[發(fā)明專利]一種動態(tài)低功耗網(wǎng)絡的構建方法

有效

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• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110233756B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 孫繼通;黃驍琰;吳儼
• 申請（專利權）人: 無錫悟莘科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W52/02
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 張寧;黃瑩

1.一種動態(tài)低功耗網(wǎng)絡的構建方法，其包括以下步驟：

S1：根據(jù)工程的具體結構特征和環(huán)境特征，設計多層拓撲結構的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡的結構，確定最大網(wǎng)絡層數(shù)MaxL，設置組網(wǎng)周期，根據(jù)單次組網(wǎng)允許花費的最大時間，設置組網(wǎng)總時間；

S2：網(wǎng)關發(fā)出第一組網(wǎng)幀，開始構建所述傳輸網(wǎng)絡；

S3：能夠收到所述第一組網(wǎng)幀的待組網(wǎng)支點進入網(wǎng)絡成為第一層支點；

S4：所述第一層支點發(fā)出第二組網(wǎng)幀；

S5：收到所述第二組網(wǎng)幀的所述待組網(wǎng)支點，進入網(wǎng)絡成為第二層支點；

S6：依次類推，即第n層支點，發(fā)出第n+1組網(wǎng)幀，收到n+1組網(wǎng)幀的所述待組網(wǎng)支點判斷自身的入網(wǎng)資格，如果滿足則加入到網(wǎng)絡中成為第n+1層支點，否則繼續(xù)監(jiān)聽，

其中n = 1.......N；

S7：直至n等于所述最大網(wǎng)絡層數(shù)MaxL或所述組網(wǎng)總時間結束，所述傳輸網(wǎng)絡組網(wǎng)完畢；

S8：所述傳輸網(wǎng)絡在每一個所述組網(wǎng)周期都要進行重復S2~S7，進行動態(tài)組網(wǎng)；

其特征在于：

在所述組網(wǎng)周期中，每一個所述待組網(wǎng)支點按照步驟S2~S8進行組網(wǎng)時，根據(jù)父支點名單，按照如下步驟確認自己的網(wǎng)絡路徑，實現(xiàn)快速組網(wǎng)：

a1：所述待組網(wǎng)支點會在等待接收所述第n+1組網(wǎng)幀的時候，參照所述父支點名單中記錄的父支點和子支點的歷史數(shù)據(jù)，查詢自身在前一周期的組網(wǎng)情況；判斷自身的前周期網(wǎng)絡層數(shù)的網(wǎng)絡狀態(tài)，所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)為所述待組網(wǎng)支點在前一個所述組網(wǎng)周期位于網(wǎng)絡中的層數(shù)；

a2：如果所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)是鎖定狀態(tài)，所述待組網(wǎng)支點會在本組網(wǎng)周期內(nèi)組網(wǎng)時，在自己所在的上級父支點發(fā)出網(wǎng)幀前，提前M 毫秒喚醒自己，完成組網(wǎng)，M為根據(jù)產(chǎn)品的具體性能參數(shù)預設的定值；

a3：如果所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)是非鎖定狀態(tài)，即所述待組網(wǎng)支點所在歷史網(wǎng)絡層數(shù)一直變化，則該支點會在所述網(wǎng)關發(fā)起組網(wǎng)前，提前喚醒自己，嘗試成為MaxL層中的任意一層支點；

a4：每次組網(wǎng)成功后，入網(wǎng)后的所述待組網(wǎng)支點即所述第n+1層支點，會根據(jù)其自身保存的所述父支點名單記錄中的歷史數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整自己的中繼時間，減少支點自身無用中繼時間的損耗。

2.根據(jù)權利要求1所述一種動態(tài)低功耗網(wǎng)絡的構建方法，其特征在于：步驟S2~S8中，所述待組網(wǎng)支點在喚醒自身監(jiān)聽網(wǎng)幀之前，按照以下步驟確定自己的喚醒時間：

b1：所述待組網(wǎng)支點確認自身的所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)的狀態(tài)；

b2：如果所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)是非鎖定狀態(tài)，則該支點的所述喚醒時間設置為0，即所述待組網(wǎng)支點在第0秒喚醒自己；

b3：如果所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)是鎖定狀態(tài)，則所述待組網(wǎng)支點設置自己的喚醒時間，在所述喚醒時間到達時喚醒自身；所述喚醒時間T的設置公式如下：

T = L * t - M

式中：L 為所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)， t為系統(tǒng)中設置的單位時間，M為根據(jù)產(chǎn)品的具體性能參數(shù)預設的內(nèi)部時鐘偏離時間長度，是對于時間同步的糾偏量，單位為毫秒。

3.根據(jù)權利要求1所述一種動態(tài)低功耗網(wǎng)絡的構建方法，其特征在于：步驟a1中，每個所述待組網(wǎng)支點按照以下步驟設置自身的所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)的狀態(tài)：

d1：根據(jù)所述父支點名單中記錄的父支點的歷史數(shù)據(jù)，所述待組網(wǎng)支點找到最近的連續(xù)10次的自身所在的網(wǎng)絡層數(shù)的歷史數(shù)據(jù)；

d2：如果最近的連續(xù)10次的所述網(wǎng)絡層數(shù)的歷史數(shù)據(jù)都是N，則所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)設置為N，且所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)的狀態(tài)設置為鎖定狀態(tài)；否則，所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)設置為空，且所述前周期網(wǎng)絡層數(shù)的狀態(tài)設置為非鎖定狀態(tài)。

4.根據(jù)權利要求1所述一種動態(tài)低功耗網(wǎng)絡的構建方法，其特征在于：步驟a4中，入網(wǎng)后的所述第n+1層支點按照如下步驟對自身的所述中繼時間進行收斂控制：

a4-1：入網(wǎng)后的所述第n+1層支點在其所述父支點名單中記錄的數(shù)據(jù)，找到上一次其作為父支點時的子網(wǎng)絡層數(shù)；

a4-2：所述第n+1層支點根據(jù)上一次其作為父支點時的子網(wǎng)層數(shù)設置為其子網(wǎng)絡預留的所述中繼時間Tr：

Tr = （m+1）* QU * t

式中，m為上一次其作為父支點時的子網(wǎng)層數(shù)，t為系統(tǒng)中設置的單位時間，QU為系統(tǒng)中預設的給單獨的一層子網(wǎng)預留的中繼補償時間。