专利名称：一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法
技术领域：
本发明涉及一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法。
背景技术：
无线通讯日益广泛使用，由多个同频道的通讯点(一个或多个中心及多个子通讯节点)构成一个通讯网络的应用需求日益突出，当网络节点想要发送数据时，如果网络内有数据传输，那么该节点发送数据的任务就会失败，所以，为了避免这种网络冲突，首先要以一定的时间为单位进行侦听，当侦听到网络内没有数据发送时，再发送自己的数据，但是，当多个节点同时想要发送数据，而且都侦听了相同时长的时间，都发现网络内没有数据传输时，就会同时发送数据，这样仍然会造成通讯混乱。I)无线通讯网络:在该网络内所有无线通讯节点均存在一种统一的可以互相无线收发数据的通讯渠道，数据在该无线通讯渠道传送的最小单位是字节，任一节点使用该渠道发送的数据其他各节点均可以收到。2)网络节点:处在无线通讯网络中的任一个结构，该结构内含使用统一无线收发数据的渠道，该结构可以是由台式计算机控制的数据中心，也可以是由内嵌式计算机控制的数据终端，或是各种无线传感器。3)连续数据流:任一节点发送的一串由若干字节组成的数据串，该数据串中任意两个字节之间的时间间隔小于系统定义的某一最小时间单位(比如200ms);也包括某一节点发送一定符合上述规定的数据串后，在小于该最小时间间隔内，另一节点响应该字符串发送符合上述规定的数据串，上述所有由一点单独发送或多点接力发送的在网络内传播的符合上述时间间隔规定数据串称为一个完整的连续数据流；一个完整的连续数据流构成无线通讯网络系统内一个约定的完整信息。4)最小数据间隙时间:无线通讯网络内由任一节点发送数据引起的的无线连续数据流，任意两个字节之间的间隔均小于该时间，这是一个时间门限，前一个在网络内传播的字符串的末尾与后一个在网络内传播的字符串的开始时间间隔大于该门限时，网络内所有能接收到该字符串的节点均认为后一个字符串是网络内一个新的连续数据流的开始。5)数据包:无线通讯网络内由任一节点发送的一串数据，该数据串任意两个字节之间的间隔小于最小数据间隙时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法，用以解决当多个网络节点同时想要发送数据造成的通讯混乱的问题。为实现上述目的，本发明的方案是:一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法，步骤如下:
(I)当有网路节点想要发送数据时，首先侦听一个时间片的时间长度，侦听网路是否空闲，该时间片以网络节点想要发送数据的时间点为起点，所述时间片由一个最小数据间隙时间(Tl)加上一个设定时间(T2)组成，所述设定时间(T2)为5 10个连续字节的传输时间；
(2)若网络节点在其侦听的时间片结束时，侦听到网络是空闲的，则立刻发送数据；若该网络节点在其侦听的时间片结束时，网络没有处于空闲状态，则该网络节点继续以一个时间片为单位进行侦听。若所述步骤(2)中网络节点在发送数据传输前总的侦听时间超过设定的时间门限时，网络仍然未处于空闲状态，则该网络节点放弃该次发送，并进入“休眠”状态，或隔一个设定的等待时间重新开始侦听。若网络节点发送数据后，在所述最小数据间隙时间内没有收到约定的应答，则放弃发送，或休眠关机，或重新侦听和发送。若网络节点发送数据后，在所述最小数据间隙时间内没有收到所述约定的应答，若选择重新侦听发送，则侦听时间片应另加一个随机时间(T3)，所述随机时间(T3)为O到10个连续字节传输时间。若网络节点对另一个网络节点发送的数据串进行所述约定的应答时，从它收到数据串最后一个字节时间算起，到它发出第一个应答数据字节时的时间不得大于最小数据间隙时间。网络内只允许有一个网络节点对另一个网络节点发送的数据串进行的不大于最小数据间隙时间的所述约定的应答。网络节点不需要发送数据时，则进入休眠或关机状态。