CN116347540A - 一种物联网终端的网络切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种物联网终端的网络切换方法及系统。所述方法包括：移动终端在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，启动监控邻区各个站点的信号，在检测到驻留站点的信号满足切换触发条件时，触发网络切换，并响应于根节点从各个站点中选取出信号强度最大的倒入节点后下发的第一指令，从驻留站点倒出，并接入该倒入站点。整个方法中移动终端可以以最少的步骤完成切换，而且只在驻留站点满足一定条件时才启动监控，较为省电，整体功耗较小，能够较好地适应物联网低功耗的需求。

Description

一种物联网终端的网络切换方法及系统

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别涉及一种物联网终端的网络切换方法及系统。

背景技术

物联网(TheInternetofthings，IOT)是新一代信息技术的重要组成部分，已经广泛应用于日常生活，例如：智慧公交、智慧地铁等。采用多节点组网模式的物联网，主要包括一个根节点、多个汇聚节点和多个终端设备，多个汇聚节点与根节点连接，根节点通过网络接入主站，终端设备可以通过某一汇聚节点接入物联网。对于位置不固定的移动终端而言，在移动的过程中会随着网络状态的变化而产生接入站点(即驻留的汇聚节点)切换的需求。

移动终端切换接入站点，目前主要是参照公网中的网络切换方法或者采用LwM2M(LightweightM2M，轻量级M2M)物联网协议来实现。公网中的移动终端通常是基于3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)无线协议或者基于AT(Attention)指令控制移动终端中的SIM卡(SubscriberIdentificationModule，用户身份识别卡)状态来实现网络切换，移动终端会按照固定的时间间隔与公网中的无线基站进行信息交换，并在需要切换网络时触发网络切换流程。

然而，上述移动终端的网络切换方法，主要依赖于现有的标准协议，由于在切换过程中各个步骤都依靠移动终端的请求和响应来进行，因此频繁的请求和响应会造成移动终端极为耗电，从而无法适应物联网超低功耗的需求，进而无法在物联网中进行有效应用。

发明内容

本申请提供了一种物联网终端的网络切换方法及系统，可用于解决现有的网络切换方法中移动终端极为耗电，无法适应物联网超低功耗的需求的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种物联网终端的网络切换方法，应用于位置不固定的移动终端，所述方法包括：

在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点，所述第二站点为所述驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点；

在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点；

向所述驻留站点发送第一消息，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度；

接收所述驻留站点发送的第一指令，所述第一指令是根节点响应于所述驻留站点发送的所述第一消息，从所述候选站点和各个第二站点中选取出信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度足最大的汇聚节点确定为倒入站点后，分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送的用于指示切换的指令，所述第二站点的信号强度是所述第二站点对所述信标报文的信号强度进行测量后上报给所述根节点的；

响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点，包括：

响应于所述第一指令，向所述倒入站点发送第二消息，以及向所述驻留站点发送第三消息，所述第二消息用于请求所述倒入站点的应答消息，所述第三消息用于回应所述第一指令；

若在预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则向所述倒入站点的业务信道发送业务报文，以使所述倒入站点向所述根节点发送用于指示确认切换的第四消息，所述第四消息还用于驱动所述根节点向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述方法还包括：

若在所述预设时长内未接收到所述倒入站点发送的应答消息，则重新向所述倒入站点发送所述第二消息；

若多次均未在所述预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则确定切换失败。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述监控启动条件包括所述驻留站点的信号强度小于第一阈值，或者所述驻留站点的信噪比小于第二阈值；

所述切换触发条件包括所述驻留站点的信号强度小于第三阈值，所述第三阈值小于所述第一阈值。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述移动终端在检测所述驻留站点的信号之前，通过以下方式确定所述驻留站点的邻区信息：

若所述驻留站点具有广播功能，则从所述驻留站点的广播消息中获取所述驻留站点的邻区信息，所述邻区信息包括各个第一站点的信息和各个第二站点的信息；

若所述驻留站点不具有广播功能，则向所述驻留站点发送第六消息，所述第六消息用于请求所述驻留站点的邻区信息以及所述驻留站点的信息；

在所述驻留站点响应于所述第六消息，并向所述移动终端发送所述邻区信息后，将所述驻留站点的邻区信息保存为当前邻区信息。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，在所述移动终端响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点之后，所述方法还包括：

获取所述倒入站点的邻区信息；

基于所述倒入站点的邻区信息，将所述倒入站点确定为当前的驻留站点，并更新所述当前邻区信息。

第二方面，本申请实施例提供一种物联网终端的网络切换方法，应用于物联网中的根节点，所述方法包括：

接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度，所述第二站点为移动终端的驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点，所述信标报文是所述移动终端在检测到所述驻留站点的信号满足监控启动条件时，向所述第二站点发送的，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点；

