專利名稱：無線通信網(wǎng)絡(luò)及其通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種無線通信網(wǎng)絡(luò)及其通信方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，電力事業(yè)有了前所未有的發(fā)展，電力資源的需求也迅速增長。在電力業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的同時(shí)，各個(gè)部門對信息技術(shù)的需求也在日益增多，高科技信息技術(shù)的注入為電力事業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)和保障，它滲入到電力系統(tǒng)的各個(gè)部門、各個(gè)環(huán)節(jié)，包括生產(chǎn)部門、管理部門、規(guī)劃部門等，為電力企業(yè)的正常運(yùn)行提供高效
管理服務(wù)。電力系統(tǒng)使用的電力設(shè)施在管理上具有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是分散地分布在一個(gè)特定的地理范圍內(nèi)(如一個(gè)城市或一個(gè)地區(qū))，這給電力系統(tǒng)的設(shè)備管理帶來了很多困難。在電力系統(tǒng)中，通常采用遠(yuǎn)程抄表方式實(shí)現(xiàn)對一些分散在不同地理范圍的設(shè)備管理。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要是完成電度計(jì)量或信息采集、信息遠(yuǎn)傳、后臺(tái)軟件處理和分析三部分任務(wù)。抄表系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵是解決信息遠(yuǎn)傳，即通信問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，針對無線集中抄表復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，通常會(huì)采用無線通信的方式實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。對于長距離的信息傳輸，通常是利用GSM(全球移動(dòng)通訊系統(tǒng))/GPRS (通用分組無線服務(wù))/3G (第三代移動(dòng)通信技術(shù))等公共網(wǎng)絡(luò)，將采集的信息傳送到遠(yuǎn)端主機(jī)，這種方式存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在以下幾方面1.依賴服務(wù)運(yùn)營商提供基礎(chǔ)服務(wù)的條件，不同服務(wù)運(yùn)營商的覆蓋區(qū)域和信號(hào)強(qiáng)度不同；2.每臺(tái)設(shè)備均需配置SIM(Subscriber Identity Module，用戶識(shí)別模塊)卡，需要獨(dú)占的電話號(hào)碼，占用公共資源，會(huì)對公共通信造成影響；3.每臺(tái)設(shè)備均需配置幾百元人民幣的GSM模塊，單機(jī)成本高；4.耗電高，正常工作時(shí)電流達(dá)到300mA，待機(jī)電流也有25mA，不適用于電池供電場合；5.使用付費(fèi)頻段，需向通信運(yùn)營商支付大量的月租及昂貴的通信費(fèi)用。對于短距離的信息傳輸，目前有一種新興的無線技術(shù)Zigbee (紫蜂)，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線通信。這種通信方式占用的頻段為2. 4GHz，功耗低，但傳輸距離有限，通常情況下大概在 IOOm左右，主要是室內(nèi)應(yīng)用為主。除此之外，這種通信方式還存在以下缺點(diǎn)(1)由于工作在2.4GHz頻段的設(shè)備較多，如WIFI (Wireless Fidelity，無線相容性認(rèn)證)、藍(lán)牙、無線鼠標(biāo)等，容易相互產(chǎn)生干擾，而且通信距離較短；(2)協(xié)議復(fù)雜，協(xié)議棧開銷大，經(jīng)過優(yōu)化的二進(jìn)制代碼需要100KB左右的程序存儲(chǔ)器，需要存儲(chǔ)容量大的單片機(jī)，對硬件要求高，單機(jī)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā) 明實(shí)施例針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種無線通信網(wǎng)絡(luò)及其通信方法，不需要依賴無線運(yùn)營商服務(wù)，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間信息的交互，而且不受通信距離的限制。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案一種無線通信網(wǎng)絡(luò)，包括根節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址；所述子節(jié)點(diǎn)，用于注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表，并利用所述路由表實(shí)現(xiàn)與所述根節(jié)點(diǎn)的信息交互。優(yōu)選地，所述子節(jié)點(diǎn)，還用于通過發(fā)送數(shù)據(jù)包與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，并在接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包并且包頭中的目的地址與所述子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址不同時(shí)，根據(jù)所述路由表轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)包?？蛇x地，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)有或者沒有自己的子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選地，所述子節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集儀表記錄的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述根節(jié)點(diǎn)；所述根節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集集中器，用于接收所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)器。一種無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信方法，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)包括根節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址；所述方法包括所述子節(jié)點(diǎn)注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，并建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表；當(dāng)所述子節(jié)點(diǎn)接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，如果包頭中的目的地址與所述子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址不同，則根據(jù)所述路由表轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)包。