分层数据网络中的传输方法技术

本公开的实施方式一般涉及电子数据通信领域，并且更具体地涉及与提供数据分组的“无地址数据传输”有关的用于分层数据网络的传输方法。引入序次(order)或与节点关联的序次以建立关系，并且该序次可以以树形拓扑的形式存储在数据结构中。因此，节点的序次是已知的，并且逻辑和/或其他数据集、数据有效载荷等可以在跨节点传输，其中由于有序节点的属性，执行传输的步骤更加有效。多个节点中的每个节点包括多个网络接口，这些网络接口通过成对联结形成树形拓扑的数据网络。成树形拓扑的数据网络。成树形拓扑的数据网络。

【技术实现步骤摘要】
分层数据网络中的传输方法


[0001]本专利技术的实施方式一般涉及电子数据通信领域，并且更具体地涉及用于分层数据网络的传输方法。

技术介绍

[0002]多个节点是一个数据网络，其中每个节点通过能够传输数据的通信介质连接到多个节点中的至少一个其他节点。
[0003]数据网络可以是办公室中联结到公用数据服务器的多个计算机。可以通过网络电缆(例如光纤电缆、同轴电缆或双绞线电缆)进行联结。通过以某些频率(例如2.4GHz或5GHz)传输电磁波，在网络中联结节点的方法可以是无线的，其中耦合到计算机或数据服务器的天线发送或接收电磁波。多个节点可以由其他类型的设备组成，例如打印机、摄像机、电话、计步器、运动传感器、温度计和任何类型的传感器，可以对其进行编程以通过通信介质生成和传输数字数据。
[0004]数据网络可以是在整个汽车中安装的多个传感器，使得通过与周围环境的一种或多种物理相互作用来感测所述周围环境的某些特性，从而确定在油箱中的剩余油量、发动机温度、速度、是否系紧安全带或其他许多特性。这些网络的节点还可以包括致动器，其是能够执行功能或活动的设备。对于汽车，这可以是警告灯，如果一个或多个传感器满足一个或多个逻辑条件(例如，汽油不足，或者在已经按下按钮的情况下液压逐渐打开或关闭后备箱)，则这些指示灯会亮起。随着汽车的运行，数据传输可能必须具有非常高的优先级，使得及时提醒不断变化的状况。多个传感器和致动器可以在诸如线缆的公共通信介质上传输信号。因此，除非处理通信介质的争用，否则存在数据信号彼此干扰的风险。
[0005]数据网络可以由安装在所谓的智能家居、智能办公室或智能零售空间中的传感器和致动器组成。这样的传感器的示例是温度计、运动传感器、环境光传感器、辨别门是否打开的传感器、烟雾传感器、一氧化碳传感器、音频传感器。这种致动器的例子是照相机、灯和照明器、开窗器、百叶窗、无线电源插座、智能冰箱、闹钟。这些传感器中的许多传感器很小，可以机械方式安装在整个家庭、办公室或零售空间中。由于它们的空间分布广泛，因此可以在不连接任何电线的情况下安装它们。这可能意味着传感器和致动器必须通过无线方式连接到数据网络。这可能进一步意味着传感器和致动器必须在不直接连接至电源插座的情况下被供电。后者可以通过安装可更换电池来解决。在必须更换电池之前，电池只能提供有限的能量。
[0006]期望消耗尽可能少的能量的设备。无线通信还意味着具有适当调谐天线的其他设备(不是网络的一部分)可以接收到传输到传感器和执行器的数据以及从传感器和执行器传输的数据。由于数据可以是私有的、专有的或不打算供第三方使用，因此这引起了安全方面的担忧。此外，对于跨越较大区域的安装，节点可以可靠并以足够的速度进行通信的范围可能接近或超过已安装数据网络的规模。

