强度。例如，在第一目标序列中间两个第二信号强度49dBm(为P2对应)、48dBm(P4对应的)，请继续参阅图3，P2与友邻节点F1之间的距离小于P4与友邻节点F1之间的距离，P2的坐标靠近已组网的网络(根节点S和友邻节点F1组成的网络)，而P4的坐标远离已组网的网络，因此，确定P2对应的信号强度作为目标信号强度。
作为再一种方式，根据中间的两个第二信号强度对应的待组网节点的电量，在中间的两个第二信号强度中确定目标信号强度。例如，P2的电量大于P4的电量，确定P2对应的第二信号强度作为目标信号强度，或者P4的电量大于P2的电量，确定P4对应的第二信号强度作为目标信号强度。
在另一种实施方式中，当待组网节点的数量为奇数时，从每个待组网节点各自反馈的第二信号强度(即多个第二信号强度)中确定中位值作为所述目标信号强度。需要说明的是，当有至少两个待组网节点的第二信号强度与中位值相同，在至少两个待组网节点中确定任意一个第二信号强度作为中位值。
计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，例如，第一信号强度为50dBm，目标信号强度为48dBm，信号强度差为50dBm-48dBm＝2dBm。
步骤S140、当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点。
当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，即作为主干网络上的节点。例如，当预设强度差为3dBm，信号强度差为2dBm时，信号强度差小于预设强度差，以确保广播节点和目标友邻节点的通信能力。并且目标友邻节点所处的位置在多个待组网节点的中间位置，既能防止主干网络上的节点的数量过多占用过多的带宽资源，又能保证目标友邻节点与广播节点之间的通信质量。
当信号强度差不小于预设强度差，即信号强度差大于或等于预设强度差，则目标信号强度对应的待组网节点接收信号的能力较弱，需要重新更新目标信号强度，例如，在目标序列中确定目标信号强度值相邻的第二信号强度作为更新后的目标信号强度，当更新后的目标信号强度小于预设强度差时，确定更新后的目标信号强度作为目标友邻节点。
步骤S150、建立与所述目标友邻节点的连接。
广播节点将组网指令发送至目标友邻节点，目标友邻节点基于组网指令建立与目标友邻节点。在一些实施方式中，根据所述目标友邻节点的节点标识建立与所述目标友邻及节点的连接。例如，广播节点接收到3个待组网节点的节点标识，ID1.1、ID1.2和ID1.3的标识，当ID1.1对应的节点为目标友邻节点，将组网指令发送至ID1.1对应的目标节点。例如广播节点与目标友邻节点采用蓝牙连接时，广播节点将蓝牙配对指令发送至目标友邻节点，建立与目标友邻节点之间的蓝牙连接。
示例性的，请参阅图3，友邻节点F1作为广播节点时，待组网节点P4作为目标友邻节点F2，建立友邻节点F1和目标友邻节点F2的连接，得到图4所示的友邻节点F1和目标友邻节点F2的连接图。
在本实施例提供的节点组网方法，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。
在上述实施例的基础上，本实施例提供一种节点组网方法，在确定与广播节点的目标友邻节点之后，还需要确定以广播节点为中心的低功耗节点，低功耗节点与广播节点连接，形成以广播节点为中心的子网络，图5示出了本申请另一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图，请参阅图5，所述节点组网方法具体可以包括如下步骤：
步骤S210、向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
步骤S220、接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度。
步骤S230、从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差。
步骤S240、当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点。
步骤S250、建立与所述目标友邻节点的连接。
其中，步骤S210-步骤S250的具体描述请参阅步骤S110-步骤S150，在此不再赘述。
步骤S260、将所述多个待组网节点中除所述目标友邻节点外的其余节点确定为低功耗节点。
其中，低功耗节点处于休眠模式，只有在接收或者发送信息时才会打开接收窗，因此，低功耗节点耗电少，并且不收发消息时休眠模式时，在于广播节点进行组网后，能够明显降低组网网络的占空比。
需要说明的是，多个待组网节点是指的能够与广播节点通信的节点，即能够反馈第二信号强度至广播节点的待组网节点。请参阅图3，当友邻节点F1作为广播节点，友邻节点F1接收到待组网节点P1、P2、P3和P4分别反馈的第二信号强度，待组网节点P4作为目标友邻节点，其余的待组网节点P1、P2和P3作为以友邻节点F1为中心的低功耗节点。而其余的待组网节点P5、P6、P7、P8、P9、和P10不能与待组网节点通信，则不作为以友邻节点F1为中心的低功耗节点。
在一种实施方式中，由于广播节点受其处理能力或者带宽等因素的影响，管控的低功耗节点的数量有限，例如，当n个待组网节点中除所述目标友邻节点外的其余节点的数量为n-1个，并且n-1大于预设管理数量m时，在n-1个待组网节点中确定m个座位低功耗节点，其余节的(n-1)-m个节点则进行下一轮的第二信号强度的反馈。