本发明所达到的有益效果:本发明的控制方法中，网络节点以自己想要发起数据传输的时间点为起点，以时间片为单位周期性的进行网络空闲侦听，即使侦听到网络空闲，也要完整的坚持玩该时间片周期的监测，直到该周期结束时，如果网络空闲，该节点才会发送数据，如果该时间片周期结束时，网络没有空闲，则继续以该时间片为周期继续侦听，这样，当多个节点想要发送数据时，都以自己想要发送数据的时间点作为其侦听时间片的开始时间，有效地避免了多个网络节点“抢发言”而造成的通讯混乱。如果有多个节点同时开始侦听，并发生了发送数据碰撞，在第二轮侦听时通过增加的随机时间，仍能有效避免“抢发言”现象。无线网络内主要的节点均是由电池供电的无线传感器，而数据发送是传感器电量消耗中最主要的一部分，而侦听电量消耗远小于发送电量消耗，本发明的控制方法加强了侦听的作用，保证了侦听有效性，一旦传感器可以发送数据，其发送数据过程就基本不会受其它节点干扰，保证了每个传感器每次发送数据均成功传递到目的地，减少了系统的电量消耗，提高了工作的长期稳定性。
具体实施例方式本申请中，每个网络节点想要发起数据传输前，以一个时间片为单位周期性的侦听网络是否空闲，该时间片包括Tl (最小数据间隙时间)和T2，T2只有Tl的10%到50%，Τ2是为了保证该节点不插入一个正在传输的数据流中，每个网络节点侦听的Τ1+Τ2都是相同的，但当该节点发送数据后，没有在最小数据间隙时间内收到约定的应答时，若选择重新侦听发送，其侦听时间片应另加一个随机时间Τ3，Τ3为O到10个连续字节传输时间。
每个节点想要发起数据传输时，以自己想要发送数据的时间点为起点，以时间片为单位周期性的进行网络空闲侦听，即使网络空闲，该网络节点也不会立刻发送数据，一直要等到该时间片结束时，如果网络依然空闲，该网络节点才会立刻发送数据；当侦听的时间片结束时，如果在刚才侦听的时间片周期内发现网络内有数据传输，该网络节点继续以其自身的时间片为单位周期性地侦听。这样，由于每一个网络节点想要发送数据的时间是独立的，当多个网络节点都在对网络进行侦听时，一旦网络空闲，每个网络节点不会以网络空闲的时间点为起点时间竞争信道，只要各个想要同时发送数据的网络节点之间时差大于一个字节的数据传输时间，一个节点在观察完一个时间片的网络空闲期后，基本可以确信自己发送数据不会受到后来者的干扰，这样就避免了网络冲突造成的通讯混乱。可以测算一下网络内两个节点以小于一个字节时间同步要发送数据的概率:
设定无线网络的数据传输速率为9.6kBPS，一个字节的传输时间为1ms，网络内5000
个节点，每个节点每天发送数据24次，则有两个节点以Ims的时间误差同步发送数据的概率为:5000*24/ (3600*1000*24) =0.001，因此，多个节点同时侦听并发送数据的几率是非常小的，而且即便有多个节点同时开始侦听，并发生了发送数据碰撞，在第二轮侦听时通过增加的随机时间，仍能有效避免“抢发言”现象。本发明的控制方法具体包括如下步骤:
(O网络内任何节点想要发送数据，必须先侦听网络有无数据在传输，侦听是以时间片为单位进行的，时间片长度要大于“最小数据间隙时间(Tl)”，本实施例定义该时间片长度为:1.1*T1或Tl+ (5到10个连续字节传输时间);当第一个时间片内该节点发现网络内有数据在传输，且不是需要该节点响应回答的数据时，该节点即在第一个时间片结束后，以第二个时间片为单位继续侦听网络内数据传输情况，直至该节点发现在某一个时间片结束时无数据在网络内传输，才立即发送自己需要发送的数据。(2)任一网络节点在发起数据传输前的侦听时间可以设定一个时间门限，当超过该门限时，若仍然不能发送数据，可以放弃该次发送，或者可以休眠以节约电能，或隔更长的一段时间后，重新进入“侦听发送”环节；
(3)网络节点发送数据后，通常按系统约定，在最小数据间隙时间需要接收特定的应答，但超过最小数据间隙时间仍没有收到应答，可以选择放弃，或选择休眠关机，也可以选择重新发送，重新发送仍要遵循“侦听发送”机制；
