專利名稱：廣播無線網絡的組網和數據通訊方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廣播無線網絡的組網和數據通訊方法，屬于無線數據通訊領域。
背景技術：
無線技術在各個行業(yè)的應用日益廣泛，要求也在不斷提高。為了滿足客戶的需求，各種無線網絡都應運而生。但是目前市場上使用無線網絡通常具有以下缺點1、技術復雜，不容易實現；2、組網速度慢；3、網絡路徑維護復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決現有技術中存在的問題，提供一種組網過程簡單、速度快，且不需要進行網絡路徑維護，技術上簡單易行的廣播無線網絡的組網和數據通訊方法。本發(fā)明是這樣實現的一種廣播無線網絡的組網方法，其特征在于包括由一個中心節(jié)點和多個子節(jié)點構成的廣播網絡，所述中心節(jié)點中存儲有所有子節(jié)點的地址檔案，所述各子節(jié)點的地址唯一，所述中心節(jié)點的地址唯一；所述中心節(jié)點與子節(jié)點的組網步驟包括
1)所述中心節(jié)點上電，檢查組網的子節(jié)點的數量和個子節(jié)點的地址檔案，并通過無線同步廣播的方法，將子節(jié)點的地址檔案和參數分組并作為組網指令向網內廣播；
2)所述子節(jié)點上電，等待接收組網指令；節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，將自身的地址與廣播的地址檔案進行對比，如果有相同的地址，記錄廣播參數，標記為入網； 3)中心節(jié)點將包含有地址檔案的組網指令全部廣播一遍后停止，組網結束。步驟I中，所述中心節(jié)點將組網指令向網內廣播時，首先將地址檔案分成M個一組，劃分成N組，其中M表示每組中的地址檔案的個數，N表示被分組的地址檔案組的總數，然后廣播發(fā)送第一條組網指令，組網指令包括網絡參數和第一組地址檔案；隨后設定延時時間，在延時時間過后，廣播發(fā)送第二條組網指令，直到廣播發(fā)送完第N條組網指令。步驟2中，所述子節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，首先檢查組網指令包含的數據是否正確，若數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的組網指令；
若數據正確，判斷是否已經轉發(fā)過；如果已經轉發(fā)過，則放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的組網指令；如果沒有轉發(fā)過，則轉發(fā)該組網指令，轉發(fā)完畢后，將自身的地址與組網指令中的地址檔案進出對比，若有相同地址，記錄該組網指令中的參數信息，并配置在子節(jié)點中使用，子節(jié)點入網完成。組網過程中，當一部分子節(jié)點上電，另一部分子節(jié)點斷電，在組網完成時，只有上電的一部分子節(jié)點組網成功，這時，將原來斷電的另一部分子節(jié)點上電，該部分新上電的子節(jié)點即為新增子節(jié)點，所述新增子節(jié)點與中心節(jié)點的組網過程為
中心節(jié)點在組網完成后，按照子節(jié)點地址檔案向所有子節(jié)點用通訊指令都通訊一遍，組網成功的子節(jié)點通訊成功，沒有組網的子節(jié)點會通訊失?。蝗舭l(fā)現有通訊失敗的子節(jié)點，將通訊失敗的子節(jié)點的地址檔案和網絡數據組合，廣播發(fā)送組網指令；新增子節(jié)點接收到組網指令后，廣播轉發(fā)，對比地址檔案，相符則記錄并設置參數，入網完成。在組網完成后，中心節(jié)點的網絡參數發(fā)生變更或子節(jié)點的地址檔案增加或減少時，中心節(jié)點必須將網絡參數或子節(jié)點的變更信息通知到各個子節(jié)點，方法如下中心節(jié)點發(fā)現網絡參數變更時，向全網廣播發(fā)送網絡參數變更指令，通知已經組網的子節(jié)點，變更網絡參數；中心節(jié)點發(fā)現子節(jié)點的地址檔案增加時，不進行處理，新增地址檔案按照新增子節(jié)點入網處理；中心節(jié)點發(fā)現地址檔案部分刪除時，將地址檔案刪除部分通過全網廣播發(fā)送離網指令通知到需要離網的子節(jié)點；子節(jié)點收到參數變更指令時，記錄并按照變更內容重新設置即可；子節(jié)點收到離網指令時，地址相符的子節(jié)點，將恢復出廠默認設置，離開網絡；所述網絡參數包括中心節(jié)點的工作信道、工作模式或網絡標識(PANID)中的任意一種或多種。