步骤S270、建立与所述低功耗节点的连接。
可选地，广播节点与低功耗节点可以通过WIFI、BLE、Zigbee等方式连接。当网络中所有的节点均建立连接关系时，确定组网成功。
示例性的，请继续参阅图3，待组网节点P1、P2和P3作为低功耗节点，多个低功耗节点均与组网节点F1连接。
在本实施例中，在目标友邻节点与广播节点组网后，将多个待组网节点中除目标友邻节点外的其余节点确定为低功耗节点，低功耗节点以广播节点为中心，与广播节点连接组成网状网络。低功耗节点耗电少，可以已组网网络的续航能力，延长续航时间。
在一些实施方式中，当所述目标友邻节点的电量低于预设电量时，如果继续以该目标友邻节点作为主干网络上的节点，可能会因为电量过低使得目标友邻节点关机，导致网络通信终端，该目标友邻节点退出友邻状态，即在重新组网时，该目标友邻节点只能作为低功耗节点进行组网，因此，广播节点生成重新组网请求。示例性的，在如图1所示的网络中，当友邻节点F1、F2和F3中存在电量低于预设电量友邻节点时，其余的友邻节点均可以发送组网请求，通过网络发送至根节点S，重新进行上述流程的组网。例如，友邻节点F2的电量低于预设电量时，友邻节点F2退出友邻状态，友邻节点F1检测到友邻节点F2的友邻状态，发送重新组网请求至根节点S。重新组网后确定新的友邻节点，以提高网络的续航时长。
在本实施例提供的节点组网方法，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，将多个待组网节点中除了目标友邻节点外的其余节点作为低功耗节点，并建立与低功耗节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。
可选地，图7示出了本申请又一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图，请参阅图7，所述节点组网方法具体可以包括如下步骤：
步骤S310、向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
步骤S320、接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度。
步骤S330、从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差。
步骤S340、当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点。
步骤S350、建立与所述目标友邻节点的连接。
步骤S360、将所述多个待组网节点中除所述目标友邻节点外的其余节点确定为低功耗节点。
步骤S370、建立与所述低功耗节点的连接。
其中，步骤S310-步骤S370的具体描述请参阅步骤S210-步骤S270，在此不再赘述。
步骤S380、监听组网请求。
当所有的待组网节点均已组网时，广播节点进入监听模式，监听组网请求。当系统中新增节点时，可以接收到组网请求，例如在机器人中，要在机器人的机械臂上新增一个螺栓松动监测节点。
步骤S390、当监听到到新增节点的组网请求时，建立与所述新增节点的连接。
在一种实施方式中，请参阅图8，当系统中新增节点N时，新增节点激活后，向网络中发送组网请求，当新增节点附近存在友邻节点F1时，友邻节点F1接收组网请求后，允许新增节点N入网，新增节点N作为以友邻节点F1为中心的网状网络中的一个节点，由友邻节点F1管控。
在另一种实施方式中，当新增节点发送组网求取后，并无广播节点(友邻节点)与其组网，则说明新增节点周围不存在广播节点(友邻节点)，或者该新增节点与广播节点(友邻节点)之间的通信质量不佳，调整新增节点的物理位置，使得新增节点处于广播节点(友邻节点)的管控范围。
或者，当新增节点发送组网求取后，并无广播节点(友邻节点)与其组网，新增节点发送重新组网请求，根节点在接收到重新组网请求后进行重新组网。在一种方式中，新增节点发送的重新组网请求由根节点直接接收；在另一种方式中，新增节点发送的重新组网请求由广播节点(友邻节点)接收后，沿着主干网络依次传输至根节点。
在本实施例中，在本实施例提供的节点组网方法，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，并建立与低功耗节点的连接，在所有待组网节点都组网成功后，在已经组网成功的网络中新增节点，根据新增节点组网请求，建立与所述新增节点的连接，使得网络的监控范围更大。
可选地，图9示出了本申请再一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图，请参阅图9，所述节点组网方法具体可以包括如下步骤：
步骤S410、向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
步骤S420、接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度。
步骤S430、从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差。
步骤S440、当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点。
步骤S450、建立与所述目标友邻节点的连接。
其中，步骤S410-步骤S450的具体描述请参阅步骤S110-步骤S150，在此不再赘述。