若接收到所述驻留站点发送的第一消息，则响应于所述第一消息，从所述移动终端选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度，所述候选站点是所述移动终端在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，从各个第一站点中选取的信号强度最大的第一站点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点；

分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送第一指令，所述第一指令用于指示所述驻留站点和所述倒入站点对所述移动终端的驻留进行切换。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述方法还包括：

在接收到所述倒入站点发送的用于指示确认切换的第四消息后，向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述方法还包括：

若未接收到所述驻留站点发送的所述第一消息，则检测所述驻留站点的信号强度是否小于第四阈值；

若所述驻留站点的信号强度小于所述第四阈值，则检测所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值是否均大于第五阈值；

若连续多次检测到所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值均大于第五阈值，则将所述驻留站点的邻区内各个汇聚节点中信号强度最大的汇聚节点确定为目标站点；

分别向所述驻留站点和所述目标站点发送第二指令，所述第二指令用于指示所述驻留站点和所述目标站点对所述移动终端的驻留进行切换。

第三方面，本申请实施例提供了一种物联网终端的网络切换系统，包括位置不固定的移动终端和根节点；

所述移动终端，被配置为在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点，所述第二站点为所述驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点；以及，在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点；以及，向所述驻留站点发送第一消息，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度；

所述根节点，被配置为接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度；以及，若接收到所述驻留站点发送的所述第一消息，则响应于所述第一消息，从所述移动终端选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点；以及，分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送第一指令；所述第一指令用于指示所述驻留站点和所述倒入站点对所述移动终端的驻留进行切换；

所述移动终端，还被配置为接收所述驻留站点发送的所述第一指令；以及，响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述移动终端被配置为响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点，包括：

响应于所述第一指令，向所述倒入站点发送第二消息，以及向所述驻留站点发送第三消息，所述第二消息用于请求所述倒入站点的应答消息，所述第三消息用于回应所述第一指令；

若在预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则向所述倒入站点的业务信道发送业务报文，以使所述倒入站点向所述根节点发送用于指示确认切换的第四消息，所述第四消息还用于驱动所述根节点向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述移动终端还被配置为：

若在所述预设时长内未接收到所述倒入站点发送的应答消息，则重新向所述倒入站点发送所述第二消息；

若多次均未在所述预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则确定切换失败。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述监控启动条件包括所述驻留站点的信号强度小于第一阈值，或者所述驻留站点的信噪比小于第二阈值；

所述切换触发条件包括所述驻留站点的信号强度小于第三阈值，所述第三阈值小于所述第一阈值。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述移动终端被配置为在检测所述驻留站点的信号之前，通过以下方式确定所述驻留站点的邻区信息：

若所述驻留站点具有广播功能，则从所述驻留站点的广播消息中获取所述驻留站点的邻区信息，所述邻区信息包括各个第一站点的信息和各个第二站点的信息；

若所述驻留站点不具有广播功能，则向所述驻留站点发送第六消息，所述第六消息用于请求所述驻留站点的邻区信息以及所述驻留站点的信息；

在所述驻留站点响应于所述第六消息，并向所述移动终端发送所述邻区信息后，将所述驻留站点的邻区信息保存为当前邻区信息。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，在所述移动终端响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点之后，所述移动终端还被配置为：

获取所述倒入站点的邻区信息；

基于所述倒入站点的邻区信息，将所述倒入站点确定为当前的驻留站点，并更新所述当前邻区信息。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述根节点还被配置为：

在接收到所述倒入站点发送的用于指示确认切换的第四消息后，向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

结合第三方面，在第三方面的一种可实现方式中，所述根节点还被配置为：

若未接收到所述驻留站点发送的所述第一消息，则检测所述驻留站点的信号强度是否小于第四阈值；

若所述驻留站点的信号强度小于所述第四阈值，则检测所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值是否均大于第五阈值；

若连续多次检测到所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值均大于第五阈值，则将所述驻留站点的邻区内各个汇聚节点中信号强度最大的汇聚节点确定为目标站点；

分别向所述驻留站点和所述目标站点发送第二指令，所述第二指令用于指示所述驻留站点和所述目标站点对所述移动终端的驻留进行切换。

本申请实施例提供一种物联网终端的网络切换方法及系统，在网络切换方法中，移动终端在驻留站点的信号满足监控启动条件时才会启动临近站点的监控和触发网络切换，从而可以极大地减少耗电，另外，确定倒入节点的工作以及下发切换指令均由根节点完成，可以使得移动终端以最少的步骤完成切换，进一步降低移动终端的功耗，由于整体移动终端的功耗较小，因此能够较好地适应物联网低功耗的需求。