所述子節(jié)點在判斷接收到的組網指令是否轉發(fā)過的依據是組網指令所包含的序號和網絡標識。一種如上所述的廣播無線網絡的數據通訊方法，其特征在于在中心節(jié)點需要與網內子節(jié)點進行數據通訊時，中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法將目的地址和通訊數據在全網內廣播；子節(jié)點收到通訊數據后，比對目的地址與自身地址，若地址不同，繼續(xù)廣播；若地址相同，等待兩個廣播周期后，子節(jié)點同樣通過無線同步廣播方法將回復信息在全網廣播，中心節(jié)點收到回復信息，本次數據通訊成功。具體步驟為
A.中心節(jié)點中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法廣播通訊指令，該通訊指令包含目的子節(jié)點地址；通訊指令發(fā)送完畢后，等待子節(jié)點回復應答；如果在一個規(guī)定的時間內，收到目的子節(jié)點的回復應答，通訊成功；如果在一個規(guī)定的時間內沒有收到回復應答，此次通訊失敗，重復廣播通訊指令，該次廣播的序號加1，如果重復廣播3次，仍然沒有收到目標子節(jié)點的回復應答，則此次通訊失敗；
B.子節(jié)點子節(jié)點收到來自中心`節(jié)點的通訊指令后，首先檢查通訊指令所包含的數據是否正確；如果數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的數據；如果數據正確，判斷該數據是否已經轉發(fā)；如果已經轉發(fā)，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果沒有轉發(fā)，廣播轉發(fā)該通訊指令，并判斷子節(jié)點自身的地址是否和通訊指令中包含的目的地址相符，如果不符，放棄通訊指令，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果相符，等待規(guī)定時間后，向中心節(jié)點廣播發(fā)送回復應答信息，回復應答指令格式與通訊指令相同。本發(fā)明的有益效果是技術上容易實現；組網簡單，速度快；不需要進行路徑維護；網絡實現所需硬件資源小，降低硬件成本。


圖1是本發(fā)明中心節(jié)點組網流程圖。圖2是本發(fā)明自節(jié)點入網流程圖。圖3是本發(fā)明中心節(jié)點發(fā)送通訊指令流程圖。圖4是本發(fā)明子節(jié)點接收通訊指令流程圖。
具體實施例方式根據圖1、圖2，本發(fā)明廣播無線網絡的組網方法，包括由一個中心節(jié)點和多個子節(jié)點構成的廣播網絡，所述中心節(jié)點中存儲有所有子節(jié)點的地址檔案，所述各子節(jié)點的地址唯一，所述中心節(jié)點的地址唯一。所述子節(jié)點數量為f65535個。所述中心節(jié)點和子節(jié)點的位置根據通訊距離可分為多層，中心節(jié)點是網絡的中心，主動發(fā)起組網、新增節(jié)點組網、網絡參數或地址檔案變更的通知、通訊。子節(jié)點被動等待接收來自中心節(jié)點的組網、通訊等指令。一、組網所述中心節(jié)點與子節(jié)點的組網步驟包括
I)所述中心節(jié)點上電，進行網絡參數配置，包括網絡標識(PANID)、信道等，然后檢查組網的子節(jié)點的數量和個子節(jié)點的地址檔案，將地址檔案分成M個一組，劃分成N組，其中M表示每組中的地址檔案的個數，N表示被分組的地址檔案組的總數，然后通過無線同步廣播的方法將子節(jié)點的地址檔案和參數作為組網指令按照分組順序向網內廣播先發(fā)送第一條組網指令，組網指令包括網絡參數和第一組地址檔案；隨后設定延時時間，在延時時間過后，廣播發(fā)送第二條組網指令，直到廣播發(fā)送完第N條組網指令。2)所述子節(jié)點上電，等待接收組網指令；所述子節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，首先檢查組網指令包含的數據是否正確，若數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的組網指令；
