[發(fā)明專利]一種輕量化的有線Mesh組網(wǎng)設(shè)計方法

有效

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• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113141308B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王培磊;楊汶佼;呂煒;張興明
• 申請（專利權(quán)）人: 之江實驗室
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 張榮鑫

本發(fā)明公開了一種輕量化的有線Mesh組網(wǎng)設(shè)計方法，包括：設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的協(xié)議格式；設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的輸入解析模塊；設(shè)計輕量化有線Mesh組網(wǎng)設(shè)備之間的心跳邏輯模塊；設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)的路由管理模塊；設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的轉(zhuǎn)發(fā)和處理模塊；設(shè)計底層硬件接口管理模塊。本發(fā)明可以極其突出“輕量化”的特征，以C語言實現(xiàn)基本功能只需代碼1K行左右，運行時內(nèi)存數(shù)據(jù)空間占用5K，可以在市面上絕大多數(shù)常用MCU/FPGA當(dāng)中移植。本發(fā)明可以滿足Mesh組網(wǎng)的去中心化、每個節(jié)點都是路由兩大特征，極大提高組網(wǎng)的靈活性、魯棒性，在工業(yè)冗余組網(wǎng)等場景有明顯的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輕量化的有線Mesh組網(wǎng)設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等嵌入式應(yīng)用場景當(dāng)中，單個局域網(wǎng)內(nèi)包含大量的傳感器、控制器和執(zhí)行器等設(shè)備，對于組網(wǎng)的靈活性、魯棒性和成本等都提出了新的要求。傳統(tǒng)的以路由器或網(wǎng)關(guān)為中心的星形組網(wǎng)方式在靈活性、魯棒性和成本上都存在明顯劣勢，當(dāng)前的Mesh組網(wǎng)則存在開發(fā)和維護復(fù)雜、成本高等問題。以上問題限制了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種輕量化的有線Mesh組網(wǎng)設(shè)計方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本申請公開了一種輕量化的有線Mesh組網(wǎng)設(shè)計方法，所述輕量化的有線Mesh組網(wǎng)實現(xiàn)協(xié)議棧代碼量小于10000行，所述輕量化的有線Mesh組網(wǎng)由若干個設(shè)備組成，每個設(shè)備上設(shè)有若干個用于接收或發(fā)送輕量化的有線Mesh消息的端口，所述設(shè)備之間通過端口相互連接，所述設(shè)計方法具體如下步驟：

S1、設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的協(xié)議格式：所述輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息包括消息頭和消息體；

S2、設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的輸入解析模塊：所述輸入解析模塊用于輸入接收到的輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息，獲取輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的消息頭中的消息類型的字段，根據(jù)該字段的值，調(diào)用不同的處理函數(shù)對輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息進行處理；

S3、設(shè)計輕量化有線Mesh組網(wǎng)中設(shè)備之間的心跳邏輯模塊；

S4、設(shè)計輕量化有線Mesh組網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)的路由管理模塊；

S5、設(shè)計輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息的轉(zhuǎn)發(fā)和處理模塊；

S6、設(shè)計底層硬件接口管理模塊。

作為優(yōu)選，所述步驟S1的具體設(shè)計如下：所述消息頭長度為14字節(jié)，所述消息頭的前6字節(jié)的值均為固定的0xff；所述消息頭的第7和第8字節(jié)分別為目的設(shè)備ID的高8位和低8位；所述消息頭的第9和第10字節(jié)分別為輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息整體長度的高8位和低8位；所述消息頭的第11和第12字節(jié)為輕量化有線Mesh網(wǎng)絡(luò)消息最大轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)的高8位和低8位；所述消息頭的第13和14字節(jié)為消息類型的高8位和低8位。

作為優(yōu)選，所述步驟S2中所述的消息類型包括但不限于心跳類型網(wǎng)絡(luò)消息、路由管理類網(wǎng)絡(luò)消息和用戶業(yè)務(wù)消息，所述處理函數(shù)包括但不限于心跳類型網(wǎng)絡(luò)消息處理函數(shù)、路由管理類網(wǎng)絡(luò)消息處理函數(shù)和業(yè)務(wù)消息處理函數(shù)。

作為優(yōu)選，所述步驟S3具體包括以下子步驟：

S31、設(shè)計配置接口：用于配置心跳循環(huán)時間和心跳超時時間；

S32、設(shè)計心跳類型網(wǎng)絡(luò)消息的收發(fā)機制：心跳類型網(wǎng)絡(luò)消息的收發(fā)只維護在端口直接相連的設(shè)備之間，通過中間設(shè)備的端口間接相連的設(shè)備之間接收不到對方發(fā)送的心跳類型網(wǎng)絡(luò)消息；