附图说明

图1为本申请实施例适用的物联网的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种物联网终端的网络切换方法的工作流程示意图；

图3为本申请实施例中移动终端响应于第一指令与驻留站点、根节点和倒入站点之间的数据交互示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种物联网终端的网络切换方法的工作流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种物联网终端的网络切换系统的数据交互示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面首先结合图1对本申请实施例适用的可能的场景进行介绍。

图1为本申请实施例适用的物联网的结构示意图。如图1所示，多节点组网模式的物联网可以包括节点和多个终端设备(例如：终端1、终端2、终端3、……、终端9)，节点包括一个根节点(也可称为接入节点)和多个汇聚节点(例如：汇聚节点1、汇聚节点2、汇聚节点3和汇聚节点4)，根节点与各个汇聚节点连接，根节点可以通过网络(例如：有线网络)接入主站，终端设备可以通过某一汇聚节点接入物联网。终端设备接入物联网的汇聚节点被称为该终端设备的驻留站点，例如：终端1、终端2、终端3的驻留站点均为汇聚节点1，终端4、终端5、终端6的驻留站点均为汇聚节点2，终端7、终端8、终端9的驻留站点均为汇聚节点3，汇聚节点4当前没有驻留的终端设备。

终端设备根据位置是否固定可以分为移动终端和固定终端，固定终端多为微功率无线终端，通常具有更强的休眠省电需求，移动终端多为低功耗的终端，位置不固定的属性使得移动终端需要快速地进行网络切换。各汇聚节点可以通过根节点入网，并将驻留的终端设备的消息转发给根节点。根节点是一个区域自治的管理中心概念，对于具有无线功能的根节点，可以周期性发送广播指令到汇聚节点，根节点和汇聚节点都可直接与驻留的终端设备交互，对于不具有无线功能的根节点，则不直接与驻留的终端设备交互，而是在区域自治的范围内管理终端切换功能。其中，各个节点与终端设备都不限于单一协议单一频段。

在上述物联网场景中，移动终端在各节点间移动时存在跨节点切换的问题，目前移动终端在进行网络切换时仍然参照公网中的标准协议，这会造成移动终端极为耗电，无法适应物联网超低功耗的需求，并且目前物联网领域也缺乏能满足低功耗需求的移动终端网络切换方法。

为了解决目前存在的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种物联网终端的网络切换方法，该方法应用于任一位置不固定的移动终端。由于仅有移动终端才支持网络切换，并且只有在驻留站点的信号满足一定条件时，移动终端才会启动临近站点的监控以及触发切换流程，从而可以极大地减少耗电，另外，网络切换的部分工作可以由根节点完成，从而无需移动终端进行频繁地交互，可以进一步降低移动终端的功耗。参见图2所示的工作流程示意图，本申请实施例提供的一种物联网终端的网络切换方法具体包括以下步骤：

101：在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文。

其中，驻留站点为移动终端当前接入的汇聚节点。第一站点为驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点。第二站点为驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点。在正常使用的过程中只有获得移动终端驻留的驻留站点才与该移动终端交互，其它节点只采集需要切换的移动终端的信号强度，既不上报采集数据也不与该移动终端交互。

需要说明的是，本申请实施例所提及的站点，未额外说明的，均表示物联网中的节点，后续不再单独说明。

在一些实施例中，在执行步骤101之前，移动终端可以首先通过以下步骤确定驻留站点的邻区信息，也就是确定临近驻留站点的各个临近站点，以及各个临近站点中的第一站点和第二站点：

第一步，检测驻留站点是否具有广播功能。

示例性地，WIFI(无线网络通信技术)站点、TDMA(Timedivisionmultipleaccess，时分多址)LoRa(LongRangeRadio，远距离无线电)站点等均为具有广播功能的站点。蓝牙站点、2.4GLoRa站点等均为不具有广播功能的站点。

第二步，若驻留站点具有广播功能，则从驻留站点的广播消息中获取驻留站点的邻区信息。

其中，邻区信息包括各个第一站点的信息和各个第二站点的信息。第一站点的信息和第二站点的信息可以包括频点信息、协议规范、调制方式、时分多址(Timedivisionmultipleaccess，缩写：TDMA)信息。

在一些实施例中，具有广播功能的驻留站点可以定期广播网内临近站点或驻留站点的频点信息、协议规范、调制方式、TDMA信息等接入相关信息。移动终端可以从广播消息中获取驻留站点的邻区信息，以及驻留站点的信号信息。

