一种无线自组网多对一数据上报的方法和组网系统技术方案

本发明专利技术提供一种无线自组网多对一数据上报的方法和组网系统，基于一个汇聚节点和多个终端节点组成的组网系统，所述汇聚节点的信号覆盖所有的终端节点，所述方法包括如下步骤：汇聚节点发出报数指令；终端节点收到报数指令后，按终端节点的ID顺序逐个报数；报数结束，汇聚节点感知到了全部直连终端节点和部分次连终端节点的存在，将收集到的直连终端节点信息广播出去。本发明专利技术的有益效果在于：具有组网快、网络状态可控度高及降低功耗的优点。网络状态可控度高及降低功耗的优点。网络状态可控度高及降低功耗的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种无线自组网多对一数据上报的方法和组网系统


[0001]本专利技术涉及通信
，特别是一种无线自组网多对一数据上报的方法和组网系统。

技术介绍

[0002]现有技术每个终端发射前都消耗一定时间监听信道上是否有其它终端已经在发射，随着终端数量增加，必须拉长随机退避的监听时间，以便尽量避免发生冲突。这种方案主要的问题是信道利用率低，传输效率低下。为了尽量避免多终端同时发射产生碰撞，现有技术一般采用CSMA+随机退避的方式。无线网络的终端节点采集到数据，经过逐级转发，将数据上报到某个汇聚节点。这种多对一无线级联组网的网络形态，当终端节点数量较大的情况下，会出现组网过程中及多终端上报时发射冲突的问题。

