CN117897942A - 网格节点之间的批数据传输 - Google Patents

Abstract

一种向网格网络上的多个设备传输数据的方法，该方法包括：在该网格网络中的代理设备处接收批数据；在该代理设备处存储该批数据；向该批数据的源确认接收到该批数据；在确认接收到该批数据之后，执行将该批数据逐分组地传输到该网格网络中的至少一个其他节点；以及执行单播通信以标识丢失分组。该传输可以是或包括级联传输，其中该数据逐分组地传输到该网格网络中的下一可用节点，该下一可用节点本身将接收的分组传递至其在该网格网络中的下一可用节点。

Description

网格节点之间的批数据传输

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年9月3日提交的印度临时申请号202111039931的优先权。

背景技术

诸如危险区域灯具的电子设备在安装之后可能需要固件更新，但是可能位于难以到达或危险的位置。虽然有可能将空中(OTA)更新从移动设备递送到危险区域灯具，但是在特定场所可能有100至250个灯具，并且人可能需要接近每个灯具以递送更新，这除了耗时之外，对于人到达每个灯具可能是挑战性的或危险的。即使在针对灯具实现网格网络的情况下，在耗时过程中人可能仍然需要处于危险区域中，使得他们的移动设备与充当代理设备的至少一个灯具保持通信，以在整个更新过程期间通过网格网络与其他灯具通信。

发明内容

描述了网格节点之间的批数据传输，一旦更新了第一节点，该批数据传输使用第一节点开始逐分组地更新网格网络内的其他节点。

一种数据传输的方法包括：在网格网络中的代理设备处接收批数据；在代理设备处存储批数据；向批数据的源确认接收到批数据；在确认接收到批数据之后，执行将批数据逐分组地传输到网格网络中的至少一个其他节点；并且执行单播通信以标识丢失分组。在一些情况下，该传输为级联传输，该级联传输涉及将批数据逐分组地从代理设备传输到网格网络中的下一可用节点，该下一可用节点本身将接收的分组传递至其在网格网络中的下一可用节点。在一些情况下，该传输为组传输，其中代理设备向已经订阅了代理设备地址的订户节点组发布以逐分组地传输批数据。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1示出了用于批数据传输的示例性操作环境。

图2示出了具有级联传输的批数据传输方法。

图3A和图3B示出了所描述的级联方法的操作。

图4示出了进入OTA模式的处理流程。

图5示出了批数据的逐分组传输的处理流程。

图6示出了示例性完整性检查序列。

图7示出了具有组传输的批数据传输方法。

具体实施方式

描述了网格节点之间的批数据传输，一旦更新了第一节点，该批数据传输使用第一节点开始逐分组地更新网格网络内的其他节点。

通过所描述的技术，有可能将诸如用于固件升级过程的批数据从移动设备传输到网格网络中的一个电子设备中，然后使网格网络中的节点更新它们本身。

网格网络可以是低能耗(BLE)网格、Zigbee网格、Wi-Fi网格等。

为了用诸如新固件映像的批数据刷新多个节点，分组在逐分组的基础上(以这种方式从每个节点到另一节点)从代理节点传输到网格网络中的其他节点，使得一旦节点接收到所有分组，该设备就可以对其本身编程(或刷新)，从而使得能够几乎同时更新给定网络中的所有设备。这可以称为级联方法(或“级联传输”)。在一些情况下，从代理节点的原始传输是到单个节点，该单个节点然后向下一节点传输。在一些情况下，从代理节点的原始传输是到订阅代理节点的发布的订阅节点组。

在网格网络上的设备当前在以正常操作模式操作时，批数据传输(例如，固件映像传输)可发生。因此，在批数据从节点传输到节点时，用户(其向代理节点提供批数据传输)不受影响。

图1示出了用于批数据传输的示例性操作环境。参见图1，多个电子设备100可以通过网格网络110彼此通信。电子设备100表示为网格网络110中的节点。网格网络可以是部分连接的网格网络或完全连接的网格网络。网络110中的节点可以通过淹没(flooding)(消息通过除了从其接收消息的链路之外的每个传出链路发送)或路由(消息从节点跳到节点直到它到达其目的地)中继消息。当通过淹没技术通信时，可以使用受控淹没，例如SNCP(序列号受控淹没)和RPF(反向路径转发)。

对于不是网格网络的一部分的设备，诸如移动设备150，网格网络110上的通信经由代理设备160进行。在这个环境中，预期每个节点能够从移动设备150接收批数据的通信，本地存储批数据(例如，在“高速暂存”存储器处)，并且将批数据发送到附近节点。因此，每个节点能够使用用于特定网格网络的相同的安全专有批数据传输协议从附近节点或从移动设备150接收映像/批数据。