第三步，若驻留站点不具有广播功能，则向驻留站点发送第六消息。

其中，第六消息用于请求驻留站点的邻区信息。第六消息可以为控制请求消息。

第四步，在驻留站点响应于第六消息，并向移动终端发送邻区信息后，将驻留站点的邻区信息保存为当前邻区信息。

具体地，不具有广播功能的驻留站点在接收到第六消息后，可以回应邻区信息以及自身信号信息给移动终端。这样，移动终端只与驻留站点进行交互，可以较好地降低移动终端的功耗。

在获取到邻区信息之后，具有切换能力的移动终端会记录下网内驻留站点的邻区信息，并在每次向驻留站点发完业务报文后向网内不具有广播功能的第二站点的控制信道发送信标报文，或者定期向驻留站点和第二站点发送固定信号强度的信标报文。信标报文的发送频度可以根据移动终端自身的电量大小决定。其中，业务报文会发送至对应站点的业务信道，信标报文会发送至对应站点的控制信道。

本申请实施例中，驻留站点的邻区信息会存在三种情况，分别是：所有临近站点均为具有广播功能的第一站点、所有临近站点均为不具有广播功能的第二站点、所有临近站点中既包括第一站点也包括第二站点。下面以所有临近站点中既包括第一站点也包括第二站点为例，对本申请实施例的内容进行说明。

在一些实施例中，监控启动条件可以包括驻留站点的信号强度小于第一阈值，或者驻留站点的信噪比小于第二阈值。其中，第一阈值可以设置为80dBm(分贝毫瓦)，第二阈值可以设置为20dB(分贝)。此外，第一阈值和第二阈值也可以根据经验和实际情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限定。这样，移动终端可以根据当前驻留站点的信号强度决定是否定期监控临近站点的广播信号强度，当驻留站点的信号强度大于或等于第一阈值，并且信噪比大于或等于第二阈值时，就不监控临近站点的信号，极为省电，也可以最大限度满足物联网的省电需求。

在一些实施例中，获取每个第一站点的信号强度，可以通过测量每个第一站点的广播消息的信号强度来实现。向每个第二站点的控制信道发送信标报文后，各个第二站点会首先检测移动终端的属性，比如：是否支持网络切换功能以及是否为位置不固定的移动终端，第二站点在检测到移动终端的属性符合要求后，会对接收到的信标报文的信号强度进行测量，然后将测量得到的信标报文的信号强度上报给根节点。这样，移动终端可以根据临近站点的不同无线资源采用不同的动作，从而兼容不同类型的节点，适应性更强，也更加智能。其中，第二站点可以通过检测移动终端的注册信息是否符合要求，或者通过检测移动终端是否在白名单中，来实现移动终端的属性的检测，本申请实施例对此不做具体限定。当终端为固定终端时，是不支持网络切换功能的，只有物联网内的移动终端才需要支持切换功能。

示例性地，在所有临近站点均为不具有广播功能的第二站点的情况下，移动终端在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，向每个第二站点发送信标报文。在所有临近站点均为具有广播功能的第一站点的情况下，移动终端在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度。

如此，移动终端可以在满足休眠省电要求基础上对邻区内各个临近站点的广播信道进行测量，其中只有当驻留站点的信号满足监控启动条件时才会对邻区广播信道进行测量，从而极大地降低了自身功耗，另外对需要发送信标消息的情况，信标消息的发送频度也可以根据自身的电量大小决定，从而可以更好地适应物联网低功耗的场景。

102：在检测到驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点。

具体地，由于第二站点在测量信标报文的信号强度，会将该信号强度直接上报给根节点，而无需反馈给移动终端，因此移动终端只能直接测量到第一站点的广播消息的信号强度，并从中挑选出信号强度最大的候选站点。需要说明的是，挑选出的候选站点的信号强度应是大于驻留站点的信号强度的。

示例性地，在所有临近站点均为不具有广播功能的第二站点的情况下，移动终端在检测到驻留站点的信号满足切换触发条件时，会直接执行步骤103，以触发网络切换。

在一些实施例中，切换触发条件可以包括驻留站点的信号强度小于第三阈值。其中，第三阈值小于第一阈值。这样，在驻留站点的信号进一步低于第三阈值时，移动终端才选取候选站点，并触发切换流程，不仅能够实现网络切换的自动触发，而且也较为省电。

103：向驻留站点发送第一消息。

其中，第一消息为切换准备消息。第一消息可以携带候选站点的信号强度。示例性地，在所有临近站点均为不具有广播功能的第二站点的情况下，第一消息中携带的候选站点可以为空。此外，第一消息中还可以携带驻留站点的电子身份标识(ElectronicIdentity，eID)、驻留站点的信号强度、目标站点的eID和目标站点的信号强度等切换相关信息。