若數據正確，判斷是否已經轉發(fā)過；如果已經轉發(fā)過，則放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的組網指令；如果沒有轉發(fā)過，則轉發(fā)該組網指令，轉發(fā)完畢后，將自身的地址與組網指令中的地址檔案進出對比，若有相同地址，記錄該組網指令中的參數信息，并配置在子節(jié)點中使用，子節(jié)點入網完成。所述子節(jié)點在判斷接收到的組網指令是否轉發(fā)過的依據是組網指令所包含的序號和網絡標識。3)中心節(jié)點將包含有地址檔案的組網指令全部廣播一遍后停止，組網結束。

二、新增子節(jié)點組網在組網過程中，當一部分子節(jié)點上電，另一部分子節(jié)點斷電，在組網完成時，只有上電的一部分子節(jié)點組網成功，這時，將原來斷電的另一部分子節(jié)點上電，該部分新上電的子節(jié)點即為新增子節(jié)點，所述新增子節(jié)點與中心節(jié)點的組網過程為
中心節(jié)點在組網完成后，按照子節(jié)點地址檔案向所有子節(jié)點用通訊指令都通訊一遍，組網成功的子節(jié)點通訊成功，沒有組網的子節(jié)點會通訊失??；若發(fā)現有通訊失敗的子節(jié)點，將通訊失敗的子節(jié)點的地址檔案和網絡數據組合，廣播發(fā)送組網指令；新增子節(jié)點接收到組網指令后，廣播轉發(fā)，對比地址檔案，相符則記錄并設置參數，入網完成。三、網絡參數或子節(jié)點檔案變更在組網完成后，中心節(jié)點的網絡參數發(fā)生變更或子節(jié)點的地址檔案增加或減少時，中心節(jié)點必須將網絡參數或子節(jié)點的變更信息通知到各個子節(jié)點，方法如下中心節(jié)點發(fā)現網絡參數變更時，向全網廣播發(fā)送網絡參數變更指令，通知已經組網的子節(jié)點，變更網絡參數；中心節(jié)點發(fā)現子節(jié)點的地址檔案增加時，不進行處理，新增地址檔案按照新增子節(jié)點入網處理；中心節(jié)點發(fā)現地址檔案部分刪除時，將地址檔案刪除部分通過全網廣播發(fā)送離網指令通知到需要離網的子節(jié)點；子節(jié)點收到參數變更指令時，記錄并按照變更內容重新設置即可；子節(jié)點收到離網指令時，地址相符的子節(jié)點，將恢復出廠默認設置，離開網絡；所述網絡參數包括中心節(jié)點的工作信道、工作模式或網絡標識(PANID)中的任意一種或多種。四、通訊根據圖3、圖4，本發(fā)明在中心節(jié)點需要與網內子節(jié)點進行數據通訊時，中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法將目的地址和通訊數據在全網內廣播；子節(jié)點收到通訊數據后，比對目的地址與自身地址，若地址不同，繼續(xù)廣播；若地址相同，等待兩個廣播周期后，子節(jié)點同樣通過無線同步廣播方法將回復信息在全網廣播，中心節(jié)點收到回復信息，本次數據通訊成功。具體步驟為
A.中心節(jié)點中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法廣播通訊指令，該通訊指令包含目的子節(jié)點地址；通訊指令發(fā)送完畢后，等待子節(jié)點回復應答；如果在一個規(guī)定的時間內，收到目的子節(jié)點的回復應答，通訊成功；如果在一個規(guī)定的時間內沒有收到回復應答，此次通訊失敗，重復廣播通訊指令，該次廣播的序號加1，如果重復廣播3次，仍然沒有收到目標子節(jié)點的回復應答，則此次通訊失??；