步骤S460、获取所述广播节点的上一友邻节点的工作状态。
在组网完毕后，根节点S发送组网完成信息，所有的友邻节点和低功耗节点在收到组网完成信息后，给各个节点设置时序，为了防止所有节点在同一时刻工作，造成信道资源的拥堵，在每个节点本地的网络配置表，其中，每个节点的网络配置表中包括节点的上一节点、上一节点的工作周期、以及节点自身的工作周期。例如，在图1中，友邻节点F1的网络配置表中包括友邻节点F1的上一节点为根节点S、根节点S的工作周期、以及友邻节点F1自身的工作周期。再例如，低功耗节点B12的网络配置表中包括低功耗节点B12的上一节点为友邻节点F1、友邻节点F1的工作周期、以及低功耗节点B12自身的工作周期。
广播节点根据本地的网络配置表，确定广播节点的上一工作节点，再获取上一友邻节点的工作状态，其中，上一友邻节点的工作状态包括处于工作状态或者处于非工作状态。例如参阅图1，友邻节点F2获取友邻节点F1的工作状态。
步骤S470、根据所述上一友邻节点的工作状态确定所述上一友邻节点的起始工作时刻。
根据上一友邻节点的工作状态确定上一友邻节点的起始工作时刻M0。
步骤S480、获取所述上一友邻节点的第一工作周期和所述广播节点的第二工作周期。
可选地，广播节点根据本地的网络配置表，获取上一友邻节点的工作周期N0和广播节点本节点的第二工作周期N1。
步骤S490、根据所述上一友邻节点的起始工作时刻、所述第一工作周期和所述第二工作周期，确定所述广播节点的起始工作时刻和结束工作时刻。
根据友邻节点的起始工作时刻M0、第一工作周期N0和第二工作周期N1，确定广播节点的起始工作时刻M0+N0，广播节点的结束工作时刻M0+N0+N1。在上一友邻节点工作结束之后，广播节点才会工作，以防止多个节点同时占用信道造成信道拥堵。
类似地，广播节点下一友邻节点中存储有广播节点、广播节点的工作周期N1、以及下一友邻节点自身的工作周期N2，根据步骤S470-步骤S490的方式，确定下一友邻节点的工作起始时间为M0+N0+N1，结束时间为M0+N0+N1+N2。
可选地，与通信起始节点之间距离较近的，会相互影响通信质量的友邻节点，需要按照上述步骤S470-步骤S490的方式依次进行通信。与通信起始节点之间距离较远，不会相互影响，可以从新确定通信起始节点。请参阅图1，当通信起始节点S，设置轮次周期T，当某一友邻节点(M0+N0+N1+N2+Nn)大于T时，该节点与上一轮次周期的信道互不影响，因此以该友邻节点作为一个轮次的通信其实节点，按照上述步骤S470-步骤S490的方式通信。
在本实施例提供的节点组网方法，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，并建立与低功耗节点的连接，在所有待组网节点均入网后，确定组网成功，所有的节点均匹配各自的工作时序，在上一友邻节点工作结束后，本节点才开始工作，防止网络中多个节点同时工作，造成网络堵塞。
在上一实施例的基础上，本实施例提供一种节点组网方法，图10示出了本申请又另一个实施例提供的节点组网方法的流程示意图，请参阅图10，所述节点组网方法具体可以包括如下步骤：
步骤S5010、向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息。
步骤S5020、接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度。
步骤S5030、从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差。
步骤S5040、当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点。
步骤S5050、建立与所述目标友邻节点的连接。
其中，步骤S110-步骤S150的具体描述请参阅步骤S5010-步骤S5050，在此不再赘述。
步骤S5060、获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的频偏，以及获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的钟差。
接收所述上一友邻节点发送的第一时间戳，以及获取所述广播节点的第二时间戳；根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，获得钟差，可以理解的是，钟差是广播节点的时钟和上一友邻节点的时钟之间的差值，例如，钟差为2分钟。
获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的历史钟差，在一种方式中，广播节点中存储有自身的第一历史时钟和与第一历史时钟对应的上一节友邻节点的第二历史时钟，根据第一历史时钟和第二历史时钟计算历史钟差。在另一种按时中，广播节点中存储有多个历史钟差。
当第一历史时钟包括多次通信的历史时钟时，计算得到的历史钟差为多个。根据所述历史钟差获得所述频偏，可选地，根据多个历史钟差求积分得到频偏。或者是，以历史钟差为中轴，时间为横轴，绘制钟差与时间的曲线图，获取钟差的斜率作为频偏。可以理解的是，频偏为上一友邻节点的时钟转速和广播节点的时钟转速之间的差值。
步骤S5070、根据所述频偏与所述钟差更新所述广播节点的本地时钟，其中，所述更新后的广播节点的本地时钟与所述上一友邻节点的时钟同步。