技术实现思路

[0007]在各个实施方式中描述了实施方式，其涉及在整个节点的数据网络中传输数据的方法，其中节点可以是致动器和传感器，其中该方法使得给定计算硬件执行所需的传输需要最少的时间和设计复杂性。
[0008]该方法在电子电路上实现，在各个实施方式中，该电子电路可以包括物理电路、电子路径和用于传输数据和/或功率的电子接口。在一些实施方式中，还构想了存储计算机可翻译指令的非暂时性计算机可读介质，该机器可翻译指令使处理器执行本文所述的各种方法的步骤。
[0009]这里描述的机制是关于“无地址数据传输”的，其尤其为数据传输领域的技术问题提供了技术解决方案。在没有地址的情况下，建立关系以提供用于功率和/或数据分组的传输的电子路径。
[0010]本文使用各种方法来描述提供“无地址数据传输”的传输数据的方法，该方法使用硬件、软件、嵌入式固件、电路和/或其组合来实现。
[0011]引入序次或将序次与节点相关联以建立关系，并且该序次可以以树形拓扑的形式存储在数据结构中。因此，节点的序次是已知的，并且逻辑和/或其他数据集、数据有效载荷等可以在节点之间传输。
[0012]在实施方式中，提供了一种用于在包括多个节点并且包括节点之间的多个连接的数据网络中传输多个数组的方法。多个节点中的每个节点包括通过其发送和接收数组的多个网络接口，并且通过节点的多个网络接口的成对联接来形成多个节点的节点之间的连接。连接的网络拓扑是树形拓扑。
[0013]用于传输数据的方法包括：对于多个节点中的所有节点向多个网络接口分配第一序次(例如，第一序关系)；根据网络拓扑和多个网络接口的第一序次确定多个节点的第二序次(例如，第二序关系)；通过多个数组的级联生成第一复合数组，使得第一复合数组中的第一数组和第二数组处于彼此等效的序次，作为第二序次的对应节点对。
[0014]序次与任何给定节点所在的网络接口有关。这意味着，第一序次使诸如“选择第一网络接口”或“选择下一个网络接口”之类的陈述明确且针对任何特定数据网络设施一以贯之。这是连接无地址节点的重要考虑因素，特别是对于具有多个可连接接口的模块化电子设备，其中事先不知道哪个连接将与哪个连接以及以什么序次连接(例如，用户正在使用模块化LED面板来组装几何形状，并且希望能够方便地连接它们，而无需考虑匹配特定的面板接口或建立形状并将其传送给中央控制器)。第二序次类似地是任何给定数据网络的节点的序次。一个重要的考虑是得出或确定第二序次。这是根据数据网络的其他两个属性完成的：数据网络的精确树形拓扑，以及构成数据网络的节点的第一序次。有了第二序次，复合数组方法的传输就利用确定的第二序次进行有效传输。
[0015]在所述整个数据网络中传输第一复合数组的内容，使得每个节点从至少一个通过第一网络接口连接的其他节点接收第一复合数组的第一连续序列，并且使得每个节点向通过第二网络与其连接的其他节点发送所述第一复合数组的第二连续序列，其中，根据所述第一和第二序次，根据所述第一连续序列构造所述第二连续序列。
[0016]创建复合数组的第一连续序列。“连续”一词的含义是(1)该序列是有序的，并且(2)该序列与第一复合数组的内容的一部分重叠。因此，可以通过简单地定义要应用于第一
复合数组的内容的一个下限和一个上限来获得第一连续序列。
[0017]根据一些实施方式，该过程可以递归地继续。通过应用相同类型的最小设置操作，可以从第一连续序列构造第二连续序列，这实际上将第一复合数组(或分解包含第一复合数组的有序内容，如果可以的话优选对其进行公式化)分解成连续的序列。
[0018]另外，该多个连续序列是针对一个给定节点的，重叠的或非重叠的。换句话说，已经通过给定节点的第一网络接口接收到的第一复合数组的任何单个内容单元(定义为内容单元Ω)将仅通过同一给定节点的至多一个其他网络接口发送。可能不通过网络接口发送，因为该内容单元可能打算由一个给定节点使用。
