[发明专利]通过ZigBee路由节点切换信道维持通信的方法

说明书

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种通过ZigBee路由节点切换信道维持通信的方法，解决了ZigBee网络中因为干扰问题而出现的网络设备断线，不需要重新构建ZigBee网络，极大地增强了ZigBee网络的抗干扰能力，实现了ZigBee网络中断线自动入网的功能。技术方案概括为，ZigBee终端节点受到干扰离线发送信标请求Beacon Request，请求入网，判断ZigBee协调器是否应答，若是，则离线的ZigBee终端节点重新入网，若否，则判断发送信标Beacon Request次数是否超过设定次数，若没有超过设定次数，则移至下一个信道继续发送信标请求Beacon Request，若超过设定次数，则选择桥接信道并发送信标请求，确认桥接路由节点，在桥接信道与桥接路由节点建立通信，桥接路由节点通过切换信道的方式恢复ZigBee通信。适用于解决ZigBee网络故障。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种通过ZigBee路由节点切换信道维持通信的方 法。

背景技术

近20年来，随着物联网技术及应用的蓬勃发展，作为物联网感知层的无线传感器网络 (Wireless Sensor Networks，简称WSN)重要性日益凸显。无线传感器网络能够获取物理 量、化学量、生物量等客观信息，广泛应用于国防军事、工业控制、农业生产、城市管理、 生物医疗、环境检测等领域，应用市场容量大，前景广阔。

ZigBee技术是WSN领域最重要的无线通信技术之一，它采用IEEE802.15.4标准，具有功 耗低、网络容量大、自组网、网络自愈的特点，在物联网中应用越来越广泛。ZigBee主要工 作在2.4GHz的免费频段上，它将2.4GHz的免费频段划分为16个信道，每个信道带宽5MHz 且相互不交错。

在ZigBee的应用系统中，当两个节点之间由于距离问题无法通信时，就必须增加路由节 点通过桥接的方式维持通信，这也是WIFI、BT等通信系统中常用的方式，如2014年9月25 日公开的一篇公开号为CN104320314A，名称为《一种基于多网络通信架构的智能家居系统》 的专利申请中提到的“带有中继桥接的AP无线通信模块”，其特点是相关的3个节点工作在 同一信道，可以解决通信距离问题，但无法对抗该信道中新增干扰。

2.4GHz免费频段同时开放给WIFI、BlueTooth使用。这样，在同一空间中ZigBee、WIFI、 BlueTooth三种无线通信技术就存在相互干扰问题。由于ZigBee技术发射功率在上述三种无 线通信技术中最低，因此更容易受到干扰而导致通信失败，影响整个ZigBee网络系统的正常 运行。

如图1所示，原有ZigBee网络，所在信道为ZigBee的第20信道(频率范围为2447.5MHz～ 2452.5MHz),其网络空间为A0。在ZigBee网络空间A0中，有ZigBee协调器节点C、ZigBee 路由器节点R1～R5、ZigBee终端节点N1～N9、WIFI设备W1～W3。W1在ZigBee网络节点N1、 N2、R2、C附近，其所在的WIFI网络空间A1与ZigBee网络空间A0部分重合，W1所在信道 为WIFI的第13信道(频率范围为2462MHz～2482MHz)。W2在ZigBee网络节点R4、R5、N7 附近，其所在的WIFI网络空间A2与ZigBee网络空间A0部分重合，W2所在信道为WIFI的 第1信道(频率范围为2402MHz～2422MHz)。W3在ZigBee网络节点N7、N8、R1附近，其所 在的WIFI网络空间A3与ZigBee网络空间A0部分重合，W3所在信道为WIFI的第5信道(频 率范围为2422MHz～2442MHz)。

这个ZigBee网络建成后，随着时间的推移、物联网应用的发展，其网络空间A0中新增 一个WIFI设备W4。如图2所示，W4在ZigBee网络节点N6附近，其所在的WIFI网络空间 A4与ZigBee网络空间A0部分重合，W4所在信道为WIFI的第9信道(频率范围为2442MHz～2462MHz)。