一種中心點征召方法及樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于集中式采集網(wǎng)絡(luò)(即樹簇型)的路由組網(wǎng)方法，其為基于無線或者低壓電力線載波的集中式網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計了一種有效而低開銷的分布式組網(wǎng)方法。本發(fā)明提供了一種中心點征召方法。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述的中心點征召方法的樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)備中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方法。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種設(shè)備自入采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)的方法。本發(fā)明的優(yōu)點是為集中式采集網(wǎng)絡(luò)提供一種無需預(yù)知設(shè)備網(wǎng)絡(luò)角色以及設(shè)備Mac地址等信息并且支持自動中繼轉(zhuǎn)發(fā)的有效組網(wǎng)方法。
【專利說明】一種中心點征召方法及樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于集中式采集網(wǎng)絡(luò)(即樹簇型)的路由組網(wǎng)方法，其為基于無線或者低壓電力線載波的集中式網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計了一種有效而低開銷的分布式組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在如電表集中抄表系統(tǒng)的集中式采集網(wǎng)絡(luò)的安裝現(xiàn)場，各個設(shè)備點往往安裝分散而且位置無法模型化，現(xiàn)場情況復(fù)雜，往往需要多級中繼。之前低效的方式采用設(shè)備枚舉的方式，即通過設(shè)計一些特定的約束條件，集中器逐一對端點設(shè)備進行中繼組網(wǎng)測試。這種方式由于需要一一枚舉，需要耗費很大的時間，且維護困難。而公開更高效的多個組網(wǎng)協(xié)議如Zigbee等，要么需要在組網(wǎng)時需要預(yù)先確定設(shè)備的角色，如是路由器還是端點設(shè)備；要么需要昂貴的成本，如Lonwork網(wǎng)絡(luò)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為集中式采集網(wǎng)絡(luò)提供一種無需預(yù)知設(shè)備網(wǎng)絡(luò)角色且低成本的有效組網(wǎng)方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種中心點征召方法，其特征在于，步驟為:
[0005]第一步、將任意一個設(shè)備節(jié)點授權(quán)為中心點，授予中心點征召權(quán)，其他未被征召綁定的每個設(shè)備節(jié)點均為自由設(shè)備節(jié)點；
[0006]第二步、由中心點向自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出不允許中繼轉(zhuǎn)發(fā)的征召廣播幀，該征召廣播幀包含有當(dāng)前中心點的MAC地址，中心點隨即進入應(yīng)召偵聽狀態(tài)，并開啟一個征召時間窗；
[0007]第三步、當(dāng)處于接收偵聽狀態(tài)的自由設(shè)備節(jié)點接收到征召廣播幀后，解析征召廣播幀獲取中心點的MAC地址，隨后向中心點反饋應(yīng)召消息幀，該應(yīng)召消息幀包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址；
[0008]第四步、若中心點在征召時間窗內(nèi)接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則提取當(dāng)前應(yīng)召消息幀中包含的自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址，將該自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址存入應(yīng)召登記表；若中心點在征召時間窗內(nèi)未接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則結(jié)束征召過程；
[0009]第五步、依據(jù)應(yīng)召登記表中記錄的各個MAC地址，將中心點與各MAC地址對應(yīng)的自由設(shè)備節(jié)點逐個綁定，每個與中心點成功綁定的自由設(shè)備節(jié)點為當(dāng)前中心點的一個成員，任意一個自由設(shè)備節(jié)點與中心點綁定的步驟為:
[0010]步驟5.1、由中心點為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點分配一個空閑的端口號，隨后向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)起連接請求，連接請求包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號及中心點的邏輯地址，中心點的邏輯地址包含中心點被分配的端口號；
[0011]步驟5.2、當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點接收到連接請求后，提取中心點的邏輯地址及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，組合成當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，該邏輯地址包含中心點被分配的端口號及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號；
