本發(fā)明涉及一種組網(wǎng)方法，尤其是一種基于2.4GHz無線技術(shù)的多個子節(jié)點大規(guī)模組網(wǎng)方法，屬于組網(wǎng)通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.4GHz無線技術(shù)，在無需申請許可證的2.4GHz ISM（Industrial Scientific Medical）波段運行，帶寬較寬，可利用資源多，且具有較其他頻段更強(qiáng)的抗干擾能力。與其他無線技術(shù)相比，2.4GHz無線技術(shù)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、傳輸速率高、功耗低等優(yōu)點，近些年在無線通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣，特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，2.4GHz無線技術(shù)的應(yīng)用更成為一種趨勢。與此同時，隨著無線通信應(yīng)用范圍的繼續(xù)推動和擴(kuò)大，需要使網(wǎng)絡(luò)中的各種數(shù)據(jù)和語音設(shè)備能互連互通，從而實現(xiàn)個人區(qū)域內(nèi)的快速靈活的數(shù)據(jù)和語音通信，因此，對2.4GHz無線技術(shù)的組網(wǎng)能力也提出了更高的要求。

由于通信協(xié)議本身的復(fù)雜性，導(dǎo)致2.4GHz無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域很難大規(guī)模應(yīng)用。以zigbee為例，zigbee的子節(jié)點之間是采用信號接力的方式來傳輸?shù)?，在zigbee的網(wǎng)絡(luò)中，每一個子節(jié)點的通信都會有一個固定的路徑算法，即把每一個子節(jié)點是怎么接力傳輸?shù)狞c經(jīng)過zigbee的協(xié)議計算好，zigbee網(wǎng)絡(luò)會優(yōu)化每一條的最佳線路。由于每一個線路的優(yōu)化過程十分復(fù)雜，每增加一個節(jié)點，路徑的可能性會以指數(shù)的數(shù)量級增加，這也就導(dǎo)致了zigbee的子節(jié)點數(shù)量難以增加。

此外，即便把所有子節(jié)點的通信路徑固定下來，如果某一個子節(jié)點發(fā)生了移動或是新增子節(jié)點，根據(jù)zigbee自愈性的網(wǎng)絡(luò)特點，所有的路徑必須重新計算，再次優(yōu)化出最合理的路徑，這樣會導(dǎo)致控制指令傳輸延時，或者無法到達(dá)控制節(jié)點，因此，在應(yīng)用上也難以實現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于2.4GHz無線技術(shù)的多個子節(jié)點大規(guī)模組網(wǎng)方法，其操作方便，能提高網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，實現(xiàn)所需的大規(guī)模組網(wǎng)需求，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種基于2.4GHz無線技術(shù)的多個子節(jié)點大規(guī)模組網(wǎng)方法，所述多個子節(jié)點大規(guī)模組網(wǎng)方法包括如下步驟：

步驟S1、提供待組網(wǎng)的主機(jī)以及若干子節(jié)點，所述主機(jī)、子節(jié)點間采用2.4GHz無線通信，子節(jié)點向主機(jī)傳輸組網(wǎng)請求信號，主機(jī)根據(jù)所有子節(jié)點的組網(wǎng)請求信號控制相應(yīng)的子節(jié)點進(jìn)入組網(wǎng)序列，且主機(jī)對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，具有預(yù)編號的子節(jié)點查詢主機(jī)的忙閑信號；

步驟S2、若主機(jī)處于空閑狀態(tài)時，則主機(jī)根據(jù)子節(jié)點的預(yù)編號以及組網(wǎng)請求信號進(jìn)行節(jié)點添加注冊，并在對所述當(dāng)前子節(jié)點添加注冊成功后，將組網(wǎng)序列外的子節(jié)點補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列，且對補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，否則，主機(jī)對當(dāng)前具有預(yù)編號的子節(jié)點傳輸注冊延時包；

步驟S3、具有預(yù)編號的子節(jié)點接收并解析注冊延時包，以得到延時詢問時間T，子節(jié)點在間隔延時詢問時間T后再查詢主機(jī)的忙閑信號，并跳轉(zhuǎn)至步驟S2，直至所有的子節(jié)點均添加注冊成功，以完成組網(wǎng)。

所述延時詢問時間T為8~30ms，主機(jī)對每個子節(jié)點發(fā)送注冊延伸包的時間間隔是2ms。

主機(jī)對子節(jié)點進(jìn)行添加注冊時，還包括對子節(jié)點的校驗過程，所述對子節(jié)點的校驗過程為：子節(jié)點在進(jìn)入組網(wǎng)序列后，將子節(jié)點的MAC地址傳輸至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)子節(jié)點的MAC地址建立校驗數(shù)據(jù)庫，主機(jī)對校驗數(shù)據(jù)庫中的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，所述預(yù)編號與子節(jié)點的MAC地址在校驗數(shù)據(jù)庫中關(guān)聯(lián)存儲；