優(yōu)選地，所述子節(jié)點(diǎn)注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，并建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表包括所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播消息尋找鄰居節(jié)點(diǎn)；所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的所有鄰居響應(yīng)消息建立起自己的鄰居表，所述鄰居響應(yīng)消息中包括其他節(jié)點(diǎn)和根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息，所述網(wǎng)絡(luò)配置信息包括網(wǎng)絡(luò)地址和層次級(jí)別；所述子節(jié)點(diǎn)從自己的鄰居表中選擇一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，并通過所述父節(jié)點(diǎn)發(fā)送注冊消息到所述根節(jié)點(diǎn)；所述子節(jié)點(diǎn)接收所述根節(jié)點(diǎn)的注冊響應(yīng)消息。優(yōu)選地，所述方法還包括收到所述廣播消息的其他節(jié)點(diǎn)將所述子節(jié)點(diǎn)增加至自己的鄰居表中，并發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息。優(yōu)選地，所述收到所述廣播消息的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息包括所述收到所述廣播包的其他節(jié)點(diǎn)通過CSMA/CA協(xié)議發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息。優(yōu)選地，所述方法還包括
當(dāng)需要從網(wǎng)絡(luò)中刪除一個(gè)子節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述根節(jié)點(diǎn)向所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送移除命令；所述子節(jié)點(diǎn)收到所述移除命令后，如果所述子節(jié)點(diǎn)沒有子女，則所述子節(jié)點(diǎn)刪除自己的所有網(wǎng)絡(luò)配置信息，然后向所述根節(jié)點(diǎn)發(fā)送刪除完成響應(yīng)；如果所述子節(jié)點(diǎn)有子女， 則所述子節(jié)點(diǎn)向所述根節(jié)點(diǎn)發(fā)送刪除拒絕響應(yīng)。優(yōu)選地，所述子節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集儀表記錄的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述根節(jié)點(diǎn)；所述根節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集集中器，用于接收所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)器。本發(fā)明實(shí)施例無線通信網(wǎng)絡(luò)及其通信方法，通過自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，不依賴無線運(yùn)營商服務(wù)，而且各節(jié)點(diǎn)具有中繼功能，可以有效擴(kuò)展無線通信距離和覆蓋范圍，不會(huì)受到通信距離的限制。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例無線通信網(wǎng)絡(luò)的一種組網(wǎng)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信方法的流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例無線通信網(wǎng)絡(luò)的另一種組網(wǎng)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中子節(jié)點(diǎn)注冊到根節(jié)點(diǎn)的流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于電力環(huán)境下的一個(gè)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例無線通信網(wǎng)絡(luò)的一種組網(wǎng)示意圖。在該無線通信網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點(diǎn)以樹的方式相互連接，包括一個(gè)根節(jié)點(diǎn)DC和該根節(jié)點(diǎn)下屬的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，如圖中所示的Al至A3、B1至B6、C1至C5。其中，根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，即該節(jié)點(diǎn)的MAC(Media Access Control，媒體接入控制)地址。在該無線通信網(wǎng)絡(luò)中，根節(jié)點(diǎn)DC可以有任意數(shù)量的子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)可以有或者沒有自己的子節(jié)點(diǎn)，如圖中所示，根節(jié)點(diǎn)DC有三個(gè)子節(jié)點(diǎn)A1、A2、A3 ；子節(jié)點(diǎn)Al有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)Bi、B2 ；子節(jié)點(diǎn)Bl有一個(gè)子節(jié)點(diǎn)Cl ；子節(jié)點(diǎn)Cl沒有子節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)Bl和Cl都是節(jié)點(diǎn) Al的子節(jié)點(diǎn)。另外，除了根節(jié)點(diǎn)DC外的子節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，根節(jié)點(diǎn)DC沒有父節(jié)
點(diǎn)ο在實(shí)際應(yīng)用中，該無線通信網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是一個(gè)無線終端，其不僅能夠與其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，而且還具有中繼功能，該無線通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的通信機(jī)制采用一套類似于總線的共享射頻通道，其具有四層協(xié)議層，如下表1所示表 權(quán)利要求