网格中的所有节点能够将批数据传输到同一网格网络中的附近节点，以便增加从发起设备传输的速度。

图2示出了具有级联传输的批数据传输方法。参见图2，到组中所有节点的批数据传输方法200可以开始于(210)移动设备，诸如与网格网络110中的代理设备通信的移动设备150。一旦作为代理设备160的第一节点即节点“A”从移动设备完全接收(220)固件映像/批数据，节点A就可以将该固件映像存储(230)到其高速暂存存储器中。节点A验证接收的固件映像为有效的映像/批数据。一旦代理设备即节点A向批数据的源(移动设备150)确认(240)它已经接收到整个映像/批数据，则节点A将通过将映像/批数据逐分组地传递(260)至下一单播地址(例如，它自己的地址+1)开始(250)级联传输。作为级联传输的一部分，下一地址即节点“A+1”将把映像/批数据传递至下一设备(即，“A+2”)，如同并且当它接收到分组时。所有设备将这些分组以分组序列存储到其单独的高速暂存存储器中(例如，如果丢弃或丢失了分组，则高速暂存将在其预期序列位置处在高速暂存存储器中具有针对丢失分组的间隙)。因此，使用这个过程，网格节点将在同一网格网络内的各个其他节点之间级联镜像/批数据，从而使得能够非常快速地升级所有网格节点的固件。这个过程可用于针对网格内的所有节点经由移动设备或远程网关发起的各种其它批数据传输。

有利地，因为代理设备接收整个批数据分组并且引导级联技术，所以移动设备可以断开连接并且不要求移动设备的用户比更新单个设备处于危险场所更长时间。

图3A和图3B示出了所描述的级联方法的操作。如关于图1和图2所描述的，移动设备可以与网格网络中的一个节点通信，该节点充当进入网格网络的代理。参见图3A，移动设备300可以与地址0处的节点302通信，使得节点302成为移动设备300的代理节点。地址0处的代理节点302将数据发送到地址1处的节点304，该节点将数据发送到地址2处的节点306，该节点将数据发送到地址3处的节点308，该节点将数据发送到地址4处的节点310，该节点将数据发送到地址5处的节点312，该节点将数据发送到地址6处的节点，依此类推。

当然，不要求移动设备300使用地址0处的节点作为代理节点。也不要求以使得最近的相邻节点具有下一地址的方式定位电子设备。

例如，参见图3B，移动设备300可以与地址2处的节点322通信，使得节点322成为移动设备的代理节点。地址2处的代理节点322将数据发送到地址3处的节点324，该节点将数据发送到地址4处的节点326，该节点将数据发送到地址5处的节点328，该节点将数据发送到地址6处的节点330，该节点将数据发送到地址7处的节点332，该节点将数据发送到地址8处的节点334，该节点将数据发送到地址9处的节点336。由于这个示例是针对一组10个节点，因此地址9处的节点336然后返回到地址列表中的第一节点并且将数据发送到地址0处的节点，该节点将把数据发送到地址1处的节点，该节点将把数据发送到地址2处的节点322。由于地址2处的节点322将已经具有数据，所以数据的级联传送可以停止。从图中可以看出，地址5处的节点328实际上是与地址3处的节点324最接近的节点，但是地址3处的节点324将数据发送到地址4处的节点326，而不是物理位置上最接近的节点。这有助于确保更新每个节点。

在针对网格网络上的多个电子设备的固件更新的特定具体实施中，数据传输可开始于进入空中(OTA)更新命令以使设备全部进入OTA模式。

图4示出了进入OTA模式的处理流程。参见图4，在代理节点接收到(410)用于OTA传输的命令之后，用于引导设备进入OTA模式的过程400可以开始。在接收到OTA命令后，设备可将OTA模式标志设定为1(或用于该设备发起批传输和更新过程的其它指示符)。在一些情况下，在执行诸如关于图2所描述的过程200时可执行过程400，使得在代理节点开始从移动设备收集所有分组、确认成功接收到所有分组以及向移动设备验证控制在传递至应用程序并且移动设备可断开连接时，OTA模式传播可发生。在一些情况下，在代理节点已经从移动设备接收到批数据传输之后，过程400开始，作为开始级联传输的一部分(图2的操作250)，使得在移动设备断开连接之后可以进行OTA模式传播。代理节点将数据传递至下一节点(自己的单播地址+1)(如果它可用的话)，否则它将搜索下一节点并且将命令传递至下一节点。因此，网格网络中的所有设备将进入OTA模式并且传输分组。由于在节点之间使用单播通信，所以有可能可靠地将组中所有节点设定为进入OTA模式。

