專利名稱：一種基于消防應急燈的mac層通信方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信技術領域，特別涉及一種消防應急燈和遠程監(jiān)控端的通信方法。
背景技術：
基于IEEE802.15.4的無線傳感網絡以及其應用一直處于高速發(fā)展，并變得越發(fā)繁榮。在由此也衍生出了諸如WirelessHART (可互操作無線通訊標準)、Zigbee (雙向無線通訊技術)等一系列標準和設備，由此已經很好的應用在建筑監(jiān)測、生理狀態(tài)監(jiān)測、農業(yè)監(jiān)測甚至水下監(jiān)測等多個領域中。但是現有的無線傳感網絡標準各有問題:1、現有無線傳感網標準大多應用自帶網絡協(xié)議，即每個節(jié)點擁有自帶ID，上下位機通信需要通過網關及相關軟件來轉換傳輸協(xié)議。因此不同網絡組內的節(jié)點無法平面化通信。消防部門如需對大規(guī)模的消防設備進行統(tǒng)一管理，將會非常繁瑣。2、類似于Zigbee標準的傳輸協(xié)議，節(jié)點應用CSMA接入方式，即依靠信道搶占機制傳輸。如此節(jié)點可能出現長時間無法搶到信道可能，或者由于隱藏終端問題而無法通行。故傳輸延遲、功耗和穩(wěn)定性都很難保證。3、由于Zigbee設備發(fā)射時間不確定，所以功耗利用率低。WirelessHART雖然基于TDMA (時分多址接入)技術，統(tǒng)一了各個節(jié)點時間，但實現方法較為復雜(需要額外的網絡管理器)成本較高，不適合應用于傳統(tǒng)低成本的消防設備中。4、GINSENG (工業(yè)級無線傳感網絡研究項目)已經實現低復雜度，高穩(wěn)定性且低功耗的無線網絡系統(tǒng)。但該協(xié)議基于靜態(tài)TDMA技術，且未考慮時系復用，所以該系統(tǒng)無法擴展，不適合應用于靈活布防的消防設備。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有消防通信技術的不足，提供一種更加有效的消防應急燈與遠程監(jiān)控端的通信方法?！N基于消防應急燈的MAC層通信方法包括以下步驟:
第一步，離線時隙規(guī)劃，具體是:將離線規(guī)定時隙周期長短，預先規(guī)劃成包括上傳
S:P和下載Sfimi時隙的基礎時隙Sb、附加時隙和未用時隙，時隙劃分同樣按照GinMAC協(xié)
議規(guī)則進行，但不進行離線分配時隙。同時為了保證網絡的可擴展性及時間同步，在原有時隙基礎上加入入網時隙、時間同步時隙和路由時隙。時間同步時隙St為網絡中每一個節(jié)點的時間進行同步，基準時鐘為網關時鐘。在SI時隙時，網關廣播網關時鐘，處于接收狀態(tài)的節(jié)點接收到之后；在32時隙時，收到網關時鐘的節(jié)點廣播接收到的網關時鐘，依次向下傳輸，故時間同步時隙與網絡深度相同，即St =H0入網時隙Sn為了接收新增節(jié)點入網請求，保證了網絡的擴展性。其中第一個時隙中，所有節(jié)點進入接收狀態(tài)，需入網節(jié)點發(fā)送入網請求；第二個時隙，父節(jié)點將處理結果告知需入網節(jié)點；第三個時隙，入網節(jié)點若入網成功，則廣播告知自身鄰居節(jié)點入網成功。故入網時隙Sn = 3，同時，由于入網時隙每個周期都存在，所以無線節(jié)點可以在該時隙內進行傳感器米樣。路由時隙Sk為了兼容上層的61owpan協(xié)議及節(jié)點之間相互告知自身鄰居列表；在路由時隙中節(jié)點采用CSMA的方式發(fā)送路由包。第二步，時鐘同步，具體是:將網關時鐘作為基準時鐘，網絡需要根據節(jié)點晶振精度和環(huán)境干擾預先規(guī)定好時鐘同步頻率。當需要時鐘同步時，首先，網關廣播基準時鐘，網絡第一層處于接收狀態(tài)接收基準時鐘，并校正本地時鐘；之后，第一層節(jié)點廣播校準后的本地時鐘，第二層節(jié)點處于接收狀態(tài)接收基準時鐘，并校正本地時鐘；以此類推，直到所有節(jié)點均校準了時鐘。為了保證時鐘的精確性，所以必須考慮傳輸時間。假設傳輸速率為V，射頻準備時間為tp，時間同步包長度為Kd，導前碼和同步字節(jié)長度為Kh。則估計傳輸時間計算公式:
權利要求
1.一種基于消防應急燈的MAC層通信方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 第一步，離線時隙規(guī)劃，具體是:將離線規(guī)定時隙周期長短，預先規(guī)劃成包括上傳Sf和下載Sfjwn時隙的基礎時隙Sb、附加時隙和未用時隙，時隙劃分同樣按照GinMAC協(xié)議規(guī)則進行，但不進行離線分配時隙；同時為了保證網絡的可擴展性及時間同步，在原有時隙基礎上加入入網時隙、時間同步時隙和路由時隙； 時間同步時隙St為網絡中每一個節(jié)點的時間進行同步，基準時鐘為網關時鐘；在51時隙時，網關廣播網關時鐘，處于接收狀態(tài)的節(jié)點接收到之后；在S2時隙時，收到網關時鐘的節(jié)點廣播接收到的網關時鐘，依次向下傳輸，故時間同步時隙與網絡深度相同，即St = H; 入網時隙3,為了接收新`增節(jié)點入網請求，保證了網絡的擴展性；其中第一個時隙中，所有節(jié)點進入接收狀態(tài)，需入網節(jié)點發(fā)送入網請求；第二個時隙，父節(jié)點將處理結果告知需入網節(jié)點；第三個時隙，入網節(jié)點若入網成功，則廣播告知自身鄰居節(jié)點入網成功；故入網時隙3, = 3，同時，由于入網時隙每個周期都存在，所以無線節(jié)點可以在該時隙內進行傳感器采樣； 路由時隙Sk為了兼容上層的61owpan協(xié)議及節(jié)點之間相互告知自身鄰居列表；在路由時隙中節(jié)點采用CSMA的方式發(fā)送路由包； 第二步，時鐘同步，具體是:將網關時鐘作為基準時鐘，網絡需要根據節(jié)點晶振精度和環(huán)境干擾預先規(guī)定好時鐘同步頻率；當需要時鐘同步時，首先，網關廣播基準時鐘，網絡第一層處于接收狀態(tài)接收基準時鐘，并校正本地時鐘；之后，第一層節(jié)點廣播校準后的本地時鐘，第二層節(jié)點處于接收狀態(tài)接收基準時鐘，并校正本地時鐘；以此類推，直到所有節(jié)點均校準了時鐘；為了保證時鐘的精確性，所以必須考慮傳輸時間；設傳輸速率為V，射頻準備時間為tp，時間同步包長度為Kd，導前碼和同步字節(jié)長度為Kh ;則估計傳輸時間計算公式:
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于消防應急燈的MAC層通信方法。本發(fā)明首先進行離線時隙規(guī)劃并時鐘同步，其次進行節(jié)點入網和淘汰，然后對時隙進行分配，最后進行數據上傳及下載。本發(fā)明將傳統(tǒng)的消防應急燈通信方式升級為空分TDMA技術為基礎，IPv6/6LoWPAN技術為協(xié)議棧標準，CoAP協(xié)議包為通信載體的新型自組織多跳協(xié)議，相對原有的通信協(xié)議具有諸多優(yōu)點。
文檔編號H04W84/18GK103078803SQ20131000333
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權日2013年1月6日
發(fā)明者杜明, 管冰蕾, 程凱韜, 姚樹鶴, 邵岳軍, 葛泉波 申請人:寧波繼明電器有限公司