驻留站点在接收到第一消息后，会将第一消息转发给根节点，以等待根节点下发最终的切换指令。

根节点接收到驻留站点发送的第一消息后，被配置为执行以下步骤：

第一步，响应于该第一消息，从候选站点和各个第二站点中选取出信号强度最大的汇聚节点，并将信号强度足最大的汇聚节点确定为倒入站点。其中，第二站点的信号强度是第二站点对信标报文的信号强度进行测量后上报给根节点的。

需要说明的是，倒入站点与候选站点可能并不是同一个汇聚节点，根节点会综合移动终端选出的候选站点，以及各个第二站点上报的信号强度来最终选取出倒入站点，并控制移动终端最终切换到倒入站点。

第二步，分别向驻留站点和倒入站点发送用于指示切换的第一指令。驻留站点在接收到第一指令后，会将该第一指令转发给移动终端。

其中，第一指令携带倒入站点的eID、倒入站点的控制信道频点信息和倒入站点的业务信道频点信息等。控制信道用于接收信标报文，业务信道用于接收业务报文。

如此，由根节点来下发最终的切换指令，可以减少移动终端动作的步骤，从而可以减小移动终端的功耗，更加适应物联网的应用场景。

104：接收驻留站点发送的第一指令。

105：响应于第一指令，从驻留站点倒出，并接入倒入站点。

图3为本申请实施例中移动终端响应于第一指令与驻留站点、根节点和倒入站点之间的数据交互示意图。如图3所示，在一些实施例中，在移动终端触发网络切换，向驻留站点发送第一消息，驻留站点将第一消息转发给根节点，然后根节点分别向驻留站点和倒入站点发送第一指令之后，移动终端可以通过以下步骤响应于驻留站点发送的第一指令，从驻留站点倒出，并接入倒入站点：

步骤一，移动终端响应于第一指令，向倒入站点发送第二消息，以及向驻留站点发送第三消息。

其中，第二消息用于请求倒入站点的应答消息，第二消息可为切换接入消息。第三消息用于回应第一指令，第三消息可以为切换响应消息。

步骤二，若在预设时长内未接收到倒入站点发送的应答消息，则重新向倒入站点发送第二消息。

具体地，可以启动接入定时器T来控制预设时长。若在接入定时器T过期前收到倒入站点的应答消息，则表示切换成功，移动终端向倒入站点的业务信道发送业务报文。否则定时器T过期后终端重发第二消息。

若多次均未在预设时长内接收到倒入站点发送的应答消息，则确定切换失败。其中，尝试次数可以设置为三次，若连续三次切换不成功，则确定切换失败。此时，仍然是驻留站点获得移动终端的驻留。

步骤三，若移动终端在预设时长内接收到倒入站点发送的应答消息，则移动终端向倒入站点的业务信道发送业务报文。此时，倒入站点获得移动终端的驻留。

步骤四，倒入站点向根节点发送第四消息。

其中，第四消息用于指示确认切换，第四消息可以为切换确认消息。

步骤五，根节点接收到第四消息后，向驻留站点发送第五消息。

其中，第五消息用于指示切换完成，即指示驻留站点该移动终端已从驻留站点成功倒出。第五消息可以为切换结果指示消息。

如此，本申请实施例提供的网络切换方法，仅有移动终端才支持网络切换，且移动终端与各个节点的交互消息较少，在驻留站点的信号满足一定条件时才会启动对其他临近站点的监控，从而可以极大地减少耗电。针对不同类型的临近站点采用不同的信号获取方法，并且在驻留站点的信号进一步降低时才会触发自动切换，由根节点来下最终的切换指令，整个过程可以兼容不同类型的节点，移动终端的功耗非常小，能够最大限度满足物联网的省电需求，从而可以有效地应用在物联网中。

此外，在执行步骤105之后，本申请实施例提供的网络切换方法还包括：获取倒入站点的邻区信息。然后，基于倒入站点的邻区信息，将倒入站点确定为当前的驻留站点，并更新当前邻区信息。具体地，如果倒入站点具有广播功能，则移动终端从倒入站点的广播消息获得临近站点的频点信息、协议规范、调制方式、TDMA信息等接入相关信息，更新当前邻区的相关信息。如果倒入站点不具有广播功能，则移动终端要发送邻区信息请求消息主动获取并更新当前邻区信息，完成切换过程。更新后可以返回步骤101，如此继续进行循环。

此外，对于位置固定的固定终端，不支持网络切换功能，无需对邻区信号强度进行测量，也无需向邻区各个汇聚节点发送信标报文，只需在第一次入网后获取邻区信息，脱网后重新扫描缺省配置频点或临近小区频点重新入网即可，从而满足物联网中尽可能的休眠省电要求。