若進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點的MAC地址與校驗數(shù)據(jù)庫中已有的子節(jié)點MAC地址相同時，則主機(jī)將校驗數(shù)據(jù)庫中與所述MAC地址關(guān)聯(lián)對應(yīng)的預(yù)編號分配為當(dāng)前子節(jié)點的預(yù)編號；

若進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點的MAC地址與校驗數(shù)據(jù)庫中已有子節(jié)點的MAC地址均不相同時，則主機(jī)對當(dāng)前的子節(jié)點重新分配一個預(yù)編號。

組網(wǎng)后，網(wǎng)關(guān)能向指定的子節(jié)點發(fā)送控制信號，若接收到控制信號的子節(jié)點為非指定的子節(jié)點時，則接收到控制信號的子節(jié)點對控制信號進(jìn)行解析，并根據(jù)對控制信號的解析結(jié)果對所述控制信號進(jìn)行放大與轉(zhuǎn)發(fā)，直至指定子節(jié)點接收到所述控制信號；指定子節(jié)點在接收到控制信號前，接收到控制信號的子節(jié)點對控制信號只轉(zhuǎn)發(fā)1次。

本發(fā)明的優(yōu)點：通過組網(wǎng)序列控制對子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊的數(shù)量控制，對組網(wǎng)序列中的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，組網(wǎng)序列中的子節(jié)點可以查詢主機(jī)的忙閑信號，并根據(jù)主機(jī)的忙閑信號，由主機(jī)進(jìn)行節(jié)點添加注冊過程；而當(dāng)組網(wǎng)序列中的一個子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊成功后，將組網(wǎng)序列外的子節(jié)點補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列內(nèi)，并根據(jù)補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點情況進(jìn)行預(yù)編號處理，而主機(jī)對組網(wǎng)序列中的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊過程中，會對組網(wǎng)序列中查詢主機(jī)忙閑狀態(tài)的子節(jié)點發(fā)送延時注冊包，從而對組網(wǎng)序列中每個子節(jié)點的節(jié)點添加注冊進(jìn)行有效的控制，不會對通信路徑造成影響，能提高網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主機(jī)對子節(jié)點進(jìn)行延時處理的示意圖。

圖2為本發(fā)明組網(wǎng)完成后非指定子節(jié)點對控制信號進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

為了能提高網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，實現(xiàn)所需的大規(guī)模組網(wǎng)需求，本發(fā)明多個子節(jié)點大規(guī)模組網(wǎng)方法包括如下步驟：

步驟S1、提供待組網(wǎng)的主機(jī)以及若干子節(jié)點，所述主機(jī)、子節(jié)點間采用2.4GHz無線通信，子節(jié)點向主機(jī)傳輸組網(wǎng)請求信號，主機(jī)根據(jù)所有子節(jié)點的組網(wǎng)請求信號控制相應(yīng)的子節(jié)點進(jìn)入組網(wǎng)序列，且主機(jī)對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，具有預(yù)編號的子節(jié)點查詢主機(jī)的忙閑信號；

具體地，所述待組網(wǎng)的子節(jié)點的數(shù)量可以預(yù)先確定或任意數(shù)量，主機(jī)、子節(jié)點間采用2.4GHz無線通信。在組網(wǎng)開始后，子節(jié)點需要向主機(jī)發(fā)送組網(wǎng)請求信號，具體實施時，不同子節(jié)點向主機(jī)發(fā)送組網(wǎng)請求信號的時間不完全相同，主機(jī)可以根據(jù)子節(jié)點發(fā)送組網(wǎng)請求的時間順序，將發(fā)送組網(wǎng)請求靠前的子節(jié)點進(jìn)入組網(wǎng)序列；即子節(jié)點的預(yù)編號與子節(jié)點發(fā)送的組網(wǎng)請求時間相關(guān)，具體實施時，可以根據(jù)發(fā)送組網(wǎng)請求的時間順序，對子節(jié)點進(jìn)行順序編號。

當(dāng)主機(jī)、子節(jié)點采用系統(tǒng)級芯片實現(xiàn)2.4GHz無線通信時，主機(jī)在同一時段最多可以對4個子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊，因此，主機(jī)需要對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，一般地，不同子節(jié)點的預(yù)編號不同，只有進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點才允許查詢主機(jī)的忙閑信號。子節(jié)點向主機(jī)發(fā)送組網(wǎng)請求信號的過程、主機(jī)對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號的過程以及子節(jié)點查詢主機(jī)忙閑信號的具體過程實現(xiàn)均為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

