本發(fā)明涉及低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法及裝置。

背景技術(shù)：

在低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)里，為擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及保證報(bào)文傳輸成功，會(huì)部署多個(gè)信道參數(shù)相同的冗余網(wǎng)關(guān)，為了解決由此引入的報(bào)文多拷貝給業(yè)務(wù)層帶來(lái)的不良影響，就需要在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器端對(duì)接收?qǐng)?bào)文進(jìn)行去重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法及裝置，其針對(duì)低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部署了多個(gè)信道參數(shù)相同的冗余網(wǎng)關(guān)而帶來(lái)的接收?qǐng)?bào)文重復(fù)的問(wèn)題，能夠在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器端去重，提高收包成功利率。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，節(jié)點(diǎn)通過(guò)低速率無(wú)線通信協(xié)議與網(wǎng)關(guān)通信連接，包括以下步驟：

步驟一、節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文，接收到報(bào)文的多個(gè)網(wǎng)關(guān)分別將報(bào)文封裝，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器；

步驟二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的處理線程分別提取報(bào)文的有效載荷，計(jì)算其消息完整性校驗(yàn)碼，并和節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址組成密鑰尋址至報(bào)文多拷貝集合，將報(bào)文插入到所述報(bào)文多拷貝集合，添加報(bào)文成功的處理線程競(jìng)爭(zhēng)加鎖；

步驟三、首個(gè)加鎖成功的處理線程躍遷成決策線程并進(jìn)入休眠，其余處理線程在決策線程休眠期間退出運(yùn)行狀態(tài)，決策線程被喚醒后按照預(yù)定規(guī)則對(duì)所述報(bào)文多拷貝集合中的報(bào)文排序，挑選目標(biāo)報(bào)文進(jìn)行協(xié)議處理，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)器。

優(yōu)選的是，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，所述低速率無(wú)線通信協(xié)議為MAC層協(xié)議，為L(zhǎng)oRa、Zigbee、藍(lán)牙技術(shù)中的一種。

優(yōu)選的是，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，網(wǎng)關(guān)將報(bào)文作為有效載荷，并添加網(wǎng)關(guān)信息，使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行封裝。

優(yōu)選的是，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，網(wǎng)關(guān)信息包括網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址、接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率。

優(yōu)選的是，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，預(yù)定規(guī)則為接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率中的一種，目標(biāo)報(bào)文為決策排序的最優(yōu)報(bào)文。

一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重裝置，包括：

報(bào)文緩存模塊，其接收并存儲(chǔ)冗余報(bào)文；

報(bào)文處理模塊，其啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的處理線程分別處理冗余報(bào)文，所述處理線程提取報(bào)文的有效載荷，計(jì)算其消息完整性校驗(yàn)碼，并和節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址組成密鑰尋址至報(bào)文多拷貝集合，將報(bào)文插入到所述報(bào)文多拷貝集合，添加報(bào)文成功的處理線程競(jìng)爭(zhēng)加鎖，首個(gè)加鎖成功的處理線程躍遷成決策線程并進(jìn)入休眠，其余處理線程在決策線程休眠期間退出運(yùn)行狀態(tài)，所述決策線程被喚醒后按照預(yù)定規(guī)則對(duì)所述報(bào)文多拷貝集合中的報(bào)文排序，并挑選目標(biāo)報(bào)文；

協(xié)議處理模塊，其提取所述目標(biāo)報(bào)文中的有效載荷，按照MAC層協(xié)議的要求進(jìn)行處理，應(yīng)答節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)至應(yīng)用服務(wù)器。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明針對(duì)低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部署了多個(gè)信道參數(shù)相同的冗余網(wǎng)關(guān)而帶來(lái)的接收?qǐng)?bào)文重復(fù)的問(wèn)題，能夠在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器端去重，根據(jù)報(bào)文的MIC和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址構(gòu)成的密鑰來(lái)尋址報(bào)文多拷貝集合，并進(jìn)行插入、排序、決策、去重，提高收包成功利率。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的多處理線程分別處理多節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明的決策線程的決策排序示意圖；