[0012]步驟5.3、由當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點建立一條連接入口，其遠(yuǎn)端端口為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，遠(yuǎn)端MAC地址為中心點的MAC地址，若連接入口建立成功，則向中心點反饋請求成功響應(yīng)，該請求成功響應(yīng)包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，若連接入口建立失敗，則向中心點反饋請求失敗響應(yīng)； [0013]步驟5.4、若中心點在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng),提取當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，建立該邏輯地址與應(yīng)召登記表中當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址的對應(yīng)關(guān)系，則向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出激活確認(rèn)反饋；若中心點未在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng)或接收到請求失敗響應(yīng)，則釋放與當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點對應(yīng)的端口 ；
[0014]步驟5.5、若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)收到激活確認(rèn)反饋，則激活連接入口，并將自己標(biāo)記為已被征召綁定；若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)未收到激活確認(rèn)反饋，則釋放連接資源。
[0015]優(yōu)選地，在所述第一步中，為所述中心點分配預(yù)召名額N，該預(yù)召名額N或為經(jīng)驗值，或為中心點的最大成員數(shù)和現(xiàn)有成員數(shù)的差與一次征召最大名額限制的最小值；
[0016]在所述第四步中，中心點在征召時間窗內(nèi)接收前N個自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀后結(jié)束征召過程。
[0017]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述的中心點征召方法的樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法，具有一個集中器及K級設(shè)備節(jié)點，集中器及各設(shè)備節(jié)點的邏輯地址分為K+1段，其中，集中器的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，剩余各段為固定值；各第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給各第一級設(shè)備節(jié)點的端口號；各第k級設(shè)備節(jié)點中設(shè)備節(jié)點i的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第一級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點i的第i段為與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第j-Ι級設(shè)備節(jié)點分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第i級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點i的k+2段至第K+1段為固定值，K ^ 2，k = 2，3，-,K, j = 3,4,…，k+1，其特征在于，步驟為:
[0018]第一步、將任意一設(shè)備節(jié)點授權(quán)為集中器，授予集中器征召權(quán)，以集中器為中心點，集中器利用上述的第二步至第五步征召綁定NI個自由設(shè)備節(jié)點，該NI個自由設(shè)備節(jié)點為第一級設(shè)備節(jié)點，將NI個第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表；
[0019]第二步、自一個第一級設(shè)備節(jié)點起，由集中器依次授予各第一級設(shè)備節(jié)點征召權(quán)，兩個及兩個以上第一級設(shè)備節(jié)點不能同時被授予征召權(quán)，當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點被授予征召權(quán)后，利用上述的第二步至第五步征召綁定多個自由設(shè)備節(jié)點，隨后集中器收回對當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點的征召權(quán)，再由集中器對下一個第一級設(shè)備節(jié)點授予征召權(quán)，直至各第一級設(shè)備節(jié)點均被授予征召權(quán)及完成與各自由設(shè)備節(jié)點的征召綁定，被各第一級設(shè)備節(jié)點綁定的所有N2個自由設(shè)備節(jié)點為第二級設(shè)備節(jié)點，將N2個第二級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表；
[0020]第三步、重復(fù)與第二步相同的步驟K-2次，建立K級設(shè)備節(jié)點并將完成相鄰兩級間設(shè)備節(jié)點的征召綁定，且將各個設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表。
[0021]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)備中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，步驟為:
[0022]轉(zhuǎn)發(fā)的中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀至少包含目標(biāo)地址及中繼字節(jié)，其中，若為中繼消息幀，則中繼字節(jié)自O(shè)開始每轉(zhuǎn)發(fā)一次加1，若為中繼響應(yīng)幀，則中繼字節(jié)每轉(zhuǎn)發(fā)一次減I，當(dāng)前設(shè)備節(jié)點接收到中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀后，提取中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀中的目標(biāo)地址，將目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若相等，則中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀到達(dá)目標(biāo)設(shè)備，若不相等，則根據(jù)中繼字節(jié)及目標(biāo)地址計算得到中繼目標(biāo)地址，將中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相等，則將中繼字節(jié)加I或減I并計算得到下一個轉(zhuǎn)發(fā)地址后，對中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀重新校驗后轉(zhuǎn)發(fā)至下一個設(shè)備節(jié)點，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址不相等，則結(jié)束中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