B.子節(jié)點子節(jié)點收到來自中心節(jié)點的通訊指令后，首先檢查通訊指令所包含的數據是否正確；如果數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的數據；如果數據正確，判斷該數據是否已經轉發(fā)；如果已經轉發(fā)，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果沒有轉發(fā)，廣播轉發(fā)該通訊指令，并判斷子節(jié)點自身的地址是否和通訊指令中包含的目的地址相符，如果不符，放棄通訊指令，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果相符，等待規(guī)定時間后，向中心節(jié)點廣播發(fā)送回復應答信息，回復應答指令格式與通訊指令相同。本發(fā)明中應用的信 道分為公用信道和工作信道。所述公用信道是指，子節(jié)點和中心節(jié)點出廠默認的信道，未組網的子節(jié)點全部都在該公用信道上等待組網。所述工作信道是指，中心節(jié)點指定的通訊 信道，組網結束后，網絡內的全部節(jié)點在該信道上通訊。所述組網指令在公用信道上發(fā)送，所述通訊指令、離網指令、參數變更指令分別在工作信道上發(fā)送。本發(fā)明中所述的“無線同步廣播”為現有技術，是指多個節(jié)點在收到同樣的無線數據后，進行同時無線向外廣播發(fā)送的方法。
權利要求
1.一種廣播無線網絡的組網方法，其特征在于包括由一個中心節(jié)點和多個子節(jié)點構成的廣播網絡，所述中心節(jié)點中存儲有所有子節(jié)點的地址檔案，所述各子節(jié)點的地址唯一， 所述中心節(jié)點的地址唯一；所述中心節(jié)點與子節(jié)點的組網步驟包括所述中心節(jié)點上電，檢查組網的子節(jié)點的數量和個子節(jié)點的地址檔案，并通過無線同步廣播的方法，將子節(jié)點的地址檔案和參數分組并作為組網指令向網內廣播；所述子節(jié)點上電，等待接收組網指令；節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，將自身的地址與廣播的地址檔案進行對比，如果有相同的地址，記錄廣播參數，標記為入網；中心節(jié)點將包含有地址檔案的組網指令全部廣播一遍后停止，組網結束。
2.根據權利要求1所述的廣播無線網絡的組網方法，其特征在于步驟I中，所述中心節(jié)點將組網指令向網內廣播時，首先將地址檔案分成M個一組，劃分成N組，其中M表示每組中的地址檔案的個數，N表示被分組的地址檔案組的總數，然后廣播發(fā)送第一條組網指令，組網指令包括網絡參數和第一組地址檔案；隨后設定延時時間，在延時時間過后，廣播發(fā)送第二條組網指令，直到廣播發(fā)送完第N條組網指令。
3.根據權利要求1所述的廣播無線網絡的組網方法，其特征在于步驟2中，所述子節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，首先檢查組網指令包含的數據是否正確，若數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的組網指令；若數據正確，判斷是否已經轉發(fā)過；如果已經轉發(fā)過，則放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)， 等待接收新的組網指令；如果沒有轉發(fā)過，則轉發(fā)該組網指令，轉發(fā)完畢后，將自身的地址與組網指令中的地址檔案進出對比，若有相同地址，記錄該組網指令中的參數信息，并配置在子節(jié)點中使用，子節(jié)點入網完成。
4.根據權利要求1所述的廣播無線網絡的組網方法，其特征在于組網過程中，當一部分子節(jié)點上電，另一部分子節(jié)點斷電，在組網完成時，只有上電的一部分子節(jié)點組網成功，這時，將原來斷電的另一部分子節(jié)點上電，該部分新上電的子節(jié)點即為新增子節(jié)點，所述新增子節(jié)點與中心節(jié)點的組網過程為中心節(jié)點在組網完成后，按照子節(jié)點地址檔案向所有子節(jié)點用通訊指令都通訊一遍， 組網成功的子節(jié)點通訊成功，沒有組網的子節(jié)點會通訊失敗；若發(fā)現有通訊失敗的子節(jié)點， 將通訊失敗的子節(jié)點的地址檔案和網絡數據組合，廣播發(fā)送組網指令；新增子節(jié)點接收到組網指令后，廣播轉發(fā)，對比地址檔案，相符則記錄并設置參數，入網完成。
