[发明专利]无线自组网络构建方法及无线自组网络数据传输方法

说明书

本发明公开了一种无线自组网络构建方法及无线自组网络数据传输方法，该构建方法在上电后根据中心节点广播的组网帧实现对网络的构建，各节点根据接收到的组网帧确定层次，由此形成多层次无线网络，整个无线网络在构建过程中自行完成，实现了无线网络自组；解决了因距离远无法进行点对点直接无线通讯的问题，保证了无线网络的有效构建。本发明所提供的数据传输方法按层次转发方式保证了数据传输的有效传递；不仅解决了多节点传输数据导致数据冲突的问题，而且如果某个节点出现故障无法转发的时候，会有别的节点来自动转发，不会影响数据传输以及保持了网络畅通。

技术领域

本发明涉及一种组网构建方法及数据传输方法，尤其是涉及一种无线自组网络构建方法及无线自组网络数据传输方法。

背景技术

无线自组网协议是目前一个热门研究方向，国际上有很多大公司在研究，研究出来的路由方法也比较多，但大多数都太复杂，仿真效果好，但实际使用时效果受安装位置、信号强弱影响较大，效果不一定好。

对于目前比较热门的无线自组网协议比如Zigbee来说，网络容量大，最大能到65535个节点，网络里每个节点需要采用专门的zigbee芯片或模块，不能采用普通的FSK调制的无线模块，无线收发部分成本较高。另外zigbee协议本身很复杂，占用ROM空间大，比如全功能的zigbee协议需要占用128K字节的FLASH，导致MCU成本高而且选择面就很窄，8位的MCU很少有FLASH能达到128K字节的。而且zigbee系统里面节点不对等，有协调节点、路由节点等，这样对安装位置就有要求，如果距离远了，协调节点和下面的子节点就没法通讯。Zigbee通讯距离较短，在建筑里由于墙壁对无线信号衰减很大，因此距离更短，数据从一个子节点传输到中心节点时，要经过的跳数比较多，容易丢包，数据传输的可靠性就降低了。

对于很多特定应用比如智能家居或楼宇自控来说，其特点是网络容量小，网络由一个中心节点网关和少则几个、十来个，多则几十个对等的普通节点组成，一旦安装好，所有节点的位置都是固定的，普通节点和中心节点之间传输的数据量很少，少则几个字节，多则10多个或几十个字节，通讯的频次比较低，只有当节点状态有变化时主动通知网关，用户也能通过网关对任意一个节点进行控制，改变其参数，其他状态下比如10分钟通讯一次以保持连接，实时性要求不高。每个子节点都是对等的，每个子节点也同时是一个中继器，不需要专门的中继器，因此这种网络需要一个简单的组网协议。

无线自组网其实本质就按一定规则进行数据转发，就是网络中主节点和任一个子节点在通讯的时候，如果距离较远无法直接通讯时，需要中间的节点来做数据转发，难点就是按照哪个方向去转发，转发多少次才能从源节点发到目的节点。转发的原则是尽量少转发，转发的太多会导致网络中发射的数据量太多，导致通讯阻塞，网络恶化；转发的太少会导致信号无法从源节点可靠地传输到目的节点。转发次数可以人为输入，比如范围大时，设置一个较大的转发次数，范围小时，设置一个较小的转发次数，这叫人工组网，好处是现场发现转发次数不够时可以手动修改，直到转发次数足够多，距离最远的节点也能和中心节点通讯上，缺点是转发次数不好确定，而且网络中每个节点的转发次数不应该都一样，因为每个节点和中心节点的距离不一样，距离越近，转发次数越少，反之就要多转发几次。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的在此的目的之一在于提供一种能够自行组建无线网络的无线自组网络构建方法。

本发明所提供的无线自组网络构建方法包括以下步骤：

步骤1：上电后中心节点网关以广播的形式发一个包含层次为0初始组网帧；

步骤2：位于中心节点周围的节点接收到初始组网帧的节点后将其设为层次1，然后再以广播的形式发出带有层次信息1的组网帧；

步骤3：网络中未获得层次的节点接收到层次1广播的组网帧后将其设为层次2，然后再以广播的形式发出带有层次信息2的组网帧；