步驟S2、若主機(jī)處于空閑狀態(tài)時，則主機(jī)根據(jù)子節(jié)點的預(yù)編號以及組網(wǎng)請求信號進(jìn)行節(jié)點添加注冊，并在對所述當(dāng)前子節(jié)點添加注冊成功后，將組網(wǎng)序列外的子節(jié)點補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列，且對補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，否則，主機(jī)對當(dāng)前具有預(yù)編號的子節(jié)點傳輸注冊延時包；

在具體實施時，只有當(dāng)主機(jī)處于空閑狀態(tài)時，才能對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊，而主機(jī)處于繁忙狀態(tài)時，表示主機(jī)正對進(jìn)入組網(wǎng)序列的其他子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊，即不能對當(dāng)前查詢主機(jī)空閑狀態(tài)的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊。主機(jī)、子節(jié)點在具體組網(wǎng)過程中以及組網(wǎng)后的通信中，均需要通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行，主機(jī)可采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的技術(shù)手段實現(xiàn)對子節(jié)點的節(jié)點添加注冊過程，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

本發(fā)明實施例中，在主機(jī)處于空閑狀態(tài)時，則表示可以對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊，在對進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊時，可以根據(jù)子節(jié)點的預(yù)編號確定對每個子節(jié)點的節(jié)點添加注冊順序。主機(jī)對進(jìn)入組網(wǎng)序列一個子節(jié)點添加注冊成功后，為了保證對后續(xù)子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊的效率，需要將組網(wǎng)序列外的子節(jié)點補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列，從而能有效完成后后續(xù)子節(jié)點的節(jié)點添加注冊。對補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，從而能再次確定組網(wǎng)序列內(nèi)所有子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊的順序。

而當(dāng)主機(jī)處于繁忙狀態(tài)時，則主機(jī)對組網(wǎng)序列內(nèi)發(fā)送主機(jī)空閑信號的子節(jié)點發(fā)送注冊延時包，以控制組網(wǎng)序列內(nèi)子節(jié)點的節(jié)點添加注冊的過程。

步驟S3、具有預(yù)編號的子節(jié)點接收并解析注冊延時包，以得到延時詢問時間T，子節(jié)點在間隔延時詢問時間T后再查詢主機(jī)的忙閑信號，并跳轉(zhuǎn)至步驟S2，直至所有的子節(jié)點均添加注冊成功，以完成組網(wǎng)。

本發(fā)明實施例中，所述延時詢問時間T為8~30ms，主機(jī)對每個子節(jié)點發(fā)送注冊延伸包的時間間隔是2ms。如圖1所示，主機(jī)對組網(wǎng)序列中一個子節(jié)點發(fā)送注冊延時包后，需要再間隔2ms才能向下一個子節(jié)點發(fā)送注冊延時包，依次類推。

具體實施時，主機(jī)向子節(jié)點發(fā)送注冊延時包、以及子節(jié)點對注冊延時包的具體解析方式可以根據(jù)需要預(yù)先確定，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。子節(jié)點在得到延時詢問時間T后，會在間隔延時詢問時間T后再次查詢主機(jī)的忙閑信號，并根據(jù)主機(jī)的忙閑狀態(tài)進(jìn)行上述步驟S2的操作，直至所有的子節(jié)點均添加注冊成功，完成所需的組網(wǎng)過程。

主機(jī)與子節(jié)點完成組網(wǎng)后，主機(jī)與子節(jié)點間形成局域網(wǎng)，則主機(jī)、子節(jié)點能夠信息共享；主機(jī)與子節(jié)點間組網(wǎng)后的具體配合工作過程可以參考現(xiàn)有2.4GHz通信網(wǎng)絡(luò)或根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)定，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

具體地，在組網(wǎng)時，對于已確定待組網(wǎng)子節(jié)點的數(shù)量情況，主機(jī)根據(jù)子節(jié)點的預(yù)編號來判斷是否完整對所有子節(jié)點的解天添加注冊；而對于不確定待組網(wǎng)子節(jié)點數(shù)量的情況，則主機(jī)會在一個有效時間范圍內(nèi)對所有的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊，超過所述的有效時間范圍后，則認(rèn)為組網(wǎng)完成；或可以通過開啟下一輪的組網(wǎng)程序，來確保對所有子節(jié)點的組網(wǎng)。

