[发明专利]一种智能消防无线节点之间的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种智能消防无线节点之间的通信方法。

背景技术

对于目前的无线智能通信方法：由于楼层数的增加必然会导致中继节点数的增多，则成本及传输延时必然会受到影响；由于节点数的增加将导致数据的拥堵和碰撞，这将大大降低网络的可靠性；由于考虑研发周期的限制不得不选择星状网络作为拓扑结构，利用中继节点延伸传输距离，但这又将影响到网络的鲁棒性；由于采用星状网络将以轮循方式进行上报数据，却不能在具有传输延迟的情况下做到精确的时间同步，以降低时间的浪费；由于中继节点的设计，又必须考虑设备安装、硬件成本、可靠性强等诸多因素。

发明内容

本发明的目的在于针对现有消防通信技术的不足，提供一种智能消防无线节点之间的通信方法。无线节点之间的通信方法主要依靠网络中的子节点或者中继节点定期向基站节点发送数据包来完成数据传输。无线节点间采用的星状网络通信方法决定了整套系统的稳定性，并以降低延迟时间为前提。通过参考城市内大型楼宇结构，本通信方法分为基站节点运行机制、子节点运行机制、中继节点运行机制几个通信区域，各个通信区域组成各自的无线星状网络，最终通过中继节点将各自区域内的采集信号汇集到基站节点，并以信道的可靠性和鲁棒性为前提实现数据的具体传输和节点故障检测及自愈功能。其具体内容如下：

1、基站节点运行机制

基站节点管理网络，收集子节点发送过来的数据包和上位机发送过来的数据包，判断数据包类型；如是入网请求时向上位机发出入网申请，如是数据包则直接上传数据。当基站向上位机上发数据之后必将收到答复或者是相应的指令，基站节点将以同样的方式做出相应的操作。其具体步骤如下：

步骤1.1.首先电源打开并进行初始化，进入接收状态。

步骤1.2.判断是节点上发数据包还是上位机下发数据包：如果是节点上发数据包，进入步骤1.3；如果是上位机下发数据包，进入步骤1.4。

步骤1.3.判断节点上发数据包的类型：如果属于传感包，则向上位机发送数据包；如果属于入网请求包，则向上位机发送网络查询申请。

步骤1.4.判断上位机下发的数据包类型：如果属于指令包，则向节点发送命令包；如果属于应答包，则向节点发送应答包。

2、子节点运行机制

电源打开后所有子节点有两个状态，入网和未入网。未入网子节点会发送请求入网数据包给主节点并等待其回复。上位机接收到请求入网数据包之后进行判断并决定该子节点能否进入入网模式。一旦子节点进入入网模式，它会周期性的向主节点发送数据并等待回复，若回复确定，子节点进入睡眠模式，否则将回到未入网模式。若上位机长时间未接收到子节点的数据包会将相应子节点从网络中移除。若连一个告知收到的数据包都没有，子节点将增加一个错误记数（bAckError）。当错误记数达到设定值时表明子节点与主节点的连接中断。随后，已入网子节点接收应答包，等待上位机下发指令并做出相应回应，同时进行定时器计数。当子节点定时器超时将发送错误应答包，并进入休眠状态。其具体步骤如下：

步骤2.1.电源打开并初始化。

步骤2.2.在未入网模式下，发送入网请求数据包。

步骤2.3.判断是接收数据包还是拒绝数据包：如果是拒绝数据包，返回步骤2.2；如果是接受数据包，节点进入入网模式，进入步骤2.4。 

步骤2.4.发送传感包，并判断回复收到的信息是否到达：如果是已经到达，就清除ACK错误计数器，然后进入步骤2.5；如果回复收到的信息没有到达，就增加ACK错误计数器的值，然后进入步骤2.6。

步骤2.5.确认回复收到的信息是否已收到：如果是未收到，进入步骤2.2；如果是已收到，进入步骤2.7。

步骤2.6.判断ACK错误计数器是否溢出：如果溢出，进入步骤2.2；如果计数器未溢出，进入步骤2.7。

步骤2.7.进入睡眠模式，等待计时器，并判断计时是否结束：如果计时未结束，依然等待计时器；如果计时器计时结束，进入步骤2.4。

3、中继节点运行机制

为了减少延迟时间，中继节点通过跳频的方式将现有的网络划分成不同的传输区域。Channel 1为中继节点所处传输区域叶子节点的频段，Channel 2为上一级中继或基站所处传输区域的频段。其具体步骤如下：

步骤3.1.对节点进行初始化设置，进入步骤3.2。

步骤3.2.选择Channel1频段并处于接收模式，进入步骤3.3。