[發明專利]一種古籍保護箱系統網絡通信應用層的通訊方法

在審

• 申請號: 201710375714.4
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107204827A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 王志紅;蘇忠威;姜開;李學思;范新中;張浩;要煒;楊鑑;單亦姣;雷豹;丁國元;方澤平;唐念華;程蕾;王曉鵬
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線網絡通信技術，適用于室內高密度無線環境中的網絡通信技術。

背景技術

1983年國際標準化組織ISO發出標準通信系統利用基于開放式系統互連(以下簡稱“OSI”)的正式文件ISO7498國際標準，OSI的目標是創建一種其中連接到任何網絡的任何供應商計算機系統都能夠自由地和那個網絡上的其它任何計算機系統共享數據的開放式系統連網環境，OSI主要內容是七層協議體系結構，包括物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、會話層、表示層、應用層，他雖然概念清楚，理論完整，但復雜不實用。隨后推出的TCP/IP協議，提出了四層協議結構，包括網絡接口層、網際層、運輸層、應用層，被稱為事實上的國際標準，也是現在實際應用中的網絡體系結構。

古籍保護箱網絡管理項目中，每個古籍保護箱配備一個無線WiFi通訊終端設備，一個保護室內，存在數百個貯存箱。因此，一個古籍保護室就需要具備多于數百臺古籍保護WiFi終端同時使用網絡的無線數據通信和管理能力。該問題需要考慮高密度無線環境在一定時間內大量終端同時接入、無線中繼間的射頻信號管理(包含無線中繼的信號覆蓋、無線中繼間的信號干擾)、無線中繼間的負載均衡以及網絡架構等方面的設計。

現有TCP/IP網絡應用層協議，對于不同類型的高密度網絡數據通信時，多無線中繼相互干擾嚴重影響了網絡的可靠性與資源利用率，在數據傳輸的可靠性和時效性存在矛盾，難以兼顧；由于采用開放性的無線信道作為傳輸媒質，非授權用戶容易對網絡進行攻擊或盜取授權用戶的信息。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明一種古籍保護箱系統網絡通信應用層的通訊方法，規定了數據與指令信息的結構與格式，規定了指令與數據信息的查詢應答關系，規定了指令與數據信息的傳輸先后順序。

1、本方法通過規定在運輸層采取UDP協議保證了無線通信的實時性，并在應用層對丟失幀或錯誤幀進行重傳，保證了無線通信的可靠性，解決了傳統無線網絡實時性與可靠性難以同時得到保障的問題；

2、本方法嚴格規定了多功能儀與中控中心之間數據交互的通信發起與終止方式，利用對通信發起與終止的控制，在應用層對無線通信進行了時分，降低了多終端同時通信的碰撞概率，從應用層解決了因同時搶占信道而等待過長或數據丟失問題；

3、本方法通過設定協議版本號，因功能升級或其他原因變更協議時更改協議版本號以及增加新協議解析方法，解決了新老設備的兼容工作問題；

4、本方法從數據格式層面區分了不同類別無線終端的通信，并限制了不同類型終端之間的通信，解決了利用非法持有的終端竊取其他類型終端信息的問題；

(二)技術方案

一種古籍保護箱系統網絡通信應用層的通訊方法，多功能儀與中繼裝置通過無線方式通信，中繼裝置與中控中心通過有線方式通信，中控中心與多功能儀之間的應用層的通信方法如下：

中控中心向多功能儀發出任意幀后，多功能儀應首先回復相應回令幀，然后依據指令內容發送相應指令或數據，若多功能儀收到校驗錯誤或無法識別的指令，則回復未知指令；若中控中心在發出某指令或數據時間t1內未收到回令或收到未知指令，則再次發送該指令或數據，并增加重傳計數值，當重傳計數值大于C1時，表示網絡斷開，中控中心停止與該節點的通信并報錯；

多功能儀向中控中心發出任意幀后，中控中心首先回復相應回令幀，然后依據指令內容發送相應指令或數據，若中控中心收到校驗錯誤或無法識別的指令，則回復未知指令；若多功能儀在發出某指令時間t2內未收到回令或收到未知指令，則再次發送該指令，并增加重傳計數值，當重傳計數值大于C2時，記錄本次通信故障內容與故障時間，暫停多功能儀向中控中心的通信，復位多功能儀通信相關電路，復位完成后多功能儀重新接入網絡，恢復當前通信內容，當通信相關電路復位次數大于C3時，并停止多功能儀與中控中心的通信。

進一步地，t1,t2＝1s，1＜C1,C2，C3≤3。

進一步地，中控中心作為通信主節點，中繼裝置作為I類子節點，多功能儀作為II類子節點，僅進行主節點通過I類子節點與II類之間的通信，II類子節點之間無數據交互。

進一步地，應用層的幀格式包括幀頭、協議版本號、發送方代號、接收方代號、優先級、幀類型、幀長度、發送時間、幀內容、重傳標志、校驗、幀尾。