圖3為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；

圖4為本發(fā)明的方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，由于低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有速率低、干擾多等特點(diǎn)，為了盡量提高網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器端接收?qǐng)?bào)文的成功率，我們?cè)诠?jié)點(diǎn)(傳感器、信號(hào)發(fā)射源或報(bào)警源等)周圍不同地理位置部署多個(gè)信道參數(shù)(發(fā)射機(jī)、接收機(jī)射頻配置的參數(shù)，例如信道、編碼方式，頻率，發(fā)射速率等)相同的冗余網(wǎng)關(guān)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)低速率無(wú)線通信協(xié)議與網(wǎng)關(guān)通信連接，網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過(guò)TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器通信連接，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器處理完報(bào)文后再發(fā)送應(yīng)用服務(wù)器。本發(fā)明的方法包括以下步驟：

步驟一、如圖1、4所示，節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文，接收到報(bào)文的多個(gè)網(wǎng)關(guān)分別將報(bào)文封裝，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)SN_x發(fā)送報(bào)文，位于節(jié)點(diǎn)SN_x周圍的多個(gè)網(wǎng)關(guān)將報(bào)文封裝成P₁、P₂、…、P_n，節(jié)點(diǎn)SN_y發(fā)送報(bào)文，位于節(jié)點(diǎn)SN_y周圍的多個(gè)網(wǎng)關(guān)將報(bào)文封裝成P₁’、P₂’、…、P_m，此時(shí)，二者的多個(gè)網(wǎng)關(guān)可能有部分重合，取決于節(jié)點(diǎn)的位置與網(wǎng)關(guān)的位置，同一時(shí)刻多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)或相繼發(fā)送報(bào)文，多個(gè)網(wǎng)關(guān)均可以第一時(shí)間接收并封裝，彼此之間無(wú)干涉或干擾；

步驟二、如圖1、4所示，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器從接收?qǐng)?bào)文緩沖區(qū)中讀取報(bào)文，每讀取一個(gè)報(bào)文，便啟動(dòng)一個(gè)處理線程，報(bào)文P₁、P₂、…、P_n分別對(duì)應(yīng)處理線程T₁、T₂、…、T_n；報(bào)文P₁’、P₂’、…、P_m分別對(duì)應(yīng)處理線程T₁’、T₂’、…、T_m，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的處理線程分別提取報(bào)文的有效載荷(以下簡(jiǎn)稱payload)，計(jì)算其消息完整性校驗(yàn)碼(以下簡(jiǎn)稱MIC)，并和節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址組成密鑰尋址至報(bào)文多拷貝集合，針對(duì)節(jié)點(diǎn)SN_x的報(bào)文拷貝P₁、P₂、…、P_n有相同的尋址密鑰“MIC_x+ADDR_x”；針對(duì)節(jié)點(diǎn)SN_y的報(bào)文有相同的尋址密鑰“MIC_y+ADDR_y”，每個(gè)處理線程根據(jù)尋址密鑰來(lái)定位節(jié)點(diǎn)的報(bào)文多拷貝集合，將原始報(bào)文插入到所述報(bào)文多拷貝集合，節(jié)點(diǎn)SN_x的報(bào)文P₁、P₂、…、P_n插入SN_x報(bào)文集合；節(jié)點(diǎn)SN_y的報(bào)文P₁’、P₂’、…、P_m插入SN_y報(bào)文集合，每一個(gè)處理線程將報(bào)文插入到報(bào)文集合后，便嘗試添加決策鎖，添加報(bào)文成功的處理線程競(jìng)爭(zhēng)加鎖；