[0023]本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種設(shè)備自入采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，步驟為:
[0024]第一步、待入網(wǎng)的設(shè)備向采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備節(jié)點發(fā)出新設(shè)備入網(wǎng)請求廣播，隨后開始偵聽等待；
[0025]第二步、當(dāng)非末級設(shè)備節(jié)點的設(shè)備節(jié)點接收到新設(shè)備入網(wǎng)請求后，判斷當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的成員數(shù)是否達(dá)到閾值，若不是，則將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點做為中心點，將待入網(wǎng)的設(shè)備做為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點，采用上述步驟5.1至所述步驟5.5將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點與待入網(wǎng)的設(shè)備綁定，并將待入網(wǎng)的設(shè)備的邏輯地址與MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表。
[0026]本發(fā)明針對集中式樹簇網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場的特點，保證了組網(wǎng)時設(shè)備是平等的且不需要事先知道設(shè)備Mac地址，同時支持自動中繼轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明提供的方法采用分級征召的方案，通過征召實現(xiàn)設(shè)備的平等化與入網(wǎng)設(shè)備信息的獲取，通過授權(quán)實現(xiàn)分級分布組網(wǎng)，通過邏輯地址分段事先中繼自動轉(zhuǎn)發(fā)。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點是為集中式采集網(wǎng)絡(luò)提供一種無需預(yù)知設(shè)備網(wǎng)絡(luò)角色以及設(shè)備Mac地址等信息并且支持自動中繼轉(zhuǎn)發(fā)的有效組網(wǎng)方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是中心點征召流程；
[0029]圖2是自由設(shè)備節(jié)點應(yīng)召流程；
[0030]圖3是中心點建立連接綁定流程；
[0031]圖4是應(yīng)召設(shè)備響應(yīng)中心點綁定的流程；
[0032]圖5是中心點組網(wǎng)流程；
[0033]圖6是集中器路由組網(wǎng)流程；
[0034]圖7是設(shè)備中繼轉(zhuǎn)發(fā)流程；
[0035]圖8是設(shè)備自入網(wǎng)流程；
[0036]圖9是網(wǎng)內(nèi)設(shè)備處理入網(wǎng)請求流程；
[0037]圖10是簡化的本方法幀結(jié)構(gòu)；
[0038]圖11是一個簡單的實例?！揪唧w實施方式】
[0039]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0040]在對本發(fā)明提供的方法做出詳細(xì)說明前，先對本發(fā)明中會使用到的某些概念做出如下說明:
[0041]I)邏輯端口(以下均稱為端口號)
[0042]本發(fā)明的點對點連接都是建立在兩個設(shè)備的邏輯端口上的，結(jié)合實際樹簇型網(wǎng)絡(luò)，邏輯端口數(shù)設(shè)為一個字節(jié)(O~255)，其中O端口保留給父節(jié)點的本地端口，255為廣播端口，254為網(wǎng)絡(luò)管理端口。
[0043]2)邏輯地址
[0044]采用本發(fā)明提供的方法組成的網(wǎng)絡(luò)具有一個集中器及K級設(shè)備節(jié)點，集中器及各設(shè)備節(jié)點的邏輯地址分為K+1段，其中，集中器的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，剩余各段為固定值(在本實施例中，剩余各段用O填充)；各第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給各第一級設(shè)備節(jié)點的端口號；各第k級設(shè)備節(jié)點中設(shè)備節(jié)點i的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第一級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點i的第j段為與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第j-Ι級設(shè)備節(jié)點分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第j級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點i的k+2段至第K+1段為固定值(在本實施例中，設(shè)備節(jié)點i的k+2段至第K+1段用 O 填充)，K ≥ 2，k = 2，3，...，K，j = 3，4，...，k+l。
[0045]理論上，邏輯地址可以有無數(shù)段即可支持無數(shù)次中繼轉(zhuǎn)發(fā)，實際中采用4~6段足矣，本實施例中以4段為例。如某設(shè)備節(jié)點的邏輯地址為10.168.1.0，表示該設(shè)備節(jié)點是端口號為10的集中器下，以端口號為168的設(shè)備節(jié)點為父設(shè)備的，端口號為I的設(shè)備。且集中器與該設(shè)備節(jié)點通信需要I級中繼轉(zhuǎn)發(fā)。集中器占用一個端口段的好處在于，可以讓該方法的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)多集中器的場合。