進(jìn)一步地，主機(jī)對子節(jié)點進(jìn)行添加注冊時，還包括對子節(jié)點的校驗過程，所述對子節(jié)點的校驗過程為：子節(jié)點在進(jìn)入組網(wǎng)序列后，將子節(jié)點的MAC地址傳輸至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)子節(jié)點的MAC地址建立校驗數(shù)據(jù)庫，主機(jī)對校驗數(shù)據(jù)庫中的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，所述預(yù)編號與子節(jié)點的MAC地址在校驗數(shù)據(jù)庫中關(guān)聯(lián)存儲；

若進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點的MAC地址與校驗數(shù)據(jù)庫中已有的子節(jié)點MAC地址相同時，則主機(jī)將校驗數(shù)據(jù)庫中與所述MAC地址關(guān)聯(lián)對應(yīng)的預(yù)編號分配為當(dāng)前子節(jié)點的預(yù)編號；

若進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點的MAC地址與校驗數(shù)據(jù)庫中已有子節(jié)點的MAC地址均不相同時，則主機(jī)對當(dāng)前的子節(jié)點重新分配一個預(yù)編號。

本發(fā)明實施例中，在校驗數(shù)據(jù)庫中，預(yù)編號與子節(jié)點的MAC地址關(guān)聯(lián)存儲是指預(yù)編號與子節(jié)點的MAC地址呈一一對應(yīng)的存儲狀態(tài)，每個子節(jié)點的MAC地址均互不相同。通過對每個子節(jié)點MAC地址的校驗，避免一個MAC地址與多個預(yù)編號對應(yīng)，導(dǎo)致組網(wǎng)過程中的子節(jié)點數(shù)量遠(yuǎn)比實際組網(wǎng)的子節(jié)點數(shù)量多的情況發(fā)生。

本發(fā)明實施例中，主機(jī)確定組網(wǎng)完成后，對于未確定是否進(jìn)行節(jié)點添加注冊的子節(jié)點還可以進(jìn)入如下的處理：主機(jī)對所述子節(jié)點發(fā)送節(jié)點詢問信號，若所述子節(jié)點能根據(jù)節(jié)點詢問信號向主機(jī)反饋對應(yīng)的信息，則主機(jī)能確定所述子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊成功，否則，所述子節(jié)點未成功進(jìn)行節(jié)點添加注冊，即所述子節(jié)點還未進(jìn)入整個通信網(wǎng)絡(luò)，可以通過下一輪的組網(wǎng)操作。

進(jìn)一步地，組網(wǎng)后，網(wǎng)關(guān)能向指定的子節(jié)點發(fā)送控制信號，若接收到控制信號的子節(jié)點為非指定的子節(jié)點時，則接收到控制信號的子節(jié)點對控制信號進(jìn)行解析，并根據(jù)對控制信號的解析結(jié)果對所述控制信號進(jìn)行放大與轉(zhuǎn)發(fā)，直至指定子節(jié)點接收到所述控制信號；指定子節(jié)點在接收到控制信號前，接收到控制信號的子節(jié)點對控制信號只轉(zhuǎn)發(fā)1次。

具體如圖2所示，其中子節(jié)點E為指定的子節(jié)點，其余的子節(jié)點均為非指定的子節(jié)點。網(wǎng)關(guān)對指定子節(jié)點發(fā)送控制信號，通過非指定節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)傳遞后，能將控制信號發(fā)送至指定的子節(jié)點，并最終由指定的子節(jié)點執(zhí)行相應(yīng)的操作。本發(fā)明實施例中，子節(jié)點通過對控制信號的接收與解析，來確定是否為執(zhí)行控制信號的指定子節(jié)點，對控制信號的具體解析過程可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

本發(fā)明通過組網(wǎng)序列控制對子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊的數(shù)量控制，對組網(wǎng)序列中的子節(jié)點進(jìn)行預(yù)編號，組網(wǎng)序列中的子節(jié)點可以查詢主機(jī)的忙閑信號，并根據(jù)主機(jī)的忙閑信號，由主機(jī)進(jìn)行節(jié)點添加注冊過程；而當(dāng)組網(wǎng)序列中的一個子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊成功后，將組網(wǎng)序列外的子節(jié)點補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列內(nèi)，并根據(jù)補(bǔ)充進(jìn)入組網(wǎng)序列的子節(jié)點情況進(jìn)行預(yù)編號處理，而主機(jī)對組網(wǎng)序列中的子節(jié)點進(jìn)行節(jié)點添加注冊過程中，會對組網(wǎng)序列中查詢主機(jī)忙閑狀態(tài)的子節(jié)點發(fā)送延時注冊包，從而對組網(wǎng)序列中每個子節(jié)點的節(jié)點添加注冊進(jìn)行有效的控制，不會對通信路徑造成影響，能提高網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。