步驟三、如圖2、4所示，首個(gè)加鎖成功的處理線程躍遷成決策線程并進(jìn)入休眠，讓其它線程盡可能多的處理報(bào)文，休眠期為預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，因網(wǎng)絡(luò)容量、服務(wù)器質(zhì)量不同，其余處理線程在決策線程休眠期間退出運(yùn)行狀態(tài)，休眠期時(shí)間結(jié)束后，仍在投遞的處理線程直接退出運(yùn)行狀態(tài)，決策線程被喚醒作為唯一的處理線程具有決策權(quán)，按照預(yù)定規(guī)則對(duì)所述報(bào)文多拷貝集合中的報(bào)文排序，挑選最符合排序要求的目標(biāo)報(bào)文(例如SN_x報(bào)文P₂、SN_y報(bào)文P₃’)出隊(duì)操作，進(jìn)行協(xié)議處理，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)器。

在上述技術(shù)方案中，如圖3、4所示，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)SN_x以及部署在周圍的多個(gè)信道參數(shù)相同的網(wǎng)關(guān)GW₁、GW₂、GW₃、GW₄構(gòu)成，在T_send時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)SN_x發(fā)送報(bào)文P_x，該報(bào)文被節(jié)點(diǎn)周圍的4個(gè)網(wǎng)關(guān)接收到，各網(wǎng)關(guān)將報(bào)文作為payload，并添加相關(guān)的屬性信息，封裝成報(bào)文P₁、P₂、P₃、P₄，然后通過(guò)TCP/IP協(xié)議發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器依次讀取報(bào)文P₁、P₂、P₃、P₄，并啟動(dòng)4個(gè)處理線程。比如，處理線程T₁處理報(bào)文P₁，處理線程T₂處理報(bào)文P₂，處理線程T₃處理報(bào)文P₃，處理線程T₄處理報(bào)文P₄。處理線程T₁首先從報(bào)文P₁中提取有效載荷并計(jì)算其MIC，然后將MIC_x和SN_x的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址組成節(jié)點(diǎn)報(bào)文集合尋址密鑰“MIC_x+ADDR_x”，通過(guò)此密鑰索引尋址到SN_x報(bào)文多拷貝集合，并將報(bào)文P₁插入到該集合，然后處理線程T₁嘗試添加決策鎖，其他處理線程尚未到達(dá)此步驟，處理線程T₁加鎖成功，躍遷成為決策線程T1，隨后決策線程T₁進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠時(shí)長(zhǎng)為ΔT_recv。在此ΔT_recv時(shí)間段內(nèi)，處理線程T₂、T₃、T₄分別完成報(bào)文集合尋址密鑰的計(jì)算以及報(bào)文集合的尋址，并將報(bào)文插入到報(bào)文多拷貝集合。隨后處理線程T₂、T₃、T₄分別嘗試添加決策鎖失敗，隨即退出運(yùn)行狀態(tài)。加鎖是一種通用的計(jì)算機(jī)軟件中使用的方法，每個(gè)對(duì)象都對(duì)應(yīng)于一個(gè)是否加鎖的標(biāo)記，目的是在多線程中，保證在任意時(shí)刻只有一個(gè)線程可以訪問(wèn)該對(duì)象。在本文中，加鎖是為了保證只有一個(gè)線程可以從處理線程躍遷成決策線程。報(bào)文決策線程T₁經(jīng)過(guò)ΔT_recv時(shí)間(ΔT_recv時(shí)間為預(yù)先設(shè)置，因網(wǎng)絡(luò)容量、服務(wù)器質(zhì)量不同，一般設(shè)置為300ms，能夠盡可能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收多個(gè)重復(fù)包，提高效率)的休眠后被喚醒，開始按照預(yù)定規(guī)則(人為定義的規(guī)則，按照某個(gè)參數(shù)的大小作升降序，以考量報(bào)文的某個(gè)指標(biāo)是否達(dá)標(biāo))對(duì)SN_x報(bào)文多拷貝集合中的報(bào)文排序，假設(shè)某個(gè)指標(biāo)的大小排序?yàn)镻₂、P₃、P₁、P₄，挑選出符合要求的報(bào)文P₂送入?yún)f(xié)議處理模塊處理，完成處理后將報(bào)文P₂送到應(yīng)用服務(wù)器完成報(bào)文的去重和處理。