本申请实施例还提供另一种物联网终端的网络切换方法，该方法应用于物联网中的根节点。通过根节点也能触发网络切换流程，且由根节点来执行网络切换的部分工作，从而可以极大地降低移动终端的功耗。参见图4所示的工作流程示意图，本申请实施例提供的另一种物联网终端的网络切换方法具体包括以下步骤：

201：接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度。

其中，第二站点为移动终端的驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点。信标报文是移动终端在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，向第二站点发送的。驻留站点为移动终端当前接入的汇聚节点。

具体地，移动终端可以周期性地向不具有广播功能的驻留站点和邻区的第二站点发送信标报文，不具有广播功能的各个节点测量信标报文的信号强度后，会上报给根节点。

202：若接收到驻留站点发送的第一消息，则响应于第一消息，从移动终端选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点。

其中，第一消息携带候选站点的信号强度，候选站点是移动终端在检测到驻留站点的信号满足切换触发条件时，从各个第一站点中选取的信号强度最大的第一站点。第一站点为驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点。

需要说明的是，如果移动终端是周期性地或者不定时地向不具有广播功能的驻留站点和邻区的第二站点发送信标报文，则根节点会收到多组上报的信号强度，根节点在接收到第一消息确定倒入站点时可以以最新获取到的一组信号强度为依据进行判定。

203：分别向驻留站点和倒入站点发送第一指令。

其中，第一指令用于指示驻留站点和倒入站点对移动终端的驻留进行切换。第一指令携带倒入站点的eID、倒入站点的控制信道频点信息和倒入站点的业务信道频点信息等。控制信道用于接收信标报文，业务信道用于接收业务报文。这样，由根节点来下发最终的切换指令，可以减少移动终端动作的步骤，从而可以减小移动终端的功耗，更加适应物联网的应用场景。

此外，在执行步骤203之后，本申请实施例提供的方法还可以包括：根节点在接收到倒入站点发送的用于指示确认切换的第四消息后，向驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

204：若未接收到驻留站点发送的第一消息，则检测驻留站点的信号强度是否小于第四阈值。如果驻留站点的信号强度小于第四阈值，则执行步骤205，如果驻留站点的信号强度大于或等于第四阈值，则执行步骤210。

具体地，第四阈值与第三阈值可以不同，也可以相同。

205：检测驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与驻留站点的信号强度的差值是否均大于第五阈值。如果是，则执行步骤206，如果否，则执行步骤S210。

本申请实施例对第五阈值不作具体限定。

206：确定连续检测到驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与驻留站点的信号强度的差值均大于第五阈值的次数。

207：确定连续检测到驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与驻留站点的信号强度的差值均大于第五阈值的次数是否大于预设值。如果大于，则执行步骤208，否则执行步骤210。

其中，预设值可以设置为2次，或者也可以设置为其他值，本申请实施例对此不作限定。

208：将驻留站点的邻区内各个汇聚节点中信号强度最大的汇聚节点确定为目标站点。

其中，对于有广播功能的第一站点或者驻留站点来说，根节点也可以根据广播消息来获取到第一站点或驻留站点的信号强度。

209：分别向驻留站点和目标站点发送第二指令。

其中，第二指令用于指示驻留站点和目标站点对移动终端的驻留进行切换。

移动终端可以响应于第二指令，执行与步骤105相似的动作，也从驻留站点倒出，并接入目标站点。此时，目标站点获得移动终端的驻留。

如此，在移动终端未触发切换的情况下，根节点也会根据各个站点的信号强度的实际情况来自行触发网络切换，可以进一步降低移动终端的能耗，也更加适应物联网的特殊应用场景。

210：继续监控驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与驻留站点的信号强度。

如此，本申请实施例提供的网络切换方法，移动终端和根节点均能触发网络切换，并且由根节点来下最终的切换指令，整个过程可以兼容不同类型的节点，移动终端无需频繁交互，也无需承担全部网络切换工作，功耗非常小，能够最大限度满足物联网的省电需求，从而可以有效地应用在物联网中。

下述为本申请系统实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请系统实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

图5为本申请实施例提供的一种物联网终端的网络切换系统的数据交互示意图。如图5所示，本申请实施例提供的系统具有实现上述网络切换方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该系统可以包括：位置不固定的移动终端501和根节点502，还可以包括驻留站点503和倒入站点504。其中，驻留站点503为移动终端501当前接入的汇聚节点，倒入站点504为移动终端501待切换的汇聚节点。具体地，移动终端501和根节点502之间的数据交互过程如下：

步骤1：移动终端501在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文。

其中，驻留站点为移动终端当前接入的汇聚节点，第一站点为驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点，第二站点为驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点。

步骤2：移动终端501在检测到驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点。

步骤3：移动终端501向驻留站点503发送第一消息。

其中，第一消息携带候选站点的信号强度。

步骤4：驻留站点503向根节点502发送第一消息。

步骤5：根节点502接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度。

步骤6：根节点502响应于第一消息，从移动终端501选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点504。