[0046]3)幀結(jié)構(gòu)
[0047]本發(fā)明中的幀結(jié)構(gòu)如圖10所示，其中幀類型包括普通消息幀、中繼消息幀與網(wǎng)絡(luò)管理幀。網(wǎng)絡(luò)管理幀包括征召廣播幀、連接請求幀與對應(yīng)響應(yīng)幀等。除授權(quán)幀外，管理幀的目標(biāo)地址與源地址為Mac地址，其中廣播幀目標(biāo)地址使用廣播地址全OxFF。普通消息幀與中繼消息幀的目標(biāo)地址與源地址為邏輯地址。另外只有中繼消息幀具有中繼字節(jié)域。
[0048]如圖1至圖4所示，本實施例公開的一種中心點征召方法，其步驟為:
[0049]第一步、將任意一個設(shè)備節(jié)點授權(quán)為中心點，授予中心點征召權(quán)，其他未被征召綁定的每個設(shè)備節(jié)點均為自由設(shè)備節(jié)點。為中心點分配預(yù)召名額N，該預(yù)召名額N或為經(jīng)驗值，或為中心點的最大成員數(shù)和現(xiàn)有成員數(shù)的差與一次征召最大名額限制的最小值。
[0050]第二步、由中心點向自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出不允許中繼轉(zhuǎn)發(fā)的征召廣播幀，該征召廣播幀包含有當(dāng)前中心點的MAC地址，中心點隨即進入應(yīng)召偵聽狀態(tài)，并開啟一個征召時間窗；
[0051]第三步、當(dāng)處于接收偵聽狀態(tài)的自由設(shè)備節(jié)點接收到征召廣播幀后，解析征召廣播幀獲取中心點的MAC地址，隨后向中心點反饋應(yīng)召消息幀，該應(yīng)召消息幀包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址；[0052]第四步、若中心點在征召時間窗內(nèi)接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則提取當(dāng)前應(yīng)召消息幀中包含的自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址，將該自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址存入應(yīng)召登記表，直至在征召時間窗內(nèi)接收前N個自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀后結(jié)束征召過程；若中心點在征召時間窗內(nèi)未接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則結(jié)束征召過程;
[0053]第五步、依據(jù)應(yīng)召登記表中記錄的各個MAC地址，將中心點與各MAC地址對應(yīng)的自由設(shè)備節(jié)點逐個綁定，每個與中心點成功綁定的自由設(shè)備節(jié)點為當(dāng)前中心點的一個成員，任意一個自由設(shè)備節(jié)點與中心點綁定的步驟為:
[0054]步驟5.1、由中心點為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點分配一個空閑的端口號，隨后向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)起連接請求，連接請求包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號及中心點的邏輯地址，中心點的邏輯地址包含中心點被分配的端口號；
[0055]步驟5.2、當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點接收到連接請求后，提取中心點的邏輯地址及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，組合成當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，該邏輯地址包含中心點被分配的端口號及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號；
[0056]步驟5.3、由當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點建立一條連接入口，其遠(yuǎn)端端口為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，遠(yuǎn)端MAC地址為中心點的MAC地址，若連接入口建立成功，則向中心點反饋請求成功響應(yīng)，該請求成功響應(yīng)包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，若連接入口建立失敗，則向中心點反饋請求失敗響應(yīng)；
[0057]步驟5.4、若中心點在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng),提取當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，建立該邏輯地址與應(yīng)召登記表中當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址的對應(yīng)關(guān)系，則向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出激活確認(rèn)反饋；若中心點未在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng)或接收到請求失敗響應(yīng)，則釋放與當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點對應(yīng)的端口 ；
[0058]步驟5.5、若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)收到激活確認(rèn)反饋,則激活連接入口，并將自己標(biāo)記為已被征召綁定；若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)未收到激活確認(rèn)反饋，則釋放連接資源。
[0059]如圖5所示，采用上述的中心點征召方法進行中心點組網(wǎng)的方法為:
[0060]中心點一次征召與綁定受到設(shè)備資源的限制不能完成中心點所有成員組網(wǎng)，因此如圖5所示必須發(fā)起多次征召。通過限制一次征召的最大名額與發(fā)起多次征召，可以減少本方法組網(wǎng)使用的硬件資源。
[0061]如圖6所示，本實施例還公開了一種采用上述的中心點征召方法的樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法，其步驟為:
[0062]第一步、將任意一設(shè)備節(jié)點授權(quán)為集中器，授予集中器征召權(quán)，以集中器為中心點，集中器利用上述的中心點征召方法中的第二步至第五步征召綁定NI個自由設(shè)備節(jié)點，該NI個自由設(shè)備節(jié)點為第一級設(shè)備節(jié)點，將NI個第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址
對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表；
[0063]第二步、自一個第一級設(shè)備節(jié)點起，由集中器依次授予各第一級設(shè)備節(jié)點征召權(quán)，兩個及兩個以上第一級設(shè)備節(jié)點不能同時被授予征召權(quán)，先授權(quán)一級空閑設(shè)備，依次是二級、三級設(shè)備等，直到完成所有設(shè)備的授權(quán)。當(dāng)設(shè)備接到授權(quán)后即開始征召，此時集中器需要等待設(shè)備歸還授權(quán)或者等待授權(quán)期限到期(設(shè)備的授權(quán)可以約定一個期限，到期后自動清除授權(quán))。當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點被授予征召權(quán)后，利用上述的中心點征召方法中的第二步至第五步征召綁定多個自由設(shè)備節(jié)點，隨后集中器收回對當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點的征召權(quán)，再由集中器對下一個第一級設(shè)備節(jié)點授予征召權(quán)，直至各第一級設(shè)備節(jié)點均被授予征召權(quán)及完成與各自由設(shè)備節(jié)點的征召綁定，被各第一級設(shè)備節(jié)點綁定的所有N2個自由設(shè)備節(jié)點為第二級設(shè)備節(jié)點，將N2個第二級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表；
[0064]第三步、重復(fù)與第二步相同的步驟K-2次，建立K級設(shè)備節(jié)點并將完成相鄰兩級間設(shè)備節(jié)點的征召綁定，且將各個設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表。
[0065]結(jié)合圖7，采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)備中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其步驟為:
[0066]轉(zhuǎn)發(fā)的中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀至少包含目標(biāo)地址及中繼字節(jié),其中，若為中繼消息幀，則中繼字節(jié)自O(shè)開始每轉(zhuǎn)發(fā)一次加1，若為中繼響應(yīng)幀，則中繼字節(jié)每轉(zhuǎn)發(fā)一次減I，當(dāng)前設(shè)備節(jié)點接收到中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀后，提取中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀中的目標(biāo)地址，將目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若相等，則中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀到達(dá)目標(biāo)設(shè)備，若不相等，則根據(jù)中繼字節(jié)及目標(biāo)地址計算得到中繼目標(biāo)地址，對于本實施例中的4段邏輯地址的情況，幀中繼目標(biāo)地址計算方式如下:幀目標(biāo)地址&(0xfffffffT<< ((3-中繼字節(jié))<<3))。將中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相等，則將中繼字節(jié)加I或減I并計算得到下一個轉(zhuǎn)發(fā)地址后，對中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀重新校驗后轉(zhuǎn)發(fā)至下一個設(shè)備節(jié)點，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址不相等，則結(jié)束中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
[0067]當(dāng)一個設(shè)備想加入通過上述組網(wǎng)方法形成的已有網(wǎng)絡(luò)，則當(dāng)設(shè)備在安裝完畢后，通過指令或者按鍵觸發(fā)設(shè)備自入網(wǎng)流程，結(jié)合圖8及圖9，自入網(wǎng)步驟為:
[0068]第一步、待入網(wǎng)的設(shè)備向采用上述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備節(jié)點發(fā)出新設(shè)備入網(wǎng)請求廣播，隨后開始偵聽等待；
[0069]第二步、當(dāng)非末級設(shè)備節(jié)點的設(shè)備節(jié)點接收到新設(shè)備入網(wǎng)請求后，判斷當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的成員數(shù)是否達(dá)到閾值，若不是，則將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點做為中心點，將待入網(wǎng)的設(shè)備做為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點，采用上述中心點征召方法中所述步驟5.1至所述步驟5.5將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點與待入網(wǎng)的設(shè)備綁定，并將待入網(wǎng)的設(shè)備的邏輯地址與MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表。
[0070]以下再以一簡單實施來進一步說明本發(fā)明。