[0019]在另一方面，与所述第一复合数组的所述第一和第二连续序列相关的功能包括：将第一连续序列分成数目等于或大于节点所连接的网络接口的数目的数组重叠或非重叠序列，并且以与其他重叠或非重叠序列的相当的序次(例如，根据等效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在包括多个节点、一个控制器并且包括节点之间的多个连接的数据网络中传输多个数组的方法，其特征在于：其中，所述多个节点中的节点包含用于发送和接收数组的多个网络接口，以及其中，所述多个节点中的节点之间的连接是通过节点的多个网络接口的联结形成的，使得所述连接的网络拓扑为树形拓扑，每个节点包括多个网络接口；所述方法包括：所述控制器对于所述多个节点中的所有节点，为所述多个网络接口单独地和本地地指定第一序次；所述控制器根据所述网络拓扑和所述多个网络接口的第一序次，为所述多个节点确定第二序次；所述控制器通过多个数组的级联生成第一复合数组，使得所述第一复合数组中的第一数组和第二数组作为所述第二序次的对应节点对，彼此处于同一序次；和在所述整个数据网络中传输第一复合数组的内容，使得每个节点从至少一个通过第一网络接口连接的其他节点接收第一复合数组的第一连续序列以及关于所述第一网络接口可到达的节点的数目，并且使得每个节点向通过第二网络接口与其连接的其他节点发送所述第一复合数组的第二连续序列，其中，根据所述第一序次、第二序次、所述关于第一网络接口可到达的节点的数量以及第一连续序列构造所述第二连续序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，与所述第一复合数组的所述第一和第二连续序列相关的功能包括：将所述第一连续序列分成数目的重叠或非重叠序列，并且以与其他重叠或非重叠序列的相当的序次，将所述第二连续序列作为重叠或非重叠序列分配给第一序次中的其他网络接口，作为第二网络接口，或者，其中，与所述第一复合数组的所述第一和第二连续序列相关的功能包括：聚合数目的数组的重叠或非重叠序列，其中第二连续序列是相对于其他作为到第一序次的其他网络接口的第二网络接口的重叠或非重叠序列有相同的序次的重叠或非重叠序列，并且将所述聚合序列分配为所述第一连续序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在通过所连接的第二网络接口的所有连续序列的发送完成之后，创建确认消息，以及通过所述节点的所述第一网络接口发送所述确认消息，其中，在通过第二网络接口发送第二连续序列之后直到通过同一第二网络接口接收到至少一个确认消息，节点暂停传输的进一步执行，使得所述传输的进一步执行以成功传输到多个节点中序次在前的节点为条件，其中，如果所述数据网络的节点在时间阈值内未能接收到发送第二连续序列引起的至少一个确认消息，则所述方法还包括：生成错误消息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，对于数据网络一次获得所确定的第二序次，并将其存储在存储器中，使得在创建所述第一复合数组和传输所述第一复合数组期间，从存储器中检索所确定的第二序次，其中，对于数据网络，以小于或等于每秒四次的频率获得所确定的第二序次，并将其存储在存储器中的单元，使得在创建所述第一复合数组和传输所述第一复合数组期间，从存储器中检索当前确定的第二序次。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述网络接口包括以几何关系布置
在所述多个节点中的每个节点到所述串行端口的空间布置，并且其中串行端口表示数据阵列在所述多个节点的节点之间传输的可用路径，并且可以基于所述几何关系遍历来串行端口，其中，树形拓扑的所述节点的网络接口的序次对应于所述串行端口的几何关系的顺时针或者逆时针遍历。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述节点还包括数字或模拟传感器，以感测所述节点的一个或多个状态或所述节点的环境，并且其中，所感测的状态被数字表示为在所述数据网络中传输的所述第一复合数组的数组形成部分，其中，所述节点感测到的状态是在所述节点的紧邻附近是否存在物体，或者，其中，所述节点感测到的状态是在来自所述数字或模拟传感器的20米路径内的物体通过空气的运动。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述节点还包括致动器，所述致动器被致动，使得根据由所述节点通过一个或多个其网络接口接收的所述第一复合数组的内容的部分设置所述组件的一个或多个状态，其中，所述节点的致动是针对多个发光二极管的驱动电流的设置。