用于网格网络的数据转发方法及节点设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络数据通信技术，更具体地，涉及用于网格网络的数据转发方法及节点设备。
【背景技术】
[0002]随着物联技术的发展，越来越多的智能设备接入网络。网格网络(meshnetwork)具有可动态扩展、尚连接性、尚可靠性和尚稳定性的优点，因而越来越受到关注。作为终端的智能设备可以先接入网格网络，然后进一步接入相同或不同类型的其他网络，从而实现智能设备的远程管理、定时控制和参数调节等功能。
[0003]网格网络是包括网络控制器和多个节点的网络架构。网络控制器可以有一个或者几个，网络节点有多个。网络控制器用于节点之间的通信调度和节点与外部网络之间的通信路由。节点可以经由网络控制器访问外部网络。在同一时刻，一般只有一个网络控制器对网络进行控制。现有技术通过广播来实现网格网络，实现的协议不尽相同。例如，可以基于蓝牙协议4.0实现网格网络。
[0004]在网格网络中，利用相邻的节点转发数据，以代替长距离的直接连接，这种通信方式也称为“多跳(mult1-hop)”通信。节点通过转发收到的数据包来实现数据的传递，这种方式可以通过以节点作为中继的方式实现信息的传递。在整个网络中，节点的数据转发都是基于随机延时实现的。然而，频繁的数据转发使得整个网络的功耗可能变得很大。如果不加约束的对数据包进行转发，则甚至会由于数据包碰撞而导致网络的崩溃。
[0005]因此，期望进一步改进网格网络的数据通信控制方法以降低网络设备功耗和减少数据包碰撞。
【发明内容】
[0006]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可以限制数据包转发次数的数据转发方法及节点设备，从而可以实现节能和提高网络通信效率。
[0007]根据本发明的一方面，提供一种用于网格网络的数据转发方法，所述网格网络包括多个节点，所述多个节点中的至少一个节点作为中继节点，用于将源节点产生的数据包转发至目标节点，所述方法包括:根据所述数据包的类型和转发计数，判断是否转发所述数据包，其中，在转发所述数据包时，根据所述数据包的类型进行不同的计数以获得所述转发计数。
[0008]优选地，所述数据包的类型包括命令数据包和状态数据包，以及在转发所述命令数据包时进行递增计数，在转发所述状态数据包时进行递减计数。
[0009]优选地，所述方法还包括获得所述多个节点的网络相对位置。
[0010]优选地所述多个节点包括控制器，所述多个节点的网络相对位置表示所述多个节点与所述控制器之间的最短路径的节点数量。
[0011 ]优选地，在网络初始化期间，所述控制器产生命令数据包，将所述命令数据包经由所述最短路径到达所述多个节点的转发次数作为所述多个节点的网络相对位置。
[0012]优选地，所述多个节点在网络初始化期间存储网络相对位置。
[0013]优选地，所述多个节点在转发命令数据包时更新网络相对位置。
[0014]优选地，将所述源节点的网络相对位置作为所述转发计数的初始值。
[0015]优选地，所述源节点产生状态数据包，并且在产生状态数据包时设置所述转发计数的初始值。
[0016]优选地，判断步骤包括将所述转发计数与参考值相比较。
[0017]优选地，所述数据包为命令数据包，所述参考值为预设的最大值。
[0018]优选地，如果所述转发计数小于等于所述最大值，则转发所述命令数据包，如果所述转发计数大于等于所述最大值，则中止转发所述命令数据包。
[0019]优选地，所述数据包为状态数据包，所述参考值为所述中继节点的网络相对位置。
[0020]优选地，如果所述转发计数大于等于所述中继节点的网络相对位置，则转发所述命令数据包，如果所述转发计数小于所述中继节点的网络相对位置，则中止转发所述命令数据包。
[0021]优选地，所述方法还包括在转发所述数据包之前，进行随机延时。