[0071]如圖11，假設(shè)有一個集中器與ABC三個設(shè)備，則其組網(wǎng)過程為:首先以集中器為中心點征召，A與B設(shè)備應(yīng)召，A先應(yīng)召，集中器的邏輯地址為1.0.0.0，分配集中器本地端口I給A，2給B，則綁定A與B，其邏輯地址為1.1.0.0與1.2.0.0 ;而后集中器先授權(quán)A征召，設(shè)備A接到授權(quán)后發(fā)出征召廣播，此時只有設(shè)備C還未被綁定，且C回應(yīng)了 A，則A分配空閑端口 I給C，則C綁定后的邏輯地址為1.1.1.0，A征召結(jié)束后發(fā)授權(quán)歸還幀給集中器，集中器收到后授權(quán)B，B發(fā)出征召但是沒有回應(yīng)結(jié)束征召，歸還授權(quán)給集中器；集中器判斷C是最后的一級設(shè)備，開始授權(quán)二級設(shè)備C征召，C完成后因為沒有三級設(shè)備，則所有的授權(quán)結(jié)束。集中器根據(jù)集中器、A、B、C設(shè)備的征召結(jié)果，獲知邏輯地址1.1.0.0,1.2.0.0與1.1.1.0在此次組網(wǎng)中被增加綁定，集中器使用它們從對應(yīng)設(shè)備中讀取Mac地址，建立對應(yīng)的路由表。
【權(quán)利要求】
1.一種中心點征召方法，其特征在于，步驟為: 第一步、將任意一個設(shè)備節(jié)點授權(quán)為中心點，授予中心點征召權(quán)，其他未被征召綁定的每個設(shè)備節(jié)點均為自由設(shè)備節(jié)點； 第二步、由中心點向自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出不允許中繼轉(zhuǎn)發(fā)的征召廣播幀，該征召廣播幀包含有當(dāng)前中心點的MAC地址，中心點隨即進入應(yīng)召偵聽狀態(tài)，并開啟一個征召時間窗；第三步、當(dāng)處于接收偵聽狀態(tài)的自由設(shè)備節(jié)點接收到征召廣播幀后，解析征召廣播幀獲取中心點的MAC地址，隨后向中心點反饋應(yīng)召消息幀，該應(yīng)召消息幀包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址； 第四步、若中心點在征召時間窗內(nèi)接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則提取當(dāng)前應(yīng)召消息幀中包含的自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址，將該自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址存入應(yīng)召登記表；若中心點在征召時間窗內(nèi)未接收到自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀，則結(jié)束征召過程； 第五步、依據(jù)應(yīng)召登記表中記錄的各個MAC地址，將中心點與各MAC地址對應(yīng)的自由設(shè)備節(jié)點逐個綁定，每個與中心點成功綁定的自由設(shè)備節(jié)點為當(dāng)前中心點的一個成員，任意一個自由設(shè)備節(jié)點與中心點綁定的步驟為: 步驟5.1、由中心點為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點分配一個空閑的端口號，隨后向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)起連接請求，連接請求包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號及中心點的邏輯地址，中心點的邏輯地址包含中心點被分配的端口號； 步驟5.2、當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點接收到連接請求后，提取中心點的邏輯地址及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，組合成當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，該邏輯地址包含中心點被分配的端口號及當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號； 步驟5.3、由當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點建立一條連接入口，其遠(yuǎn)端端口為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點被分配的端口號，遠(yuǎn)端MAC地址為中心點的MAC地址，若連接入口建立成功，則向中心點反饋請求成功響應(yīng)，該請求成功響應(yīng)包含當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，若連接入口建立失敗，則向中心點反饋請求失敗響應(yīng)； 步驟5.4、若中心點在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng)，提取當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的邏輯地址，建立該邏輯地址與應(yīng)召登記表中當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點的MAC地址的對應(yīng)關(guān)系，則向當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點發(fā)出激活確認(rèn)反饋；若中心點未在等待時間窗內(nèi)接收到請求成功響應(yīng)或接收到請求失敗響應(yīng)，則釋放與當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點對應(yīng)的端口 ； 步驟5.5、若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)收到激活確認(rèn)反饋，則激活連接入口，并將自己標(biāo)記為已被征召綁定；若當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點在等待時間窗內(nèi)未收到激活確認(rèn)反饋，則釋放連接資源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種中心點征召方法，其特征在于:在所述第一步中，為所述中心點分配預(yù)召名額N，該預(yù)召名額N或為經(jīng)驗值，或為中心點的最大成員數(shù)和現(xiàn)有成員數(shù)的差與一次征召最大名額限制的最小值； 在所述第四步中，中心點在征召時間窗內(nèi)接收前N個自由設(shè)備節(jié)點反饋的應(yīng)召消息幀后結(jié)束征召過程。