5.根據權利要求1或4所述的廣播無線網絡的組網方法，其特征在于在組網完成后，中心節(jié)點的網絡參數發(fā)生變更或子節(jié)點的地址檔案增加或減少時，中心節(jié)點必須將網絡參數或子節(jié)點的變更信息通知到各個子節(jié)點，方法如下中心節(jié)點發(fā)現網絡參數變更時， 向全網廣播發(fā)送網絡參數變更指令，通知已經組網的子節(jié)點，變更網絡參數；中心節(jié)點發(fā)現子節(jié)點的地址檔案增加時，不進行處理，新增地址檔案按照新增子節(jié)點入網處理；中心節(jié)點發(fā)現地址檔案部分刪除時，將地址檔案刪除部分通過全網廣播發(fā)送離網指令通知到需要離網的子節(jié)點；子節(jié)點收到參數變更指令時，記錄并按照變更內容重新設置即可；子節(jié)點收到離網指令時，地址相符的子節(jié)點，將恢復出廠默認設置，離開網絡；所述網絡參數包括中心節(jié)點的工作信道、工作模式或網絡標識中的任意一種或多種。
6.根據權利要求3所述的廣播無線網絡的組網方法，其特征在于所述子節(jié)點在判斷接收到的組網指令是否轉發(fā)過的依據是組網指令所包含的序號和網絡標識。
7.—種如權利要求1所述的廣播無線網絡的數據通訊方法，其特征在于在中心節(jié)點需要與網內子節(jié)點進行數據通訊時，中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法將目的地址和通訊數據在全網內廣播；子節(jié)點收到通訊數據后，比對目的地址與自身地址，若地址不同，繼續(xù)廣播；若地址相同，等待兩個廣播周期后，子節(jié)點同樣通過無線同步廣播方法將回復信息在全網廣播，中心節(jié)點收到回復信息，本次數據通訊成功。
8.根據權利要求7所述的廣播無線網絡的數據通訊方法，其特征在于具體步驟為A.中心節(jié)點中心節(jié)點通過無線同步廣播的方法廣播通訊指令，該通訊指令包含目的子節(jié)點地址；通訊指令發(fā)送完畢后，等待子節(jié)點回復應答；如果在一個規(guī)定的時間內，收到目的子節(jié)點的回復應答，通訊成功；如果在一個規(guī)定的時間內沒有收到回復應答，此次通訊失敗，重復廣播通訊指令，該次廣播的序號加I，如果重復廣播3次，仍然沒有收到目標子節(jié)點的回復應答，則此次通訊失??；B.子節(jié)點子節(jié)點收到來自中心節(jié)點的通訊指令后，首先檢查通訊指令所包含的數據是否正確；如果數據不正確，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的數據；如果數據正確，判斷該數據是否已經轉發(fā)；如果已經轉發(fā)，放棄數據，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果沒有轉發(fā)，廣播轉發(fā)該通訊指令，并判斷子節(jié)點自身的地址是否和通訊指令中包含的目的地址相符，如果不符，放棄通訊指令，繼續(xù)處于接收狀態(tài)，等待接收新的通訊指令；如果相符，等待規(guī)定時間后，向中心節(jié)點廣播發(fā)送回復應答信息，回復應答指令格式與通訊指令相同。
全文摘要
本發(fā)明為一種廣播無線網絡的組網和數據通訊方法。所述組網方法包括如下步驟1)中心節(jié)點上電，檢查組網的子節(jié)點的數量和個子節(jié)點的地址檔案，并通過無線同步廣播的方法，將子節(jié)點的地址檔案和參數分組并作為組網指令向網內廣播；2)子節(jié)點上電，等待接收組網指令；節(jié)點收到來自中心節(jié)點廣播的組網指令后，將自身的地址與廣播的地址檔案進行對比，如果有相同的地址，記錄廣播參數，標記為入網；3)中心節(jié)點將包含有地址檔案的組網指令全部廣播一遍后停止，組網結束。本發(fā)明的優(yōu)點是技術上容易實現；組網簡單，速度快；不需要進行路徑維護；網絡實現所需硬件資源小，降低硬件成本。
文檔編號H04W4/06GK103052032SQ201210568820
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者孟繁鼎, 聶光義 申請人:上海桑銳電子科技有限公司