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，将所述网络拓扑的树形拓扑确定为所有网络接口连接的生成树，使得所述生成树的连接是所有网络接口连接的子集。9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述第二序次是任何给定数据网络的节点相对于第一序次的序次，其中，基于数据网络的两个其他属性来建立第二序次：数据网络的精确树形拓扑，以及用于构成数据网络的节点的第一序次。10.一种用于在包括多个节点并且包括在节点之间的多个连接的数据网络中传输数组的方法，其特征在于，其中，所述数组传输是从所述多个节点中的一个源节点到一个目标节点；其中，所述多个节点中的节点包含用于发送和接收数组的多个网络接口，以及其中，所述多个节点中的节点之间的连接是通过节点的多个网络接口的联结形成的，使得所述连接的网络拓扑为树形拓扑；所述方法包括：对于所述多个节点中的所有节点，为所述多个网络接口指定第一序次；根据所述网络拓扑和所述多个网络接口的第一序次，为所述多个节点确定第二序次；通过第一数组以及第一整数和第二整数生成第一复合数组，其中根据所确定的序次内的所述源节点或目标节点的位置设置所述第一整数；和在所述整个数据网络中传输第一复合数组的内容，使得节点通过第一网络接口接收所述第一复合数组，仅当在所述第一复合数组的第二整数与通过所述第二网络接口连接到所述节点的树形数据网络拓扑的分支中包含的节点数相加超过所述第一复合数组的第一整数的值后，通过第二网络接口发送所述第一复合数组；其中从节点的多个网络接口的第一序次迭代地选择第二网络接口，并且其中如果没有通过所述第二网络接口发送所述复合数组，则所述第一复合数组的第二整数增加包含在通过所述第二网络接口连接到节点的树形数据网络拓扑的分支中的节点数。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：在通过所述第二网络接口完成所述第一复合数组的发送完成之后，创建确认消息，以及通过所述节点的所述第一网络接口发送确认消息，其中，在通过第二网络接口发送所述第一复合数组之后，直到通过同一第
二网络接口接收到至少一个确认消息，节点暂停传输的进一步执行，使得所述传输的进一步执行以成功传输到多个节点中序次在前的节点为条件，其中，如果所述数据网络的节点在时间阈值内未能接收到发送所述第一复合数组引起的至少一个确认消息，则所述方法生成错误消息。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，对于数据网络一次获得所确定的第二序次，并将其存储在存储器中，使得在创建所述第一复合数组及其传输期间，从存储器中检索所确定的第二序次，或者，其中，对于数据网络，以小于每秒四次的频率获得所确定的第二序次，并将其存储在存储器中的单元，使得在创建所述第一复合数组及其传输期间，从存储器中检索当前确定的第二序次。13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二序次是任何给定数据网络的节点相对于第一序次的序次，其中，基于数据网络的两个其他属性来建立第二序次：数据网络的精确树形拓扑，以及用于构成数据网络的节点的第一序次。14.一种数据网络，包括多个节点以及在节点之间的多个连接，其特征在于，所述数据网络的多个节点适于在整个数据网络中采用权利要求1至13中任一项所述的方法传输数组；所述多个节点中的每个节点包括用于发送和接收数组的多个网络接口，并且每个节点包括可编程集成电路和存储器；节点之间的连接是通过所述节点的多个网络接口的联结形成的，使得所述连接的网络拓扑为树形拓扑；和数组在整个数据网络中的传输利用了所述可编程集成电路，其被配置为：对于所述多个节点中的所有节点，为所述多个网络接口指定第一序次；根据所述网络拓扑和所述多个网络接口的第一序次，为所述多个节点确定第二序次；通过多个数组的级联生...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤马士，
申请(专利权)人：纳米格有限公司，
类型：发明
国别省市：