【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及组网通信，具体为一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法。
技术介绍
1、sub-1ghz是指小于1ghz的无线电频率，在sub-1ghz频段中有很多频段是免授权使用的，如国际电联（itu）分配的ism（industrial、scientific、medical）频段（如6.780mhz，13.560mhz、27.120mhz、40.68mhz、433.92mhz、915mhz等）；基于sub-1ghz的各种无线技术业已广泛应用于各行各业，如rfid、nfc、无线m-bus等；无线电技术的发展促进了物联网应用的发展，sub-1ghz无线技术在物联网应用中使用有一定的优势。
2、与有线技术相比，无线连接技术安装方便、使用便捷；而相比于2.4ghz频段，sub-1ghz传输距离远、障碍物穿透能力强等特点。下表（1）是一个sub-1ghz和2.4gh简单的比较：
3、表（1）sub-1ghz和2.4gh的对比
4、 sub-1ghz 2.4ghz 距离 传输距离远，可达几公里甚至几十公里 传输距离近
5、sub-1gh并没有一个标准化的网络协议栈，厂商可以根据自己的需要自主进行定制；但是传统的sub-1ghz在“点对点”通信方面上应用较多；同时面临一个共性问题，接收接口要不断激活监听网络中通信；接收器不知道消息何时到来；因此不得不保持监听以便不丢失任何数据，因此即使没有消息，接收器也不能完全关闭能耗；这种情形将限制节点的电池自主权，需要对电池定期更换或充电。
6、当前类似的技术方案应该是smetech的lorawan方案；lorawan也算是sub-1ghz的范畴，只是应该出现的时间比较早；具有自己的专有协议；其组网实现是通过一个具有上行8通道和下行1通道的中心，与理论上至多65535个节点进行组网通信。
7、现有的技术方案，虽然是中心具有8个通道，但是节点加网时使用的随机时隙和随机频点；虽然，中心有8个接收通道，但是这8个通道使用的是8个连续的相邻的频点，同时节点在时域和频域随机有着不确定性，当组网范围内超过8个节点的时候，节点数据上报给中心的时候，就有大概率会随机到相同的时隙或者相同的频点，进而导致数据碰撞；数据碰撞就意味着，上报数据的丢失，节点需要重新尝试发送数据，而无线通信类设备，在射频发送时功耗最高，多次发送就意味着节点功耗的增加；另外中心需要一个8上行通道和1下行通道的特殊射频收发器；本身造价就比较昂贵，且前一点提到了采用随机的模式其实并不能完全避免上行数据的碰撞；所以，8通道能做的仅仅是降低数据碰撞的概率，但是无法避免。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，可以解决现有8通道易出现的数据碰撞，数据碰撞就意味着，上报数据的丢失，节点需要重新尝试发送数据，而无线通信类设备，在射频发送时功耗最高，多次发送就意味着节点功耗的增加的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术是技术方案如下：
3、本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，包括以下步骤：
4、步骤一：中心初始化，初始化后启动中心；
5、步骤二：外围节点初始化，并根据构建的随机数发生器种子启动延时定时器，延时定时器结束后向中心发送加网数据；
6、步骤三：判断是否加网成功，若是，则中心回复携带时间信令数据帧的joinresponse packet，并将当前节点加入到时隙监听列表，且根据下发的上报周期启动与节点对应的监听频点时隙定时器；其中，所述时间信令数据帧，包括：中心对节点设备回复时的utc时间、节点在当前网络中的设备地址、上报周期、收发频点和下次上报时的接收频点编号；
7、步骤四：节点接收中心下发的所述join response packet，同步本地的utc时间，并按照中心下发的join response packet中携带的上报周期，启动周期上报定时器；
8、步骤五：所述上报定时器结束后，中心从所述时隙监听列表调取对应节点的接收频点，同时打开接收时隙；节点按照所述join response packet中携带的频点编号，使用对应的发送频点，将数据发送出去。
9、进一步的，所述中心初始化，初始化后启动中心，包括：
10、对中心上电；
11、启动中心自身收发器；
12、启动rtc或者timer，并以utc时间不断记录中心当前时间；
13、分别启动一个与节点收发数据相同的上行的接收通道和一个下行的发送通道。
14、进一步的，所述上行的接收通道和下行的发送通道的接收和发送采用单一的sub-1ghz芯片或者两块sub-1ghz芯片来完成。
15、进一步的，所述外围节点初始化，包括：
16、对节点上电；
17、初始化rtc或者timer；
18、启动外围节点本地的utc时间计时。
19、进一步的，所述步骤三中，判断是否加网成功，若否，则判定加网失败，此时重新构建新的随机数发生器的种子，随节点根据新的所述随机数发生器的种子启动延时定时器，待延时定时器计时结束后，重新启动节点加网。
20、进一步的，所述构建随机数发生器种子，包括：通过“节点设备id号码”+“当前utc时间”构建随机数发生器的种子，并将随机延时时间限定在预定的区间范围内。
21、进一步的，所述同步本地的utc时间，包括：
22、通过校准sub-1ghz的射频芯片上与rssi相关的寄存器，来获取精确的当前接收数据包的信号强度；
23、在发射功率唯一时，rss本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述中心初始化，初始化后启动中心，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述上行的接收通道和下行的发送通道的接收和发送采用单一的Sub-1Ghz芯片或者两块Sub-1Ghz芯片来完成。
4.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述外围节点初始化，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述步骤三中，判断是否加网成功，若否，则判定加网失败，此时重新构建新的随机数发生器的种子，随节点根据新的所述随机数发生器的种子启动延时定时器，待延时定时器计时结束后，重新启动节点加网。
6.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述构建随机数发生器种子，包
7.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述同步本地的UTC时间，包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述频点包括1Ghz以下可用的所有频点，每个频点间的宽度最低为2.5kHz；不同的节点，可以分配到不同的频点用于数据收发通信。
9.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的Sub-1Ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述接收时隙关闭时，即中心在非接收时隙的时间范围内，仍然以默认的接收频点不断扫描环境中节点上报的入网请求包。
...【技术特征摘要】
1.一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述中心初始化，初始化后启动中心，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述上行的接收通道和下行的发送通道的接收和发送采用单一的sub-1ghz芯片或者两块sub-1ghz芯片来完成。
4.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述外围节点初始化，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于时间信令的sub-1ghz低功耗组网通信方法，其特征在于：所述步骤三中，判断是否加网成功，若否，则判定加网失败，此时重新构建新的随机数发生器的种子，随节点根据新的所述随机数发生器的种子启动延时定时器，待延时定时器计时结束后...
【专利技术属性】
技术研发人员：冀鹏超，薛道山，
申请(专利权)人：南京新向远微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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