基于WISUN通讯技术的组网方法、网络和传输方法技术

本发明专利技术涉及物联网通信领域。基于WISUN通讯技术的组网方法、网络和传输方法，包括如下步骤：二级网络节点将与其位于同一网络的中继设备Repeater的IP地址作为上行数据的目标地址，构造报文，进行数据上传，在二级网络内，每个节点负责对该报文进行转发，最终由对应的中继设备Repeater接收；中继设备Repeater接收到该报文后，将其目的地址替换为对应的无线接入点AP地址，继续向上传输；无线接入点AP接收报文后完成数据传输。本发明专利技术可以提供两级不同速率的调频方式，一级网络使用高速无线调频技术，二级网络使用低速调频，最大限度的利用网络资源，根据现场环境的需要灵活部署。

Networking method, network and transmission method based on wisun communication technology

【技术实现步骤摘要】
基于WISUN通讯技术的组网方法、网络和传输方法
本专利技术涉及物联网通信领域，尤其是涉及一种基于WISUN无线通讯技术的组网方法、利用该组网方法建立的网络、以及利用该网络进行数据传输的方法。
技术介绍
物联网的全网IP化解决方案，因基于IP协议的高可靠性，安全性，开发互联和易拓展等特点，逐渐被各大厂商认可和推广。其中，WISUN(WirelessSmartUtilityNetwork，也称Wi-SUN，运行在920MHz频段，具备极佳的穿透力)无线通讯技术由于其对IP协议支持良好，功耗低和网速高等特性，成为底层通讯技术最好的选择。但由于物联网全网IP化的解决方案动辄十几万甚至几十万接入点的网络规模，传统模块的硬件性能已很难满足其需求，提升模块硬件又意味着极高的硬件成本，导致目前市场上WISUN通讯模块的价格昂贵，维护费用极高成为普遍现象。例如传统的DCU(DataConcentrateUint)组网方案，WISUN主模块会使用大量的内存芯片去存储数以万计从节点的路由信息和邻居列表，使用高频CPU用于路由计算和路由选择，用于支撑庞大的全网IP化的网络体系。同时，因为要支持大量的网络节点的路由，导致每个从模块都需要有较大的硬件内存和较强的CPU运算能力，会导致元器件方面的成本大量增加，另一方面，大量的路由对软件算法的要求极高，同时也增加了软件框架的研发和调试成本，导致该方案最终很难被客户接受。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于WISUN无线通讯技术的组网方法，以及利用该方法组建的网络，能够在不扩大原有模块硬件资源的基础上，扩大WISUN无线通讯网络容量。本专利技术的另一目的在于提供一种基于前述网络的数据传输方法。这种基于WISUN无线通讯技术的组网方法，具体包括以下步骤：S1：在不扩大原有模块硬件资源的基础上，每一个主节点root1,root2…rootN各自与其从节点组成以下相互独立的网络network1，network2…networkN；其中N为主节点总数；如果每个独立的网络内部支持一千个节点的容量，则整个网络容量有十万节点之多；通过将多个独立的网络组织在一起，可以形成一个可容纳几十万节点的大型网络，总量已经满足大多数物联网全网IP化的解决方案支持的最大节点个数；S2：将主节点root1与无线接入点AP(AccessPoint)直接相连，并且将主节点root1所在的网络network1定义为一级网络，其余主节点root2,root3…rootN所在的独立网络network2，network3…networkN定义为二级网络；独立的小型网络各自维护内部路由，将整个路由运算的压力分散，减少主节点的路由运算压力；S3：将一级网络的从节点中的叶子节点与二级网络的主节点相连，形成多个单独的中继设备Repeater，将相互独立的各网络连成一个整体；每个中继设备Repeater负责自己所在网络(包括末端节点和无线接入点AP间所有与该中继设备Repeater直接或间接通讯的节点，也包括所述末端节点和无线接入点AP)内所有路由的维护和数据转发，并且各个中继设备Repeater之间相互独立，最大限度减少各个主节点的内存和CPU开销(不需要大容量内存和高性能CPU等硬件作为支持，可以大量减少模块的成本)；一个大型的网络由多个各自独立的小型网络组成，现场部署更加灵活和便捷；S4：将所有的中继设备Repeater注册到主节点root1上；对于主节点root1，仅管理和维护一级网络network1内部各中继设备Repeater的路由，不涉及其他网络的路由，大量减少主节点的路由存储，加快主节点的路由计算，快速响应网络变化；主节点root1负责将任何发给二级网络节点的数据进行路由指导，并分配给每个中继设备Repeater；S5：注册成功后，主节点root1给每个中继设备Repeater分配一个独立的IP地址，作为各中继设备Repeater接收数据的地址；S6：每个中继设备Repeater获得自己的IP地址后，开始向自己负责的网络区域广播注册信息(主要是二级网络中的各从节点，也可以直接向末端节点广播)；区域内的从节点收到该注册信息后，注册到对应的中继设备Repeater上；和主节点root1相似，每个中继设备Repeater也只负责记录自己所在的网络内部的路由，不记录其他中继设备Repeater所在网络的内部节点的路由，大量减少主节点的路由存储，加快主节点的路由计算，快速响应网络变化，完成整个网络的注册；S7：当区域内的从节点终端节点向中继设备Repeater注册完成并且获得自己的IP地址后，中继设备Repeater向无线接入点AP上报终端节点所述从节点的报注册信息，无线接入点AP通过注册信息建立映射二级网络和一级网络的路由关系相应的隧道列表。对于与各中继设备Repeater位于同一二级网络内的从节点，其IP地址与该中继设备Repeater位于同网段；所述隧道表可以由多种方式去建立，核心作用就是映射二级网络和一级网络的路由关系。作为优选，所述无线接入点AP为全网统一的管理和维护点；通过以太网接口(Ethernet)与支持高速无线通信的主节点root1相连。