[0022]根据本发明的另一方面，提供一种用于网格网络的节点设备，所述节点设备在所述网格网络中作为中续节点，用于将源节点产生的数据包转发至目标节点，所述节点设备包括:节点控制器，用于从所述数据包的内容获得数据包类型和转发计数;最大值寄存器，用于存储转发计数的最大值;相对位置标识寄存器，用于节点设备自身的相对位置标识;射频收发器，用于实现所述数据包的接收和发送；以及收发时序控制器，用于为所述射频收发器提供时钟和控制信号，从而实现对所述射频收发器的状态控制，其中，所述节点控制器根据所述数据包的类型和转发计数，判断是否转发所述数据包，在转发所述数据包时，根据所述数据包的类型进行不同的计数以获得所述转发计数。
[0023]优选地，所述节点设备还包括随机延时控制器，用于为所述收发时序控制器提供延时信号。
[0024]优选地，所述节点控制器在网络初始化期间，根据接收到的命令数据包获得所述转发计数的最大值和自身的相对位置标识，并且分别存储在所述最大值寄存器和所述相对位置标识寄存器中。
[0025]优选地，所述多个节点设备在转发命令数据包时更新网络相对位置。
[0026]优选地，所述节点控制器在网络正常工作期间，在接收到数据包之后，根据所述数据包的转发计数和自身的网络相对位置产生用于指示是否转发的控制命令，将该控制命令提供给所述射频转发器，从而控制所述节点设备的转发功能。
[0027]优选地，所述数据包的类型包括命令数据包和状态数据包，所述节点控制器在转发所述命令数据包时进行递增计数，在转发所述状态数据包时进行递减计数。
[0028]优选地，在接收到所述命令数据包时，如果所述转发计数大于等于所述最大值，则所述节点控制器中止转发所述命令数据包。
[0029]优选地，在接收到所述状态数据包时，如果所述转发计数小于等于所述节点设备自身的相对位置标识，则所述节点控制器中止转发所述状态数据包。
[0030]优选地，所述射频收发器为遵循蓝牙协议、WIFI协议、ZigBee中至少一种协议的无线收发器。
[0031]优选地，所述节点设备为选自电视、冰箱、热水器、LED灯、摄像头、监控器、插座和定时器中的一种，并且支持网络连接功能。
[0032]根据本发明实施例的数据转发方法，针对命令数据包和状态数据包，采用不同的处理方式处理数据包的内容。根据数据包的类型和转发计数判断是否转发数据包。由于根据数据包的类型进行不同的计数，因此可以减少无效的数据传送，从而有效地减少网络对数据包的转发次数，从而实现节能和提高网络通信效率。
[0033]在优选的实施例中，将产生数据包的源节点的网络相对位置作为转发计数的初始值，并且在转发命令数据包时进行递增计数，在转发所述状态数据包时进行递减计数。在判断是否转发数据包时，针对命令数据包，采用预设的转发计数最大值为参考值，针对状态数据包，采用该节点自身的网络相对位置为参考值，根据数据包的转发计数和参考值的比较结果判断是否进行转发。该方法可以进一步限制数据包中续的数据传送方向，从而在减少数据包的转发次数的同时，保证数据包的有效转发，从而进一步提高网络通信效率。
[0034]在优选的实施例中，节点设备在转发命令数据时更新该节点设备的网络相对位置标识。由于节点设备可以动态更新节点设备的网络相对位置，因此可以适应于动态变化的网络网络结构。即使在网格网络工作期间，节点设备插入或去除，节点设备也仍然可以有效地适应新的网络结构，正确执行上述数据包的转发。
【附图说明】
[0035]通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0036]图1示出第一类型的网格网络的拓扑结构；
[0037]图2示出第二类型的网格网络的拓扑结构；
[0038]图3示出根据本发明实施例的数据包的数据结构；
[0039]图4示出根据本发明实施例的节点设备的示意性框图；
[0040]图5示出根据本发明实施例的控制器控制方法的流程图；<