基于主从节点通信网络的静默自动组网方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，主节点和各从节点均能监听通信网络中的消息，分析并记录周围发送入网请求的其他从节点，并记录为自己的邻居节点。未入网的从节点检测到其周围的通信网络一段时间内没有消息时，认为此时其周围的通信网络处于静默状态，然后该节点随机选择一个时间点携带自身地址请求入网；主节点依次与其能监听到的申请入网的从节点进行点对点的入网确认；主节点依次与已入网从节点进行点对点通信，获取其记录保存的邻居节点；如果其邻居节点未入网，则尝试与该邻居节点通信进行入网确认；重复上述步骤，直至所有节点的邻居节点的入网确认完成。本发明不需记录从节点通信地址，能自动组网且高效易实现。
【专利说明】基于主从节点通信网络的静默自动组网方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于主从节点通信网络的静默自动组网方法。
【背景技术】
[0002]一个包含单个主节点、多个从节点及通信介质的通信网络被称为主从节点通信网络，其目前常用的通信方式如下:
1、记录汇总部署在通信网络中的所有从节点通信地址；
2、将通信网络中所有从节点的通信地址输入主节点；
3、主节点主动对从节点发起点对点通信，通信成功则记录通信路径，否则增加中继继续尝试通信。
[0003]从上面的通信方式可以看出:1、必须正确记录所有从节点的通信地址，若通信地址记录错误或者漏记，则造成通信失败；2、通信网络本身不具备更新功能，不能主动发现新加入或更换的通信从节点，不具备智能；3、通信路径形成费时，必须遍历每个从节点后才能形成唯一的通信路径。4、若通信路径失效，则需要重新发现路径，通信效率较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高效智能且易于实现的基于主从节点通信网络的静默自动组网方法。
[0005]本发明提供的这种基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，主节点和各个从节点均能监听通信网络中的消息，分析并记录周围发送入网请求的其他从节点，并记录为自己的邻居节点；该方法包括如下步骤:
步骤1，未入网的从节点检测到其周围的通信网络一段时间内没有消息，认为此时其周围的通信网络处于静默状态，然后该节点随机选择一个时间点携带自身地址请求入网；步骤2，主节点依次与其能监听到的申请入网的从节点进行点对点的入网确认；
步骤3，主节点依次与已入网从节点进行点对点通信，获取其记录保存的邻居节点；如果其邻居节点未入网，则尝试与该邻居节点通信进行入网确认；
步骤4，重复步骤I至步骤3，直至所有节点的邻居节点的入网确认完成，该组网完成。
[0006]所述步骤I中从节点携带自身地址向通信网络发送请求入网命令。所述主节点是一次通信过程的发起方和结束方，具备获取从节点的邻居节点信息的功能；基于邻居节点信息，主节点能收敛、优化通信路径，自动形成多条有效通信路径。所述邻居节点是通信过程中，如果A节点发送的信息能被B节点监听到，则A节点称为B节点的邻居节点。所述从节点是一次通信过程的响应方；从节点受所述主节点控制；从节点收到主节点的入网确认命令后，除非入网信息丢失，否则不再主动发送入网请求。
[0007]与现有技术方案相比，本发明具有如下优势:
1、通信网络部署时，不需要记录从节点通信地址，由主节点和从节点相互配合主动完成组网，保证网络中通信地址的准确可靠。组网完成后，主节点可随时反馈通信网络信息。本发明可以随时进行局部网络自更新和网络优化。
[0008]2、本发明的从节点具备判断周围通信网络是否处于静默状态的能力，不仅可以主动进行静默自动组网，而且在通信过程中，由于通讯距离的原因，网络局部也可能处于静默状态，因此有利于局部网络自更新和网络优化。
[0009]3、通信网络中新增通信节点或更换通信节点，本发明能自动发现，不需要人工干预。
[0010]4、本发明进行组网过程中，由于节点监听功能，会形成大量的互为邻居的节点，换句话说，会形成了大量的备用通信路径，因此一条或几条通信路径中断对最终通信效果影响较小。
[0011]5、主节点获取了大量的邻居节点信息，该信息有助于网络优化，对通信网络进行收敛，减少通信中继级数，提高通信效率；此外，该信息还有助于形成主干通信网络(通信可靠性非常好的网络)。通信时，选择主干网络有利于提升通信成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的通信网络简化图。
[0013]图2是本发明的具体实施中一种组网时序图。
[0014]图3是本发明的具体实施中一种组网拓扑图。`【具体实施方式】
[0015]一个包含单个主节点、多个从节点及通信介质的通信网络被称为主从节点通信网络。
[0016]如图1所示，从宏观上看，根据通信过程中是否需要中继及需要中继节点的数量，主从节点通信网络可以划分为多层，将在通信过程中需要同一数量中继节点的从节点划分为一层。此外，将上述从节点归类为某级节点，例如O级节点为能够与主节点直接通信的从节点，其需要中继节点的数量为O个；I级节点为与主节点通信必须通过另一个节点进行中继才能完成的从节点，其需要的中继节点数量为I个；……，以此类推。而从理论上来说，通信时仅有该节点所在层的邻近两个上述网络层能够接收到信息，其余层是无法接收到信息的，因此处于网络存在闲置状态。
[0017]本发明的高效并行组网则利用了该特性，其实现原理如下:
未入网的从节点在检测到网络处于静默状态时，主动发送入网申请；按照上述分层原理，尽管从节点分属于不同网络层，仍可以全网络中所有检测到网络处于静默状态的从节点同时进行入网申请，这样，极大的减少了组网时间。此外，因为所有节点(包括主节点)均能监听并记录发送入网申请的从节点为自己的邻居节点，当主节点需要时，各从节点上报自身保存的邻居节点，供主节点分析使用。这些邻居节点信息也是主节点与从节点通信路由的确定依据。
[0018]下面结合附图2、附图3和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0019]本发明优选在载波通信领域的主从节点通信网络中应用。
[0020]实施例:主节点对未知数量的从节点进行组网。各从节点的邻居节点均入网确认了表明组网的完成。[0021]步骤1，主节点BB主动延时D时间，使整个通信网络处于静默状态。
[0022]步骤2，从节点C1、从节点C2、从节点C3、从节点C4、从节点C5、从节点C6均检测到周围网络已静默Ta时间，处于静默状态。由于这六个从节点均未收到主节点的入网确认，因此在接下来的Tb时间段内，从节点Cl、从节点C2、从节点C3、从节点C4、从节点C5、从节点C6分别随机选择一个时间点携带自身地址向通信网络发送请求入网命令。
[0023]本发明称时间段Tb为入网申请时间段。
[0024]步骤3，在延时的D时间内，主节点分别监听到从节点C2、从节点Cl、从节点C3发送的入网申请。
[0025]步骤4，主节点在等待延时的D时间结束后，主节点向从节点C2发出入网确认，从节点C2进行确认应答；主节点再向从节点Cl发出入网确认，从节点Cl进行确认应答；然后主节点再向从节点C3发出入网确认，从节点C3进行确认应答。
[0026]步骤5，主节点与从节点C2点对点通信获取从节点C2的邻居节点，从节点C2的邻居节点为从节点Cl、从节点C3、从节点C4、从节点C5，有未入网从节点C4和从节点C5。主节点则以从节点C2为中继分别对从节点C4和从节点C5进行入网确认，从节点C4和从节点C5分别进行确认应答。主节点与从节点Cl点对点通信获取从节点Cl的邻居节点，从节点Cl的邻居节点为从节点C2和从节点C4，没有未入网从节点；主节点与从节点C3点对点通信获取从节点C3的邻居节点，从节点C3的邻居节点为从节点C2和从节点C5，没有未入网从节点。
[0027]步骤6，主节点以从节点C2为中继与从节点C4点对点通信获取从节点C4的邻居节点，从节点C4的邻居节点为从节点Cl和从节点C2，没有未入网从节点；主节点以从节点C2为中继与从节点C5点对点通信获取从节点C5的邻居节点，从节点C5的邻居节点为从节点C2、从节点C3和从节点C6，有未`入网从节点C6。主节点则以从节点C2、从节点C5为中继对从节点C6进行入网确认，从节点C6进行确认应答。
[0028]步骤7，主节点以从节点C2、从节点C5为中继与从节点C6点对点通信获取从节点C6的邻居节点，从节点C6的邻居节点为从节点C5，没有未入网节点。
[0029]至此，组网完成。本次组网的网络拓扑结构如图3所示，为一个3级网络的组网拓扑图。
[0030]根据图2可得知，当网络处于静默状态时，不论其与主节点通信所需中继节点的数量是否相同，即不论处于哪一层的网络节点，所有未入网的从节点同时开始并行自动组网，因此本发明的组网时间与层数无关。由此可得组网完成时间的计算公式如(I)所示:
【权利要求】
1.一种基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，其特征在于，主节点和各个从节点均能监听通信网络中的消息，分析并记录周围发送入网请求的其他从节点，并记录为自己的邻居节点；该方法包括如下步骤: 步骤1，未入网的从节点检测到其周围的通信网络一段时间内没有消息，认为此时其周围的通信网络处于静默状态，然后该节点随机选择一个时间点携带自身地址请求入网； 步骤2，主节点依次与其能监听到的申请入网的从节点进行点对点的入网确认； 步骤3，主节点依次与已入网从节点进行点对点通信，获取其记录保存的邻居节点；如果其邻居节点未入网，则尝试与该邻居节点通信进行入网确认； 步骤4，重复步骤I至步骤3，直至所有节点的邻居节点的入网确认完成，该组网完成。
2.根据权利要求1所述的基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，其特征在于，所述步骤I中从节点携带自身地址向通信网络发送请求入网命令。
3.根据权利要求1所述的基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，其特征在于，所述主节点是一次通信过程的发起方和结束方，具备获取从节点的邻居节点信息的功能；基于邻居节点信息，主节点能收敛、优化通信路径，自动形成多条有效通信路径。
4.根据权利要求1所述的基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，其特征在于，所述邻居节点是通信过程中，如果A节点发送的信息能被B节点监听到，则A节点称为B节点的邻居节点。
5.根据权利要求1所述的基于主从节点通信网络的静默自动组网方法，其特征在于，所述从节点是一次通信过程的响应方；从节点受所述主节点控制；从节点收到主节点的入网确认命令后，除非入网信息丢失，否则不再主动发送入网请求。
【文档编号】H04L12/24GK103457812SQ201310414893
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】徐鹏程, 刘连义, 阳武, 范律, 肖林松, 邱仁峰, 张栋 申请人:长沙威胜信息技术有限公司