作为优选，所述中继设备Repeater由两个节点连接而成，其中一个节点为一级网络的叶子节点，负责一级网络内数据的收发，另外一个节点为二级网络的主节点，作为二级网络的接入设备，负责节点路由的维护。作为优选，所述主节点root1负责所有中继设备repeater的接入和路由管理，根据硬件资源内容，可以支持100个左右的中继设备repeate。本专利技术网络组建完成后，当有下行数据时：主节点root1会把数据发送给对应的中继设备Repeater，中继设备Repeater拿到数据后，根据自身记录的路由信息，将数据发送给对应的节点；具体为：无线接入点AP根据前述隧道表，构造IP-in-IP类型的报文，并将报文通过主节点root1发送出去；在一级网络network1内部，各节点根据该报文的外层IP地址，将报文发送给对应的中继设备Repeater；中继设备Repeater收到报文后，判断该报文的目标地址是否为自己；如是，则数据传输结束；如否，且目标地址与自己的IP地址位于同一网段，则将外层的IP报头剥去，获得内部真实目标IP地址；通过二级网络的节点层层转发，最后把该报文发送给对应的节点。当有上行数据时：发送数据的从节点将数据上报给与自己位于同一网络的中继设备Repeater，中继设备Repeater拿到数据后再通过主节点root1发送给无线接入点AP；具体为：二级网络节点将与其位于同一网络的中继设备Repeater的IP地址作为上行数据的目标地址，构造报文，进行数据上传，在二级网络内，每个节点负责对该报文进行转发，最终由对应的中继设备Repeater接收；中继设备Repeater接收到该报文后，将其目的地址替换为对应的无线接入点AP地址，继续向上传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于WISUN无线通讯技术的组网方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/nS1：每一个主节点root1,root2…rootN各自与其从节点组成以下相互独立的网络network1，network2…networkN；其中N为主节点总数；/nS2：将主节点root1与无线接入点AP直接相连，并且将主节点root1所在的网络network1定义为一级网络，其余主节点root2,root3…rootN所在的独立网络network2，network3…networkN定义为二级网络；/nS3：将一级网络的从节点中的叶子节点与二级网络的主节点相连，形成多个单独的中继设备Repeater，将相互独立的各网络连成一个整体；每个中继设备Repeater负责自己所在网络内所有路由的维护和数据转发，并且各个中继设备Repeater之间相互独立；/nS4：将所有的中继设备Repeater注册到主节点root1上；/nS5：注册成功后，主节点root1给每个中继设备Repeater分配一个独立的IP地址，作为各中继设备Repeater接收数据的地址；/nS6：每个中继设备Repeater获得自己的IP地址后，开始向自己负责的网络区域广播注册信息；区域内的从节点收到该注册信息后，注册到对应的中继设备Repeater上，完成整个网络的注册；/nS7：当区域内的从节点向中继设备Repeater注册完成并且获得自己的IP地址后，中继设备Repeater向无线接入点AP上报所述从节点的注册信息，无线接入点AP通过注册信息建立映射二级网络和一级网络的路由关系的隧道列表。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于WISUN无线通讯技术的组网方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：每一个主节点root1,root2…rootN各自与其从节点组成以下相互独立的网络network1，network2…networkN；其中N为主节点总数；
S2：将主节点root1与无线接入点AP直接相连，并且将主节点root1所在的网络network1定义为一级网络，其余主节点root2,root3…rootN所在的独立网络network2，network3…networkN定义为二级网络；
S3：将一级网络的从节点中的叶子节点与二级网络的主节点相连，形成多个单独的中继设备Repeater，将相互独立的各网络连成一个整体；每个中继设备Repeater负责自己所在网络内所有路由的维护和数据转发，并且各个中继设备Repeater之间相互独立；
S4：将所有的中继设备Repeater注册到主节点root1上；
S5：注册成功后，主节点root1给每个中继设备Repeater分配一个独立的IP地址，作为各中继设备Repeater接收数据的地址；
S6：每个中继设备Repeater获得自己的IP地址后，开始向自己负责的网络区域广播注册信息；区域内的从节点收到该注册信息后，注册到对应的中继设备Repeater上，完成整个网络的注册；
S7：当区域内的从节点向中继设备Repeater注册完成并且获得自己的IP地址后，中继设备Repeater向无线接入点AP上报所述从节点的注册信息，无线接入点AP通过注册信息建立映射二级网络和一级网络的路由关系的隧道列表。


2.根据权利要求1所述的基于WISUN无线通讯技术的组网方法，其特征在于，所述无线接入点AP为全网统一的管理和维护点，通过以太网接口与支持高速无线通信的主节点root1相连。


3.根据权利要求1所述的基于WISUN无线通讯技术的组网方法，其特征在于，所述中继设备Repeater由两个节点连接而成，其中一个节点为一级网络的叶子节点，负责一级网络内数据的收发，另外一个节点为二级网络的主节点，作为二级网络的接入设备，负责节点路由的维护。


4.根据权利要求1所述的基于WISUN无线通讯技术的组网方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，王刚，刘光跃，张建超，王智，周海波，李材辉，阮惠祥，
申请(专利权)人：杭州海兴电力科技股份有限公司，宁波恒力达科技有限公司，南京海兴电网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33