本发明涉及窄带无线通讯,更具体地说,本发明涉及一种灵活自组网的窄带无线通讯方法。
背景技术:
1、窄带通信协议是一种用于数据传输的通信协议,它在很窄的频带宽度上操作,特别适用于物联网设备。然而目前的窄带通讯大多基于lora协议,例如申请号cn116996871a公开了一种基于lora协议的无线通讯方法、系统及介质,可以提高数据的传输效率和安全性,实现数据的远距离无线通讯,然而,这种协议非国产自主可控的协议,在一些需要自主可控协议的应用场景具有局限性。
2、其次,目前的窄带协议网络结构受限,主要是星型网络,网络深度只有一层,并发的节点数量取决于网关的通道数量,无法构建复杂的通讯网络,一旦现场应用的网络结构复杂,需求环形网络,多层树状网络等,现有的窄带协议将无法满足需求。
3、此外,目前的窄带协议通讯并不具备异步通讯功能,网关无法同时接收所有边缘设备的数据,异步的数量取决于芯片的通道数量,而通道数量受限,往往只有1-8个通道,而接入的边缘节点数量为100-10000个,数据收发效率低下,耗时时间极长。
4、最后,目前的窄带通讯协议通讯距离受限,一般在2-7公里,一旦边缘设备距离网关的距离超过这个范围,将不得不在范围外再添加网关。这样的处理方式不够灵活,且提高了成本。如果7公里外的边缘设备只有一个,工作人员将不得不添加一个网关来专门与这个边缘设备通讯,对网关资源来说,这是一种巨大的浪费。
5、为了解决上述问题,现提供一种技术方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提了一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,完全自研,能应用于需求国产自主可控的场景,通过灵活的自组网技术,形成通讯功率最大利用率的自组网网络,采用父子节点指针注册和可变数组,支持多层树状网络,实现了网络结构的灵活组网,不依赖增添网关设备,无线叠加通讯距离,增加了数据收发效率。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,包括以下步骤:
4、步骤s1,网关根据自己的信道数量扫描周围环境,扫描匹配自己的layer1子节点边缘设备;
5、步骤s2,通过上行功率与下行功率的计算,获得网关能扫描的设备的距离,以最近的设备作为layer1层的边缘设备;
6、步骤s3,layer1层边缘设备根据自身信道数量,扫描匹配自己的layer1子节点边缘设备;
7、步骤s4,通过上行功率与下行功率的计算,获得网关能扫描的设备的距离,以最近的设备作为layer2层的边缘设备,依此类推,形成自组网网络。
8、作为本发明进一步的方案,网关设备位于最上层,标识为layer0,除网关设备以外,其他设备均为边缘设备,位于网络其他层,标识为layer1,layer2…layern。
9、作为本发明进一步的方案,支持父子节点指针注册,且父子指针注册的类型为可变数组,允许注册节点为各类边缘设备及网关,所有网关和边缘设备有唯一标识hiid,组测设备信息包含hiid。
10、作为本发明进一步的方案,位于layer(n-1)的每一个边缘设备负责与layer(n)所有的边缘设备进行并行通讯。
11、作为本发明进一步的方案,支持信号的接收转发,网关设备在数据链路层上,在同一个时间点,接收从layer(1)-layer(n)的所有的边缘设备的数据。
12、作为本发明进一步的方案,所有的边缘设备,至少有一路通道,负责与上层设备进行通讯;至少有两路通道,负责与下层设备进行通讯,且支持网络模型的无限扩展。
13、作为本发明进一步的方案,层数定义为级联的层次,层数不受限制,在带宽允许的情况下,组成链状网络,其通讯距离随着级联的数量无限叠加。
14、作为本发明进一步的方案,网关设备,包括单通道网关,双通道网关,及多通道网关,网关的通道数量对最终接入的边缘设备的数量无影响,边缘设备为三通道边缘设备及多通道边缘设备。
15、与现有技术相比,本发明一种灵活自组网的窄带无线通讯方法的有益点在于:
16、本发明通过自主研发的窄带通讯方法,显著提升了在需要国产自主可控场景下的应用广泛性。此外,本发明的网络结构更加灵活,使得可以根据实际需求自由组网,支持任意形式的网络结构,这对于适应不断变化的通讯需求和环境具有重要意义。
17、与现有技术相比,本发明一种灵活自组网的窄带无线通讯方法的有益点在于:
18、本发明的网关单信道能够支持包括但不限于100个边缘设备的并发通讯,极大地提高了数据收发的效率,且通讯距离的无限叠加能力消除了增添更多网关设备的需求,这不仅降低了系统部署的复杂性,还减少了成本。
1.一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,网关设备位于最上层,标识为layer0,除网关设备以外,其他设备均为边缘设备,位于网络其他层,标识为layer1,layer2…layern。
3.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,支持父子节点指针注册,且父子指针注册的类型为可变数组,允许注册节点为各类边缘设备及网关,所有网关和边缘设备有唯一标识hiid,组测设备信息包含h i id。
4.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,位于layer(n-1)的每一个边缘设备负责与layer(n)所有的边缘设备进行并行通讯。
5.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,支持信号的接收转发,网关设备在数据链路层上,在同一个时间点,接收从layer(1)-layer(n)的所有的边缘设备的数据。
6.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,所有的边缘设备,至少有一路通道,负责与上层设备进行通讯;至少有两路通道,负责与下层设备进行通讯,且支持网络模型的无限扩展。
7.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,层数定义为级联的层次,层数不受限制,在带宽允许的情况下,组成链状网络,其通讯距离随着级联的数量无限叠加。
8.根据权利要求1所述的一种灵活自组网的窄带无线通讯方法,其特征在于,网关设备,包括单通道网关,双通道网关,及多通道网关,网关的通道数量对最终接入的边缘设备的数量无影响,边缘设备为三通道边缘设备及多通道边缘设备。