步骤7：根节点502分别向驻留站点503和倒入站点504发送第一指令。

其中，第一指令用于指示驻留站点503和倒入站点504对移动终端501的驻留进行切换。

步骤8：驻留站点503向移动终端501发送第一指令。

步骤9：移动终端501响应于第一指令，从驻留站点503倒出，并接入倒入站点504。

在一种可实现方式中，所述移动终端501被配置为响应于所述第一指令，从所述驻留站点503倒出，并接入所述倒入站点504，包括：

响应于所述第一指令，向所述倒入站点504发送第二消息，以及向所述驻留站点503发送第三消息，所述第二消息用于请求所述倒入站点504的应答消息，所述第三消息用于回应所述第一指令。

若在预设时长内接收到所述倒入站点504发送的应答消息，则向所述倒入站点504的业务信道发送业务报文，以使所述倒入站点504向所述根节点502发送用于指示确认切换的第四消息，所述第四消息还用于驱动所述根节点502向所述驻留站点503发送用于指示切换完成的第五消息。

在一种可实现方式中，所述移动终端501还被配置为：

若在所述预设时长内未接收到所述倒入站点504发送的应答消息，则重新向所述倒入站点504发送所述第二消息。

若多次均未在所述预设时长内接收到所述倒入站点504发送的应答消息，则确定切换失败。

在一种可实现方式中，所述监控启动条件包括所述驻留站点503的信号强度小于第一阈值，或者所述驻留站点503的信噪比小于第二阈值。

所述切换触发条件包括所述驻留站点503的信号强度小于第三阈值，所述第三阈值小于所述第一阈值。

在一种可实现方式中，所述移动终端501被配置为在检测所述驻留站点503的信号之前，通过以下方式确定所述驻留站点503的邻区信息：

若所述驻留站点503具有广播功能，则从所述驻留站点503的广播消息中获取所述驻留站点503的邻区信息，所述邻区信息包括各个第一站点的信息和各个第二站点的信息。

若所述驻留站点503不具有广播功能，则向所述驻留站点503发送第六消息，所述第六消息用于请求所述驻留站点503的邻区信息以及所述驻留站点503的信息。

在所述驻留站点503响应于所述第六消息，并向所述移动终端501发送所述邻区信息后，将所述驻留站点503的邻区信息保存为当前邻区信息。

在一种可实现方式中，在所述移动终端501响应于所述第一指令，从所述驻留站点503倒出，并接入所述倒入站点504之后，所述移动终端501还被配置为：

获取所述倒入站点504的邻区信息。

基于所述倒入站点504的邻区信息，将所述倒入站点504确定为当前的驻留站点503，并更新所述当前邻区信息。

在一种可实现方式中，所述根节点502还被配置为：

在接收到所述倒入站点504发送的用于指示确认切换的第四消息后，向所述驻留站点503发送用于指示切换完成的第五消息。

在一种可实现方式中，所述根节点502还被配置为：

若未接收到所述驻留站点503发送的所述第一消息，则检测所述驻留站点503的信号强度是否小于第四阈值。

若所述驻留站点503的信号强度小于所述第四阈值，则检测所述驻留站点503的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点503的信号强度的差值是否均大于第五阈值。

若连续多次检测到所述驻留站点503的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点503的信号强度的差值均大于第五阈值，则将所述驻留站点503的邻区内各个汇聚节点中信号强度最大的汇聚节点确定为目标站点。

分别向所述驻留站点503和所述目标站点发送第二指令，所述第二指令用于指示所述驻留站点503和所述目标站点对所述移动终端501的驻留进行切换。

本申请实施例提供的物联网终端的网络切换系统中，将终端设备分成固定终端和移动终端，使得系统中参与切换的终端尽可能少，所以降低了系统无线资源消耗，提升物联网的整体可靠性，另外，对节点无线资源进行分组，对省电要求高的微功率无线终端和省电要求低的低功率无线终端采用不同的切换方法，针对不同节点无线资源类型采用更智能的切换策略兼容不同类型的节点，并且，终端和节点设备都可触发切换动作，因此整体上更适应物联网的特殊应用场景，能够较好地满足物联网低功耗的需求。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种物联网终端的网络切换方法，其特征在于，应用于位置不固定的移动终端，所述方法包括：

在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点，所述第二站点为所述驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点；

在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点；

向所述驻留站点发送第一消息，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度；

接收所述驻留站点发送的第一指令，所述第一指令是根节点响应于所述驻留站点发送的所述第一消息，从所述候选站点和各个第二站点中选取出信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度足最大的汇聚节点确定为倒入站点后，分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送的用于指示切换的指令，所述第二站点的信号强度是所述第二站点对所述信标报文的信号强度进行测量后上报给所述根节点的；