因此，OTA模式传播可以开始420并且代理设备“A”查验下一地址位置(“A+1”)以确定(425)下一地址处的节点是否可用。如果下一地址处的节点不可用(例如，不返回接收)，则代理设备“A”递增(430)到下一节点地址(例如，“A+1”+1)。一旦确定了可用节点，代理设备“A”将该地址存储(440)为下一可用地址，并且将OTA命令传递(450)至该下一可用地址处的节点。下一可用地址处的该节点在接收到OTA命令时进入OTA模式(460)，并且开始诸如在操作420、425、430、440和450中描述的OTA模式传输过程。以这种方式，OTA命令从每个下一设备按顺序传递(470)至其下一设备。可以注意到，在网格上连接且活动的节点可能不想要固件升级(例如，可能已经更新设备)；此类节点可以相应地响应，使得消息将传递至下一节点。

图5示出了批数据的逐分组传输的处理流程。参见图5，分组1到分组N的数据分组传输的方法500可以用于以解决设备可能暂时或永久地变得无响应的情形的方式实现图2的操作250(例如，由于使其离线的设备问题)。在这个示例中，方法500可以开始于502代理设备A向下一设备(A+1)发送(504)数据分组。代理设备A将每个数据分组(从分组1到分组N)顺序地发送到下一设备。此处，A是指代理设备的单播地址，并且A+1为第二节点单播地址。在接收到数据分组时，A+1响应于设备A以指示接收，这允许代理设备A确定(506)A+1是否在响应，将数据分组存储(508)在其高速暂存存储器中，并且将数据分组传递(510)至其下一设备(A+2)。

如果在确定步骤506期间，代理设备A没有接收到其下一设备以指定的时间帧接收到分组的指示，则代理设备A可以确定(512)重试计数是否超出并且重试发送相同的数据分组。如果在操作512中确定重试计数超过阈值，则代理设备A递增(514)其错误计数器，该错误计数器用于确定(516)无响应的下一设备是否应当标记为不可操作。当错误计数器小于指定数目时，分组发送到序列中的下一设备(例如，A+2)。如果A+2没有响应，则尝试A+3等等。无论哪个设备响应都保存为PossibleNextDevice；PossibleNextDevice将把分组存储到其高速暂存中。

如图所示，在设备当前指示的下一设备无响应的情况下，发送分组的设备(例如，最初是代理A设备)尝试找到序列中的下一设备以发送分组(518)。尝试设备的最大重试尝试次数(“重试计数”)，在此之后，分组将按顺序传递至下一可用设备。存在这种可能性：前一分组从来没有按顺序传递至该下一可用设备(例如，A+2)，并且在A+2设备中有分组间隙，这可以通过关于图6描述的完整性检查过程解决。

除了重试特定分组之外，如果在操作516中确定发生了一定数目的重试尝试(即，错误计数器大于指定数目，在这个示例中诸如为3)，则下一设备(例如，A+1)被代理设备标记(520)为不可操作，并且序列中的下一设备存储为在操作504中代理设备A向其发送数据分组的NextPossibleDevice(例如，重试计数和错误计数器现在基于序列中的下一设备)。在这个示例中，如果最大重试连续3次失败，则该设备将标记为无响应，并且在OTA批数据传输期间将不执行与这个设备的进一步通信。

在操作518期间，类似于操作508和510，代理设备接收下一响应设备(例如，A+2)接收到该分组和下一响应设备将该分组放入到其高速暂存中并且将该分组传递至其下一设备的指示。实际上，一旦分组从代理设备发送到下一设备，该分组就继续从一个设备传递至另一设备，并且代理设备A继续进行(522)到下一分组以发送出去(这可以在代理设备A一接收到另一设备接收到当前分组的指示就发生)。这个动作的表示在操作524和526中示出，其中只要分组不传递至网络中的最后一个设备或最大设备计数，分组就传递至下一设备。例如，如果代理设备A从一个其他设备接收到该分组(例如，诸如图3B中所描述)，则代理设备A可确定(524)该分组已经传递至网络中的最后一个设备/最大设备计数。

