一种蓝牙散射网的拓扑结构及其构建方法、电子设备与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种蓝牙散射网的拓扑结构及其构建方法、电子设备。

背景技术：

1、物联网(iot)技术的快速发展和广泛应用已经确立了蓝牙低功耗(ble)作为连接各种智能设备的关键促进技术。ble的显着优势包括低功耗、成本效益、广泛的兼容性和广泛的应用潜力，使其在智能家居、医疗保健和工业控制等领域中不可或缺。然而，蓝牙技术的持续演变，在旧设备的基础上引入了新设备和新标准，使应用场景的日益复杂，对网络配置的设计同样带了挑战，包括路由协议、蓝牙网络的拓扑结构、传输路径等。

2、其中蓝牙网络的拓扑结构可以分为树形结构、环形结构和网状拓扑结构。树形结构简单且适合创建散射网，环形拓扑提供了简单的路由，但随着网络扩展，传输路径可能会变长，而网状连接可以通过缩短路径来减少数据包延迟，但在形成过程中也会带来复杂性；以上三种拓扑结构无法满足日益复杂的应用场景。一种新方法将树形、环形或网状结构整合到专门的形式中以应对这一问题。例如，混合环树(hrt)结构在密集区域部署环型子网，并将树形子网延伸到稀疏区域。另一项创新是双环树(drt)拓扑，适合在单跳或多跳通信场景中构建分布式散射网。此外，还有将网状和环型子网集成的努力，探索一种混合网状环形拓扑，以优化单一配置中的网状连接。

3、参见专利申请公布号cn 102137405 a的一种构造网络拓扑结构的方法及装置，其公开了以下方法，包括接收网络拓扑的构造信息，所述构造信息包括网络拓扑的节点位置信息；依据所述构造信息将所述网络拓扑中的网络节点构造为初始树型拓扑结构；在所述初始树型拓扑结构中选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点作为备选环节点；依据所述备选环节点将初始树型拓扑结构更新为带环网络拓扑结构。其虽然，能满足不同实际应用场景下网络拓扑的构造需求，提升网络规划的效率和质量，提高了中心网络节点的可靠性。但其在带环网络拓扑结构中，每一个树型拓扑结构主要通过主节点桥接，主节点需要处理来其他自树型拓扑结构的主节点的数据包，并负责转发数据包到目标节点，特别是在高流量负载的时候容易导致网络的响应时间延迟或数据传输速度下降，无法实现高效的信息传输。

技术实现思路

1、为此，需要提供一种实现高效的信息传输的蓝牙散射网的拓扑结构。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种蓝牙散射网的拓扑结构，其包括若干个微微网，每一所述微微网包括主节点以及和与主节点连接的从节点，所述从节点包括单一从节点、环内桥接节点、环间桥接节点；

3、若干个的微微网组成多个环型子网；

4、在同一环型子网内，相邻两个微微网共享环内桥接节点，以使同一环型子网内共享环内桥接节点的两个相邻的微微网通过该环内桥接节点连接；

5、多个环型子网嵌套设置，相邻环型子网中，内环型子网中至少具有一微微网与外环型子网的微微网共享环间桥接节点，以使相邻环型子网中共享环间桥接节点的两个微微网通过该环间桥接节点连接。

6、进一步地，每一所述环型子网最多具有3个微微网。

7、进一步地，相邻所述环型子网中，内环型子网中的每一微微网均与外环型子网的每一微微网均具有共享环间桥接节点，以使相邻环型子网中共享环间桥接节点的两个微微网通过该环间桥接节点连接。

8、进一步地，每一所述从节点允许加入的微微网的数量最多为两个。

9、一种蓝牙散射网的拓扑结构的构建方法，构建上述的蓝牙散射网的拓扑结构，其包括以下步骤：

10、在蓝牙网络上通过领导者选举选择一个节点作为协调器，所述协调器收集的蓝牙网络上所有节点信息；

11、根据协调器收集的节点信息和预定的建设规则确定环型子网的数量；

12、根据环型子网的数量，将按邻居数排列在前的节点作为主节点，主节点根据角色表向其他节点发起单播连接请求，建立微微网；

13、将同一环型子网内两个相邻的微微网共享的从节点激活形成环内桥接节点，以使两个相邻的微微通过该环内桥接节点连接；

14、将相邻环型子网中两个微微网共享的从节点激活形成环间桥接节点，以使相邻环型子网中的两个微微网通过该环间桥接节点连接；

15、形成蓝牙散射网的拓扑结构。

16、进一步地，还包括根据所述协调器收集的蓝牙网络上所有节点信息，基于自动路由协议为每一节点分配一个唯一的路由地址，所述路由地址包括环型子网地址和微微网地址。

17、进一步地，所述在蓝牙网络上通过领导者选举选择一个节点作为协调器，所述协调器收集的蓝牙网络上所有节点信息的步骤，包括以下步骤：

18、每一节点与其他节点交换广播消息收集邻居节点的节点信息；

19、每一节点收到邻居节点的广播消息，更新邻居表中的邻居数；

20、在让拥有较多邻居数的节点重复以上步骤，并收集该节点所拥有的邻居节点的节点信息，将较少邻居数的节点封锁；

21、直至产生协调器，所述协调器收集的蓝牙网络上所有节点信息。

22、进一步地，所述根据协调器收集的节点信息和预定的建设规则确定环型子网的数量的步骤，包括以下步骤：

23、若节点数目为n，环型子网为nr；

24、设定建设规则；

25、根据建设规则获得环型子网的数量的范围；

26、选择nr的最小的值为环型子网的数量；

27、所述建设规则包括：

28、每个节点允许加入的微微网的数量最多为两个；

29、设定同一环型子网内，相邻的微微网间的环内桥接节点的个数；

30、设定相邻环型子网中，内环型子网中的微微网与对应的连接的外环型子网的微微网的环间桥接节点个数。

31、进一步地，所述根据环型子网的数量，将按邻居数排列在前的节点作为主节点，主节点根据角色表向其他节点发起单播连接请求，建立微微网的步骤，包括以下步骤：

32、根据环型子网的数量，确定建立微微网的个数；

33、根据微微网的个数，将按邻居数排列在前的节点作为主节点；

34、根据建设规则，协调器为每一主节点计算出一张角色表，来记录与每一主节点对应的微微网中各个节点所扮演的角色，所述角色包括从节点、环内桥接节点、环间桥接节点，并将对应的角色表发送给主节点；

35、主节点根据角色表向角色表中的节点发起单播连接请求，建立微微网。

36、电子设备，其包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的蓝牙散射网的拓扑结构的构建方法的步骤。

37、区别于现有技术，上述技术方案采用一种新的去中心化策略，将不同微微网通过s/s桥接(将从节点做为桥接节点连接不同微微网)，通过使用桥接节点可以创建更广泛的多跳子网；在高效地组织各个微微网，将其组成多个环型子网，多个环型子网嵌套设置，形成内部桥接和外部桥接的双重连接，使每一微微网的主节点可以通过网桥节点到达其他主节点，以实现每一环型子网内微微网的通信和环型子网之间微微网的通信，从而增强网络的连接性和覆盖范围，提供了更高的抗拓扑变化的鲁棒性，并且提高网络的吞吐量，优化了路由路径，减少了开销，并改善了蓝牙散射网的网络效率，实现高效的信息传输。