响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点，包括：

响应于所述第一指令，向所述倒入站点发送第二消息，以及向所述驻留站点发送第三消息，所述第二消息用于请求所述倒入站点的应答消息，所述第三消息用于回应所述第一指令；

若在预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则向所述倒入站点的业务信道发送业务报文，以使所述倒入站点向所述根节点发送用于指示确认切换的第四消息，所述第四消息还用于驱动所述根节点向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若在所述预设时长内未接收到所述倒入站点发送的应答消息，则重新向所述倒入站点发送所述第二消息；

若多次均未在所述预设时长内接收到所述倒入站点发送的应答消息，则确定切换失败。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述监控启动条件包括所述驻留站点的信号强度小于第一阈值，或者所述驻留站点的信噪比小于第二阈值；

所述切换触发条件包括所述驻留站点的信号强度小于第三阈值，所述第三阈值小于所述第一阈值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述移动终端在检测所述驻留站点的信号之前，通过以下方式确定所述驻留站点的邻区信息：

若所述驻留站点具有广播功能，则从所述驻留站点的广播消息中获取所述驻留站点的邻区信息，所述邻区信息包括各个第一站点的信息和各个第二站点的信息；

若所述驻留站点不具有广播功能，则向所述驻留站点发送第六消息，所述第六消息用于请求所述驻留站点的邻区信息以及所述驻留站点的信息；

在所述驻留站点响应于所述第六消息，并向所述移动终端发送所述邻区信息后，将所述驻留站点的邻区信息保存为当前邻区信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述移动终端响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点之后，所述方法还包括：

获取所述倒入站点的邻区信息；

基于所述倒入站点的邻区信息，将所述倒入站点确定为当前的驻留站点，并更新所述当前邻区信息。

7.一种物联网终端的网络切换方法，其特征在于，应用于物联网中的根节点，所述方法包括：

接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度，所述第二站点为移动终端的驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点，所述信标报文是所述移动终端在检测到所述驻留站点的信号满足监控启动条件时，向所述第二站点发送的，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点；

若接收到所述驻留站点发送的第一消息，则响应于所述第一消息，从所述移动终端选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度，所述候选站点是所述移动终端在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，从各个第一站点中选取的信号强度最大的第一站点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点；

分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送第一指令，所述第一指令用于指示所述驻留站点和所述倒入站点对所述移动终端的驻留进行切换。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到所述倒入站点发送的用于指示确认切换的第四消息后，向所述驻留站点发送用于指示切换完成的第五消息。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若未接收到所述驻留站点发送的所述第一消息，则检测所述驻留站点的信号强度是否小于第四阈值；

若所述驻留站点的信号强度小于所述第四阈值，则检测所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值是否均大于第五阈值；

若连续多次检测到所述驻留站点的邻区内每个汇聚节点的信号强度与所述驻留站点的信号强度的差值均大于第五阈值，则将所述驻留站点的邻区内各个汇聚节点中信号强度最大的汇聚节点确定为目标站点；

分别向所述驻留站点和所述目标站点发送第二指令，所述第二指令用于指示所述驻留站点和所述目标站点对所述移动终端的驻留进行切换。

10.一种物联网终端的网络切换系统，其特征在于，包括位置不固定的移动终端和根节点；

所述移动终端，被配置为在检测到驻留站点的信号满足监控启动条件时，获取每个第一站点的信号强度，以及向每个第二站点发送信标报文，所述驻留站点为所述移动终端当前接入的汇聚节点，所述第一站点为所述驻留站点的邻区内具有广播功能的汇聚节点，所述第二站点为所述驻留站点的邻区内不具有广播功能的汇聚节点；以及，在检测到所述驻留站点的信号满足切换触发条件时，将信号强度最大的第一站点确定为候选站点；以及，向所述驻留站点发送第一消息，所述第一消息携带所述候选站点的信号强度；

所述根节点，被配置为接收各个第二站点对信标报文进行测量后上报的信号强度；以及，若接收到所述驻留站点发送的所述第一消息，则响应于所述第一消息，从所述移动终端选取的候选站点和各个第二站点中选取信号强度最大的汇聚节点，并将所述信号强度最大的汇聚节点确定为倒入站点；以及，分别向所述驻留站点和所述倒入站点发送第一指令；所述第一指令用于指示所述驻留站点和所述倒入站点对所述移动终端的驻留进行切换；

所述移动终端，还被配置为接收所述驻留站点发送的所述第一指令；以及，响应于所述第一指令，从所述驻留站点倒出，并接入所述倒入站点。

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