技术实现思路

[0003]根据现有技术的缺陷，提出一种无线自组网多对一数据上报的方法和组网系统，具有组网快、网络状态可控度高和降低功耗的特点。是通过如下技术方案实现的。
[0004]一种无线自组网多对一数据上报的方法，基于由一个汇聚节点和多个终端节点组成的组网系统，所述汇聚节点的信号覆盖所有的终端节点，所述方法包括如下步骤：
[0005]所述汇聚节点发出报数指令；
[0006]所述终端节点收到报数指令后，按终端节点的ID顺序逐个报数；
[0007]报数结束，所述汇聚节点感知到了全部直连的终端节点和部分次连的终端节点的存在，将收集到的直连的终端节点信息广播出去。
[0008]进一步的，所述终端节点收听报数时，感知到相邻的终端节点；报数时，把相邻的终端节点广播出去。r/>[0009]进一步的，所述终端节点在接收到报数指令后，根据自己的ID计算出时隙号，在相应的时隙到来时，发送报数响应帧。
[0010]进一步的，所述汇聚节点广播与其直连的终端节点信息。
[0011]进一步的，还包括解决数据上报过程中传统自由竞争方式发射冲突的方法，步骤如下：
[0012]所述汇聚节点发起对第一终端节点的上拉指令；
[0013]所述第一终端节点执行数据上报，第二终端节点作为路由转发第一终端节点的数据；
[0014]所述汇聚节点确认数据接收。
[0015]进一步的，所述第一终端节点的上拉周期到达后，所述汇聚节点发起对第一终端节点的上拉，并为其分配若干个连续的指定时隙；
[0016]所述第一终端节点使用所述指定时隙上报数据，并指定第二终端节点为其路由节点；
[0017]所述第二终端节点使用指定时隙转发数据；
[0018]所述汇聚节点接收到数据后发送确认。
[0019]进一步的，还包括加速汇聚节点对终端节点的感知，步骤如下：
[0020]所述终端节点在发送数据上报帧的同时携带推送字段，把未被感知的相邻的终端节点推送给汇聚节点；
[0021]当数据上报帧被送达汇聚节点时，所述汇聚节点随即感知到该终端节点的存在，为其分配指定的时隙用于数据上报，所述终端节点随即退出自由竞争。
[0022]一种无线自组网多对一数据上报的组网系统，所述组网系统是由一个汇聚节点和多个终端节点组成，所述汇聚节点接收终端节点上报的数据，近端的终端节点直接发送数据到汇聚节点，而远端的终端节点发送的数据需要经过相邻的终端节点的转发到达汇聚节点。
[0023]进一步的，所述汇聚节点配备大功率无线通信模块，信号覆盖到所有终端节点；所述终端节点配备低功率无线通信模块，信号覆盖范围小，且每个终端节点信号覆盖范围的半径相同。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]组网速度快：利用报数机制各节点可以快速获得与周边节点的拓扑结构，从而快速获得到达汇聚节点的路由。
[0026]信道利用率高：指定时隙的发射不需要随机退避，数据上报效率高，速度快；指定终端节点不占用自由时隙，减小了自由时隙发射碰撞的可能性，自由终端节点需要更少的随机退避时间，信道利用率更高。
[0027]网络冲突收敛：随着越来越多的终端节点成为指定终端节点，参与自由竞争的自由终端节点数量越来越少，网络冲突呈现收敛的趋势。
[0028]传输可靠性高：指定时隙不会产生发射碰撞，保障了传输的高可靠性。
[0029]数据上报的周期可控：指定终端节点的上报周期由汇聚节点统一控制。
[0030]节省功耗：发射碰撞的可能性减小，可减少无效发射，降低节点的功耗。
附图说明
[0031]图1为本专利技术组网系统结构图。
[0032]图2是本专利技术实施例的组网系统结构图。
[0033]图3为本专利技术实施例的汇聚节点报数机制流程示意图。
[0034]图4为本专利技术实施例的汇聚节点上拉机制流程示意图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0036]一种无线自组网多对一数据上报的组网系统，组网系统是由一个汇聚节点和多个终端节点组成，所述汇聚节点接收终端节点上报的数据，所述汇聚节点的信号覆盖到所有终端节点；远端的终端节点发送的数据需要经过相邻的终端节点的转发到达汇聚节点。
[0037]组网系统采用汇聚节点与终端节点不对等信号覆盖、终端节点之间对等信号覆盖
的特点进行组网。汇聚节点配备大功率无线通信模块，发射的信号为全覆盖，即汇聚节点的信号可以到达所有终端节点，覆盖范围较广。终端节点配备低功率无线通信模块，发射的信号只能覆盖较小的范围，必须通过逐跳级联的方式到达汇聚节点。其优点是：在汇聚节点的信号为全覆盖的前提下,汇聚节点具备组网和数据传输的直接集中调度能力。
[0038]如图1所示，是由一个汇聚节点10和多个终端节点20组成的无线通信网络，汇聚节点接收终端节点上报的数据。汇聚节点内部配备大功率无线通信模块，信号可以覆盖到所有终端节点，即大圈所覆盖的范围；终端节点内部配备低功率无线通信模块，信号覆盖范围小，即小圈覆盖的范围；终端节点之间的信号覆盖范围是相同的，小圈半径相等。远端的终端节点发送的数据需要经过其它终端节点的转发才能到达汇聚节点。汇聚节点发送的报文可以直接被所有的终端节点接收；远端的终端节点上报的数据需要依次经过相邻的终端节点和近端的终端节点的转发才能到达汇聚节点。
[0039]技术方案根据组网过程不同阶段，实施不同组网/数据上报机制：
[0040]报数机制。在网络建立之初，汇聚节点没有感知到任何终端节点的存在，为了快速组网而发起报数指令。终端节点收到报数指令后，按终端ID顺序逐个报数。终端节点一方面收听其它终端节点的报数，以便感知都有哪些邻居；另一方面在自己报数时，把自己的邻居终端节点广播出去。报数结束，汇聚节点感知到了全部直连终端节点和部分或全部的次连终端节点的存在，将收集到的直连终端节点信息广播出去。这种方式终端节点能快速感知网路拓扑，以便尽快建立到达汇聚节点的路由。
[0041]如图3所示：一种无线自组网多对一数据上报的方法，包括如下步骤：
[0042]S10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，基于由一个汇聚节点和多个终端节点组成的组网系统，所述汇聚节点的信号覆盖所有的终端节点，所述方法包括如下步骤：所述汇聚节点发出报数指令；所述终端节点收到报数指令后，按终端节点的ID顺序逐个报数；报数结束，所述汇聚节点感知到了全部直连的终端节点和部分次连的终端节点的存在，将收集到的直连的终端节点信息广播出去。2.根据权利要求1所述的无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，所述终端节点收听报数时，感知到相邻的终端节点；报数时，把相邻的终端节点广播出去。3.根据权利要求2所述的无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，所述终端节点在接收到报数指令后，根据自己的ID计算出时隙号，在相应的时隙到来时，发送报数响应帧。4.根据权利要求3所述的无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，所述汇聚节点广播与其直连的终端节点信息。5.根据权利要求4所述的无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，还包括解决数据上报过程中传统自由竞争方式发射冲突的方法，步骤如下：所述汇聚节点发起对第一终端节点的上拉指令；所述第一终端节点执行数据上报，第二终端节点作为路由转发第一终端节点的数据；所述汇聚节点确认数据接收。6.根据权利要求5所述的无线自组网多对一数据上报的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光辉，张海军，徐娟娟，
申请(专利权)人：深圳市华信天线技术有限公司，
类型：发明
国别省市：