可以理解的是，根据钟差将广播节点的时钟更新得与上一友邻节点的时钟相同，根据钟差将广播节点的时钟转速更新得与上一友邻节点的时钟的转速相同，以进一步减小广播节点的时钟和上一友邻节点的时钟的差距。
步骤S5080、获取所述广播节点的上一友邻节点的工作状态。
步骤S5090、根据所述上一友邻节点的工作状态确定所述上一友邻节点的起始工作时刻。
步骤S5100、获取所述上一友邻节点的第一工作周期和所述广播节点的第二工作周期。
步骤S5110、根据所述上一友邻节点的起始工作时刻、所述第一工作周期和所述第二工作周期，确定所述广播节点的起始工作时刻和结束工作时刻。
其中，步骤S460-步骤S490的具体描述请参阅步骤S5010-步骤S5050，在此不再赘述。
在本实施例提供的节点组网方法，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点，统一网络中每个节点的时钟，以保证不同节点的工作时序的准确性。
为实现上述方法类实施例，本实施例提供一种节点组网装置，应用于广播节点，图11示出了本申请一实施例提供的节点组网装置的框图，请参阅图11，节点组网装置100包括：广播模块110、反馈模块120、计算模块130、确定模块140和组网模块150。
广播模块110，用于向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息；
反馈模块120，用于接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度；
计算模块130，用于从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差；
确定模块140，用于当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点；
组网模块150，用于建立与所述目标友邻节点的连接。
可选地，当待组网节点的数量为奇数时，反馈模块120包括：第一目标信号强度获取子模块。
第一目标信号强度获取子模块，用于从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定中位值作为所述目标信号强度。
可选地，当待组网节点的数量为偶数时，反馈模块120包括：排序子模块和第二目标信号强度获取子模块。
排序子模块，用于将所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度进行排序，得到目标序列，其中，所述预设排列方式为按照第二信号强度从大到小的排列方式，或者按照第二信号强度从小到大的排列方式；
第二目标信号强度获取子模块，用于从所述目标序列的中间两个第二信号强度中，确定一个作为所述目标信号强度。
可选地，节点组网装置100还包括：低功耗节点确定模块和连接模块。
低功耗节点确定模块，用于将所述多个待组网节点中除所述目标友邻节点外的其余节点确定为低功耗节点；
连接模块，用于建立与所述低功耗节点的连接。
可选地，节点组网装置100还包括：监听模块和新增模块。
监听模块，用于监听组网请求；
新增模块，用于当监听到到新增节点的组网请求时，建立与所述新增节点的连接。
可选地，反馈模块120包括：反馈子模块。
节点标识反馈子模块，用于接收所述多个待组网节点中的所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度和各自的节点标识；
组网模块150包括：组网子模块。
组网子模块，用于根据所述目标友邻节点的节点标识建立与所述目标友邻及节点的连接。
可选地，节点组网装置100还包括：工作状态获取模块、起始工作时刻确定模块、工作周期获取模块和工作时刻确定模块。
工作状态获取模块，用于获取所述广播节点的上一友邻节点的工作状态；
起始工作时刻确定模块，用于根据所述上一友邻节点的工作状态确定所述上一友邻节点的起始工作时刻；
工作周期获取模块，用于获取所述上一友邻节点的第一工作周期和所述广播节点的第二工作周期；
工作时刻确定模块，用于根据所述上一友邻节点的起始工作时刻、所述第一工作周期和所述第二工作周期，确定所述广播节点的起始工作时刻和结束工作时刻。
可选地，节点组网装置100还包括：频偏和钟差获取模块、以及时钟更新模块。
频偏和钟差获取模块，用于获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的频偏，以及获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的钟差；
时钟更新模块，用于根据所述频偏与所述钟差更新所述广播节点的本地时钟，其中，所述更新后的广播节点的本地时钟与所述上一友邻节点的时钟同步。
可选地，频偏和钟差获取模块包括：时间戳获取子模块和钟差获取子模块。
时间戳子模块，用于收所述上一友邻节点发送的第一时间戳，以及获取所述广播节点的第二时间戳；
钟差获取子模块，用于根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，获得钟差。
可选地，频偏和钟差获取模块包括：历史钟差获取子模块和历史频偏获取子模块。
历史钟差获取子模块，用于获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的历史钟差；
历史频偏获取子模块，用于根据所述历史钟差获得所述频偏。
可选地，节点组网装置100还包括：重新组网模块。
重新组网模块，用于当所述目标友邻节点的电量低于预设电量时，生成重新组网请求。