1.一種無線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括根節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址；所述子節(jié)點(diǎn)，用于注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表，并利用所述路由表實(shí)現(xiàn)與所述根節(jié)點(diǎn)的信息交互。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述子節(jié)點(diǎn)，還用于通過發(fā)送數(shù)據(jù)包與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，并在接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包并且包頭中的目的地址與所述子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址不同時(shí)，根據(jù)所述路由表轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)包。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)有或者沒有自己的子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述子節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集儀表記錄的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述根節(jié)點(diǎn)；所述根節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集集中器，用于接收所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)器。
5.一種無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信方法，其特征在于，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)包括根節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址；所述方法包括所述子節(jié)點(diǎn)注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，并建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表；當(dāng)所述子節(jié)點(diǎn)接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，如果包頭中的目的地址與所述子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址不同，則根據(jù)所述路由表轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)包。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述子節(jié)點(diǎn)注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，并建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表包括所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播消息尋找鄰居節(jié)點(diǎn)；所述子節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的所有鄰居響應(yīng)消息建立起自己的鄰居表，所述鄰居響應(yīng)消息中包括其他節(jié)點(diǎn)和根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息，所述網(wǎng)絡(luò)配置信息包括網(wǎng)絡(luò)地址和層次級(jí)別；所述子節(jié)點(diǎn)從自己的鄰居表中選擇一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，并通過所述父節(jié)點(diǎn)發(fā)送注冊消息到所述根節(jié)點(diǎn)；所述子節(jié)點(diǎn)接收所述根節(jié)點(diǎn)的注冊響應(yīng)消息。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括收到所述廣播消息的其他節(jié)點(diǎn)將所述子節(jié)點(diǎn)增加至自己的鄰居表中，并發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述收到所述廣播消息的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息包括所述收到所述廣播包的其他節(jié)點(diǎn)通過CSMA/CA協(xié)議發(fā)送一個(gè)包含自己的網(wǎng)絡(luò)配置信息及根節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置信息的鄰居響應(yīng)消息。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)需要從網(wǎng)絡(luò)中刪除一個(gè)子節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述根節(jié)點(diǎn)向所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送移除命令；所述子節(jié)點(diǎn)收到所述移除命令后，如果所述子節(jié)點(diǎn)沒有子女，則所述子節(jié)點(diǎn)刪除自己的所有網(wǎng)絡(luò)配置信息，然后向所述根節(jié)點(diǎn)發(fā)送刪除完成響應(yīng)；如果所述子節(jié)點(diǎn)有子女，則所述子節(jié)點(diǎn)向所述根節(jié)點(diǎn)發(fā)送刪除拒絕響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求5至9任一項(xiàng)所述的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于， 所述子節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于采集儀表記錄的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述根節(jié)點(diǎn)；所述根節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)采集集中器，用于接收所述子節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理后發(fā)送到系統(tǒng)服務(wù)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，公開了一種無線通信網(wǎng)絡(luò)及其通信方法，該網(wǎng)絡(luò)包括根節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，所述根節(jié)點(diǎn)和各子節(jié)點(diǎn)都具有唯一的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址；所述子節(jié)點(diǎn)，用于注冊到所述根節(jié)點(diǎn)，建立起到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)的路由表，并利用所述路由表實(shí)現(xiàn)與所述根節(jié)點(diǎn)的信息交互。利用本發(fā)明，不需要依賴無線運(yùn)營商服務(wù)，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間信息的交互，而且不受通信距離的限制。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102223734SQ201110159299
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者戴哲 申請人:廣州從興電子開發(fā)有限公司