在另一種技術(shù)方案中，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，所述低速率無(wú)線通信協(xié)議為MAC層協(xié)議，為L(zhǎng)oRa、Zigbee、藍(lán)牙技術(shù)中的一種，優(yōu)選為L(zhǎng)oRa技術(shù)，應(yīng)用效果更好，丟包率更低。

在另一種技術(shù)方案中，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，網(wǎng)關(guān)將報(bào)文作為有效載荷，并添加網(wǎng)關(guān)信息，使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行封裝，為報(bào)文賦予與網(wǎng)關(guān)相關(guān)的獨(dú)特的身份信息，封裝成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器能夠接收并處理的形式。

在另一種技術(shù)方案中，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，網(wǎng)關(guān)信息包括網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址、接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率，以上網(wǎng)關(guān)信息均為影響報(bào)文傳輸、去重的關(guān)鍵參數(shù)。

在另一種技術(shù)方案中，所述的低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重的方法，預(yù)定規(guī)則為接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比、節(jié)點(diǎn)發(fā)送速率中的一種，三者均為報(bào)文質(zhì)量的重要指標(biāo)，可根據(jù)用戶需求選擇其一或加權(quán)后的綜合指標(biāo)，目標(biāo)報(bào)文為決策排序的最優(yōu)報(bào)文，即排序第一位的報(bào)文。

一種低速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)關(guān)報(bào)文去重裝置，與網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信連接，對(duì)多個(gè)網(wǎng)關(guān)接收并轉(zhuǎn)發(fā)的封裝報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議服務(wù)器端進(jìn)行去重處理，如圖3所示，包括：

報(bào)文緩存模塊，其與網(wǎng)關(guān)通信連接，接收網(wǎng)關(guān)發(fā)送的冗余報(bào)文并存儲(chǔ)冗余報(bào)文；

報(bào)文處理模塊，其從報(bào)文緩存模塊讀取報(bào)文，每讀取一個(gè)報(bào)文，便啟動(dòng)一個(gè)處理線程，啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的處理線程分別處理冗余報(bào)文，所述處理線程提取報(bào)文的有效載荷，計(jì)算其消息完整性校驗(yàn)碼，并和節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址組成密鑰針對(duì)同一節(jié)點(diǎn)發(fā)送的由多個(gè)網(wǎng)關(guān)封裝的報(bào)文有相同的尋址密鑰“MIC_x+ADDR_x尋址至報(bào)文多拷貝集合，將原始報(bào)文插入到所述報(bào)文多拷貝集合，添加報(bào)文成功的處理線程競(jìng)爭(zhēng)加鎖，首個(gè)加鎖成功的處理線程躍遷成決策線程并進(jìn)入休眠，讓其它線程盡可能多的處理報(bào)文，休眠期為預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，因網(wǎng)絡(luò)容量、服務(wù)器質(zhì)量不同，其余處理線程在決策線程休眠期間退出運(yùn)行狀態(tài)，休眠期時(shí)間結(jié)束后，仍在投遞的處理線程直接退出運(yùn)行狀態(tài)，所述決策線程被喚醒后作為唯一的處理線程具有決策權(quán)，按照預(yù)定規(guī)則對(duì)所述報(bào)文多拷貝集合中的報(bào)文排序，并挑選最符合排序要求的目標(biāo)報(bào)文；

協(xié)議處理模塊，其提取所述目標(biāo)報(bào)文中的有效載荷，按照MAC層協(xié)議的要求進(jìn)行處理，報(bào)文是協(xié)議報(bào)文時(shí)，在MAC協(xié)議服務(wù)器終結(jié)，由MAC協(xié)議服務(wù)器來(lái)應(yīng)答，報(bào)文是數(shù)據(jù)報(bào)文，協(xié)議處理模塊接收后應(yīng)答節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)至應(yīng)用服務(wù)器。

這里說(shuō)明的設(shè)備數(shù)量和處理規(guī)模是用來(lái)簡(jiǎn)化本發(fā)明的說(shuō)明的。對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用、修改和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。