[發(fā)明專利]一種用于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810152071.1
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108494824B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶南
• 申請（專利權(quán)）人: 厚元技術(shù)（香港）有限公司
• 主分類號: H04L67/12
• 分類號: H04L67/12
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

1.一種用于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中包括：數(shù)據(jù)采集網(wǎng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)、核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)和集中器；

所述數(shù)據(jù)采集網(wǎng)結(jié)構(gòu)由M個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，每個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)由一個(gè)無線中繼器和N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，或由N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)和1個(gè)集中器組成，其中M為大于等于1的自然數(shù)，其中1＜N＜2048，無線中繼器與無線通信子節(jié)點(diǎn)之間的距離在微小區(qū)域中自適應(yīng)調(diào)整，數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)具備中繼功能，同時(shí)無線數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的無線通信子節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中漫游，多個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的無線中繼器之間也具備數(shù)據(jù)中繼功能，無線中繼器和數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理及外部接口組成集中器；

所述核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)由網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)、路由器、數(shù)據(jù)管理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器組成，用以對網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)或者網(wǎng)絡(luò)控制指令進(jìn)行路由，對數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)管理，對無線通信子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由管理，對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)管理，對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)管理，對無線基站進(jìn)行鑒權(quán)管理，對無線終端進(jìn)行漫游管理；采集數(shù)據(jù)的管理包括數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，數(shù)據(jù)的存儲、查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能；

所述集中器包括與數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道，用以對整個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)管理、對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和整體信息進(jìn)行上傳，同時(shí)集中器具備多種有線或者無線外部接口實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互；

所述的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的集中器具備多種有線或無線接口，所述接口用于集中器與集中器之間的數(shù)據(jù)傳輸，無線中繼器與無線終端之間數(shù)據(jù)傳輸，集中器與核心網(wǎng)內(nèi)的交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸；

所述的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)通過集中器和核心網(wǎng)的交換機(jī)直接連接；

其中，所有無線通信子節(jié)點(diǎn)未入網(wǎng)前，工作于組網(wǎng)公用頻道，每隔隨機(jī)若干分鐘主動在公用頻段發(fā)送一次入網(wǎng)請求，請求信息包含該無線通信子節(jié)點(diǎn)的ID和狀態(tài)信息；集中器收到無線通信子節(jié)點(diǎn)的請求后，記錄其場強(qiáng)信息，并將收集到的無線通信子節(jié)點(diǎn)的場強(qiáng)信息上傳到核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，由核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器根據(jù)所有節(jié)點(diǎn)的場強(qiáng)和每個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)絡(luò)的無線通信子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分，

所述網(wǎng)絡(luò)劃分具體為，當(dāng)一個(gè)無線通信節(jié)點(diǎn)處于兩個(gè)或者多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將所述無線通信節(jié)點(diǎn)劃分到集中器接收到的場強(qiáng)型號最強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)單個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的無線通信子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不超過最大組網(wǎng)數(shù)量N，若超過，則通過路由中繼到另一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)由L個(gè)數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)結(jié)構(gòu)由一個(gè)無線基站和F個(gè)無線終端構(gòu)成，其中L為大于1的自然數(shù)，F(xiàn)的數(shù)值范圍是1＜F＜32；

無線終端在不同的數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)絡(luò)之間漫游，無線終端集成到數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)絡(luò)的集中器中去，無線基站的功能包括與數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的F個(gè)無線終端間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸，集中網(wǎng)絡(luò)管理中繼器通過無線終端上傳基站，以及對整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸子網(wǎng)結(jié)構(gòu)和采集網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)管理和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和管理；

所述數(shù)據(jù)采集網(wǎng)和所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)通過集中器相連，所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)和所述核心網(wǎng)通過基站和網(wǎng)關(guān)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中，單個(gè)數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)之間相互中繼通信，每個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)都具備路由功能，轉(zhuǎn)發(fā)其它無線通信子節(jié)點(diǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)，最多支持7級轉(zhuǎn)發(fā)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的集中器內(nèi)集成有第二無線中繼器，所述集中器之間有無線通信協(xié)議和接口，實(shí)現(xiàn)集中器之間的相互通信，每個(gè)集中器中的第二無線中繼器能夠轉(zhuǎn)發(fā)其它集中器轉(zhuǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸由另一個(gè)第二無線中繼器傳輸?shù)牧硪蛔泳W(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，最多支持7級中繼轉(zhuǎn)發(fā)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中，所述集中器對單個(gè)數(shù)據(jù)采集子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的N個(gè)無線通信子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)、喚醒、數(shù)據(jù)的收/發(fā)、重傳和/或加密。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中，集中器的接口包括但不限于以下幾種，具備以太網(wǎng)接口，光纖接口和無線Wifi接口，基于本網(wǎng)絡(luò)定義的無線接口和串口。