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，上述描述装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，模块相互之间的耦合可以是电性，机械或其它形式的耦合。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
图12是本申请实施例的用于执行根据本申请实施例的节点组网方法的电子设备的框图，请参阅图12，其示出了本申请实施例提供的一种电子设备200的结构框图。该电子设备200可以是智能手机、平板电脑、电子书等能够运行应用程序的电子设备。本申请中的电子设备200可以包括一个或多个如下部件：处理器210、存储器220以及一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序可以被存储在存储器220中并被配置为由一个或多个处理器210执行，一个或多个程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。
其中，处理器210可以包括一个或者多个处理核。处理器210利用各种接口和线路连接整个电子设备200内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器220内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器220内的数据，执行电子设备200的各种功能和处理数据。可选地，处理器210可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器210可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责待显示组件的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器210中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器220可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器220可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器220可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备200在使用中所创建的数据(比如历史配置文件)等。
图13示出了本申请实施例的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的节点组网方法的程序代码的存储单元，请参阅13，其示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。该计算机可读介质300中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。
计算机可读存储介质300可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质300包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质300具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码310的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码310可以例如以适当形式进行压缩。
综上所述节点组网方法、装置、电子设备及存储介质，广播节点向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息，接收多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，得到多个第二信号强度，其中，第二信号强度表征待组网节点接收到的组网信息的信号强度，从多个第二信号强度中，确定目标信号强度，计算目标信号强度与第一信号强度之间的差值，获得信号强度差，当信号强度差小于预设强度差时，确定目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点，确保目标友邻节点与广播节点之间的通信质量，建立广播节点与目标友邻节点的连接，通过主干网络上的友邻节点稳定管控低功耗节点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种节点组网方法，其特征在于，应用于广播节点，所述方法包括：
向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息；
接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度；
从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差；
当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点；
建立与所述目标友邻节点的连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当待组网节点的数量为奇数时，所述从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，包括：