一旦传输了所有分组，就可执行完整性检查序列以标识丢失分组。

图6示出了示例性完整性检查序列。参见图6，例如，一旦关于图5所描述的确定524指示最后一个分组已经传递至网络中的最后一个设备/最大设备计数，则可以由代理节点触发完整性检查序列600。对于完整性检查序列600，代理节点创建(602)令牌分组。一旦生成了令牌并且创建了令牌分组，代理节点就将该令牌分组传递至(604)下一设备(例如，A+1)。具有令牌的设备检查(606)其丢失分组的列表。例如，设备可以遍历其高速暂存中的分组序列，并且检查是否丢失任何分组。如果特定分组丢失，则该设备可以在列表中指示丢失分组。然后，具有令牌的设备发送(608)对丢失分组的请求。在一些情况下，与代理设备的通信指示丢失分组的数目，然后是那些分组的特定序列号。然后，代理设备可以发送特定的丢失分组以用于路由至请求丢失分组(例如，单播通信)的设备。一旦已经请求(并且接收到)所有丢失分组，令牌分组就传递(614)至下一设备。代理设备可以将令牌发送到序列中的下一设备。重复606、608、610、612和614的过程，直到确定(616)令牌分组在操作614中传递至最后一个设备。

在一些情况下，令牌从一个设备传递至另一设备，并且持有令牌的设备将顺序地向附近的设备询问丢失分组。这可以防止随机设备开始询问丢失分组。具有令牌分组的设备的响应将为单播。代理设备将维持令牌的超时。如果没有生成响应，则将重新生成该令牌并且发送到下一设备。

有利地，用户不需要停留在危险场所以更新网格网络上的电子设备。移动设备可以发起并且向代理节点(当前用作代理的任一个节点)完全传输映像/批数据。一旦代理接收到所有分组，用户就可以离开并且代理将开始顺序地一个接一个地传输分组。然而，因为接收特定分组的每个节点然后将其发送到所有其附近的节点以进行路由，所以网络有可能被消息淹没。

在某些具体实施中，计算分组之间的持续时间，使得网络不会被淹没。可以有多种技术用于减少淹没：

在一个具体实施中，在从代理节点被发送到网络的分组之间引入时间延迟。任何添加的时间延迟不会影响用户体验，因为没有对移动设备的依赖性。

在另一具体实施中，代理节点分组可一次传递至设备的优化计数(例如，每组20个设备)。在这个具体实施中，一旦第一组设备接收到数据，则下一组设备将传递该数据。

在又一具体实施中，可通过优化跳计数(也称为分组的生存时间)解决淹没。每当分组发送到另一节点时，跳计数可以递减，并且一旦跳计数达到零，则可以从网络丢弃该分组。

在一些情况下，可以使用这些具体实施的组合。

由于本文针对级联技术所描述的数据传输为单播，所以数据传输是可靠的，因为发送节点/设备被配置为等待响应。相反，当使用广播机制时，所有节点同时接收分组并且因此它们不发送确认，因此发送节点/设备不知道是否所有节点(或甚至哪些节点)接收到分组，并且有可能不是所有设备都将更新。

通过使用单播寻址数据传输，重试机制是可能的，这减少了错误。然而，如果使用广播数据传输，则并入了单播轮询方法，如关于图7所描述的，这减少了否则发生的错误。

图7示出了具有组传输的批数据传输方法。参见图7，到组中所有节点的批数据传输方法700可以开始于(710)移动设备，诸如与网格网络110中的代理设备通信的移动设备150。一旦作为代理设备160的第一节点即节点“A”从移动设备完全接收(720)固件映像/批数据，节点A就可以将该固件映像存储(730)到其高速暂存存储器中。节点A验证接收的固件映像为有效的映像/批数据。一旦代理设备即节点A向批数据的源(移动设备150)确认(740)其已经接收到整个映像/批数据，则节点A将通过向订户节点组逐分组地发布(760)映像/批数据开始(750)组传输。当每个分组在网格网络周围传输时，网格网络中的其他节点可以接收分组。在一些情况下，组传输包括经由网格网络中的下一可用节点从每个订户节点到网格网络的剩余节点的级联传输(诸如上文关于图3A和图3B所描述)。

调用用于消息输送的发布/订阅模型，其中节点生成消息并且其他节点订阅生成该消息的节点的地址，使得其他节点接收该消息。对于发送和接收的消息的单个事务，发送方将消息发布到地址(单播、组或虚拟地址)，并且订阅这个地址的接收方节点处理数据。节点可以发布和订阅单播、组和虚拟地址。