3.一種采用如權(quán)利要求1所述的中心點征召方法的樹簇型網(wǎng)絡(luò)路由與組網(wǎng)方法，具有一個集中器及K級設(shè)備節(jié)點，集中器及各設(shè)備節(jié)點的邏輯地址分為K+1段，其中，集中器的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，剩余各段為固定值；各第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給各第一級設(shè)備節(jié)點的端口號；各第k級設(shè)備節(jié)點中設(shè)備節(jié)點i的邏輯地址的第一段為集中器被分配的端口號，第二段為集中器分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第一級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點i的第j段為與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第1-ι級設(shè)備節(jié)點分配給與設(shè)備節(jié)點i對應(yīng)的第j級設(shè)備節(jié)點的端口號，設(shè)備節(jié)點I的k+2段至第K+1段為固定值，K≥2，k = 2，3，...，K，j = 3,4,…，k+1，其特征在于，步驟為: 第一步、將任意一設(shè)備節(jié)點授權(quán)為集中器，授予集中器征召權(quán)，以集中器為中心點，集中器利用權(quán)利要求1所述的第二步至第五步征召綁定NI個自由設(shè)備節(jié)點，該NI個自由設(shè)備節(jié)點為第一級設(shè)備節(jié)點，將NI個第一級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表； 第二步、自一個第一級設(shè)備節(jié)點起，由集中器依次授予各第一級設(shè)備節(jié)點征召權(quán)，兩個及兩個以上第一級設(shè)備節(jié)點不能同時被授予征召權(quán)，當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點被授予征召權(quán)后，利用權(quán)利要求1所述的第二步至第五步征召綁定多個自由設(shè)備節(jié)點，隨后集中器收回對當(dāng)前第一級設(shè)備節(jié)點的征召權(quán)，再由集中器對下一個第一級設(shè)備節(jié)點授予征召權(quán)，直至各第一級設(shè)備節(jié)點均被授予征召權(quán)及完成與各自由設(shè)備節(jié)點的征召綁定，被各第一級設(shè)備節(jié)點綁定的所有N2個自由設(shè)備節(jié)點為第二級設(shè)備節(jié)點，將N2個第二級設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表； 第三步、重復(fù)與第二步相同的步驟K-2次，建立K級設(shè)備節(jié)點并將完成相鄰兩級間設(shè)備節(jié)點的征召綁 定，且將各個設(shè)備節(jié)點的邏輯地址及MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由表。
4.一種采用如權(quán)利要求3所述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)備中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，步驟為: 轉(zhuǎn)發(fā)的中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀至少包含目標(biāo)地址及中繼字節(jié)，其中，若為中繼消息幀，則中繼字節(jié)自O(shè)開始每轉(zhuǎn)發(fā)一次加I，若為中繼響應(yīng)幀，則中繼字節(jié)每轉(zhuǎn)發(fā)一次減1，當(dāng)前設(shè)備節(jié)點接收到中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀后，提取中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀中的目標(biāo)地址，將目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若相等，則中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀到達(dá)目標(biāo)設(shè)備，若不相等，則根據(jù)中繼字節(jié)及目標(biāo)地址計算得到中繼目標(biāo)地址，將中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相比較，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址相等，則將中繼字節(jié)加I或減I并計算得到下一個轉(zhuǎn)發(fā)地址后，對中繼消息幀或中繼響應(yīng)幀重新校驗后轉(zhuǎn)發(fā)至下一個設(shè)備節(jié)點，若中繼目標(biāo)地址與當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的邏輯地址不相等，則結(jié)束中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
5.一種設(shè)備自入采用如權(quán)利要求3所述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，步驟為: 第一步、待入網(wǎng)的設(shè)備向采用如權(quán)利要求3所述的組網(wǎng)方法形成的網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備節(jié)點發(fā)出新設(shè)備入網(wǎng)請求廣播，隨后開始偵聽等待； 第二步、當(dāng)非末級設(shè)備節(jié)點的設(shè)備節(jié)點接收到新設(shè)備入網(wǎng)請求后，判斷當(dāng)前設(shè)備節(jié)點的成員數(shù)是否達(dá)到閾值，若不是，則將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點做為中心點，將待入網(wǎng)的設(shè)備做為當(dāng)前自由設(shè)備節(jié)點，采用權(quán)利要求1中所述步驟5.1至所述步驟5.5將當(dāng)前設(shè)備節(jié)點與待入網(wǎng)的設(shè)備綁定，并將待入網(wǎng)的設(shè)備的邏輯地址與MAC地址一一對應(yīng)地存儲至由集中器維護的路由 表。
【文檔編號】H04L12/28GK104022955SQ201410290553
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王麗春 申請人:上海協(xié)霖電子有限公司