从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定中位值作为所述目标信号强度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当待组网节点的数量为偶数时，所述从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，包括：
将所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度按照预设排列方式进行排序，得到目标序列，其中，所述预设排列方式为按照第二信号强度从大到小的排列方式，或者按照第二信号强度从小到大的排列方式；
从所述目标序列的中间两个第二信号强度中，确定一个作为所述目标信号强度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立与所述目标友邻节点的连接之后，还包括：
将所述多个待组网节点中除所述目标友邻节点外的其余节点确定为低功耗节点；
建立与所述低功耗节点的连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立与所述低功耗节点的连接之后，还包括：
监听组网请求；
当监听到到新增节点的组网请求时，建立与所述新增节点的连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，包括：
接收所述多个待组网节点中的所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度和各自的节点标识；
所述建立与所述目标友邻节点的连接，包括：
根据所述目标友邻节点的节点标识建立与所述目标友邻及节点的连接。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述广播节点的上一友邻节点的工作状态；
根据所述上一友邻节点的工作状态确定所述上一友邻节点的起始工作时刻；
获取所述上一友邻节点的第一工作周期和所述广播节点的第二工作周期；
根据所述上一友邻节点的起始工作时刻、所述第一工作周期和所述第二工作周期，确定所述广播节点的起始工作时刻和结束工作时刻。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取上一友邻节点的工作状态之前，还包括：
获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的频偏，以及获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的钟差；
根据所述频偏与所述钟差更新所述广播节点的本地时钟，其中，所述更新后的广播节点的本地时钟与所述上一友邻节点的时钟同步。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的钟差，包括：
接收所述上一友邻节点发送的第一时间戳，以及获取所述广播节点的第二时间戳；
根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，获得钟差。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的频偏，包括：
获取所述上一友邻节点与所述广播节点之间的历史钟差；
根据所述历史钟差获得所述频偏。
11.根据权利要求1-10任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述目标友邻节点的电量低于预设电量时，生成重新组网请求。
12.一种节点组网装置，其特征在于，应用于广播节点，所述装置包括：
广播模块，用于向多个待组网节点广播第一信号强度的组网信息；
反馈模块，用于接收所述多个待组网节点中的每个待组网节点各自反馈的第二信号强度，其中，所述第二信号强度表征待组网节点接收到的所述组网信息的信号强度；
计算模块，用于从所述每个待组网节点各自反馈的第二信号强度中确定目标信号强度，并计算所述目标信号强度与所述第一信号强度之间的差值，获得信号强度差；
确定模块，用于当所述信号强度差小于预设强度差时，确定所述目标信号强度对应的待组网节点作为目标友邻节点；
组网模块，用于建立与所述目标友邻节点的连接。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行如权利要求1-11任一项所述的方法。
14.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1-11任一项所述的方法。
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多跳广播协议的转发节点选择算法;王嫣;马俊峰;;计算机工程与设计(02);全文 *
消除WSN目标功率影响的信号强度差LSSVR定位法;张晓平;刘桂雄;何学文;;哈尔滨工程大学学报(12);全文 *

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CN113596859A (zh) 2021-11-02

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