一旦传输了所有分组，节点A就执行每个订户节点的单播轮询(770)以标识任何丢失分组。然后，节点A向订户节点组重新发布(780)标识的丢失分组。标识的丢失分组传输到网格中的剩余节点。丢失一个那些标识的丢失分组的任一个剩余节点消耗该分组。即，可以执行每个订户节点的单播轮询以标识任何丢失分组；并且当从每个订户节点接收到任何标识的丢失分组时，可以向订户节点组重新发布标识的丢失分组。

作为具有组传输的批数据传输的方法的示例性具体实施，第一设备在每次广播/发布之间以T的时间延迟发布批数据的每个分组。时间延迟T基于消息行进通过整个网格所需的时间。即，第一设备向设备组(其已经订阅了这个发布地址)发布或广播批数据的第一分组。然后，在时间延迟T之后，第一设备发送下一分组。

一旦第一设备发送了所有分组，第一设备就轮询每个单独的设备以确认每个单独的设备是否已经接收到所有分组。第一设备可以使用单播轮询机制(一个接一个地)执行轮询。如果任何设备丢失了分组，则该设备用丢失分组的列表响应轮询请求。在将特定设备标记为故障之前将进行的最大重试次数存在限制。第一设备然后将由指示丢失分组的该设备指示的分组重新发送到所有设备作为发布消息。因此，如果网格中的任何其他设备也丢失了由第一设备重新发送的分组，则该其他设备将重新接收该分组并且消耗该分组。这可以进一步减少更新其他设备的时间，因为有可能在轮询设备之前在该设备处解决丢失分组。以类似的方式，第一设备将轮询剩余的设备并且发布丢失分组，直到所有设备接收到所有分组为止。

通过组传输方法可以提高批数据传输的速度，因为多个设备同时接收分组。此外，有利地，通过标识来自一个设备的丢失分组并且将丢失分组共享给所有设备(不仅是指示分组丢失的设备)的方法，有可能进一步提高更新速度。

由于传消息(分组从第一设备到其它设备/节点的传输)是基于广播的，所以传输方法将是快速的。另外，由于轮询是基于单播的，所以该方法也能够结合具有通信可靠性的优点。因此，组传输方法可以被认为是快速且可靠的。

尽管已经以特定于结构特征和/或动作的语言描述了主题，但是应当理解，在所附权利要求中限定的主题不必限于上述具体特征或动作。而是，上述具体特征和动作是作为实施权利要求的示例而公开的，并且其他等效特征和动作旨在处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种批数据传输方法，所述方法包括：

在网格网络中的代理设备处接收批数据；

在所述代理设备处存储所述批数据；

向所述批数据的源确认接收到所述批数据；

在确认接收到所述批数据之后，执行将所述批数据逐分组地传输到所述网格网络中的至少一个其他节点；以及

执行单播通信以标识丢失分组。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行将所述批数据逐分组地所述传输到所述网格网络中的至少一个其他节点包括执行将所述批数据逐分组地级联传输到所述网格网络中的下一可用节点，所述下一可用节点本身将接收的分组传递至其在所述网格网络中的下一可用节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中执行所述单播通信以标识丢失分组包括：在执行所述批数据的所述级联传输之后，通过以下步骤向所述网格网络中的每个节点提供任何丢失分组：

创建令牌分组；以及

将所述令牌分组从所述代理设备传递至所述网格网络中的所述下一可用节点，接收所述令牌分组的每个节点检查是否存在任何丢失分组，并且用对丢失分组的请求响应所述代理设备，所述代理设备响应于对所述丢失分组的所述请求而将所述丢失分组重新发送到所述节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述令牌分组由所述代理设备传递至所述网格网络中的每个下一可用节点。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述令牌分组从所述网格网络中的一个节点传递至另一节点，具有所述令牌分组的所述节点顺序地向附近的节点询问丢失分组。

6.根据权利要求2所述的方法，其中在所述级联传输期间，节点之间的通信，包括所述代理设备与所述下一可用节点之间的通信，为单播。

7.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：在执行所述批数据的所述级联传输之前，将空中(OTA)命令传递至所述下一可用节点，以引导所述下一可用节点进入OTA模式并且将所述OTA命令传递至其下一可用节点。

8.根据权利要求1所述的方法，其中执行将所述批数据逐分组地所述传输到所述网格网络中的至少一个其他节点包括所述代理设备向所述网格网络中的订户节点组逐分组地发布所述批数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中执行所述单播通信以标识丢失分组包括：

在执行将所述批数据逐分组地所述传输之后，由所述代理设备执行每个订户节点的单播轮询以标识任何丢失分组；以及

在从每个订户节点接收到任何标识的丢失分组时，由所述代理设备向所述订户节点组重新发布所述标识的丢失分组。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述网格网络为低能耗网络。