(4)若网络节点发送一串数据而没有收到应答选择重新发送时，仍要遵循“侦听发送”机制，但不同于第一次发送数据前的所有节点都一样的最快侦听时间片，由于没有收到应答而进行的重发，其侦听时间片应附加一个随机时间，这个随机时间分量可以是O到10个字节传输时间；
(5)网络内的节点发送数据后，若需要应答，但得不到应答，进入“侦听发送”机制，这个循环可以设置一个时间门限，超过这个时间门限该节点可以选择放弃，或选择休眠关机。(6)任一网络节点根据约定需要对另一个节点发送的数据串进行响应时，从它收到数据串最后一个字节时间算起，到它发出第一个应答数据字节时的时间不得大于最小数据间隙时间；
(7)任一网络节点发送一个完整的数据串时，其字节之间的间隔不得大于最小数据间隙时间； (8)网络内每一个节点收到不符合约定协议的数据包时可以不予响应；
(9)网络内每一个节点发送的字符串可以在尾部增加校验字符串，该校验字符串可以是通常所用的校验和或CRC校验；
(10)网络内只能有一个节点对网络中传播的数据包进行小于最小数据间隙时间的响
应；
(11)网络内的节点不需要发送数据时，可以休眠或关机。
权利要求
1.一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，步骤如下: (1)当有网路节点想要发送数据时，首先侦听一个时间片的时间长度，侦听网路是否空闲，该时间片以网络节点想要发送数据的时间点为起点，所述时间片由一个最小数据间隙时间(Tl)加上一个设定时间(T2)组成，所述设定时间(T2)为5 10个连续字节的传输时间； (2)若网络节点在其侦听的时间片结束时，侦听到网络是空闲的，则立刻发送数据；若该网络节点在其侦听的时间片结束时，网络没有处于空闲状态，则该网络节点继续以一个时间片为单位进行侦听。
2.根据权利要求1所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，若所述步骤(2)中网络节点在发送数据传输前总的侦听时间超过设定的时间门限时，网络仍然未处于空闲状态，则该网络节点放弃该次发送，并进入“休眠”状态，或隔一个设定的等待时间重新开始侦听。
3.根据权利要求1所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，若网络节点发送数据后，在所述最小数据间隙时间内没有收到约定的应答，则放弃发送，或休眠关机，或重新侦听和发送。
4.根据权利要求3所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，若网络节点发送数据后，在所述最小数据间隙时间内没有收到所述约定的应答，若选择重新侦听发送，则侦听时间片应另加一个随机时间(T3)，所述随机时间(T3)为O到10个连续字节传输时间。
5.根据权利要求4所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，若一个网络节点对另一个网络节点发送的数据串进行所述约定的应答时，从它收到数据串最后一个字节时间算起，到它发出第一个应答数据字节时的时间不得大于最小数据间隙时间。
6.根据权利要求5所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，网络内只允许有一个网络节点对另一个网络节点发送的数据串进行不大于最小数据间隙时间的所述约定的应答。
7.根据权利要求1所述的同频多终端无线通讯网络的通讯方法，其特征在于，网络节点不需要发送数据时，则进入休眠或关机状态。
全文摘要
本发明涉及一种同频多终端无线通讯网络的通讯方法，该方法中网络节点以自己想要发起数据传输的时间点为起点，以一个时间片为单位周期性的进行网络空闲侦听，即使侦听到网络空闲，也要完整的坚持完该时间片周期的监测，直到该周期结束时，如果网络空闲，该节点才会发送数据，如果该时间片周期结束时，网络没有空闲，则继续以该时间片为周期继续侦听，每个网络节点进行侦听的时间片在该节点发现网络空闲并发起数据传输前均一样，当在某个时间片周期发现网络空闲，并随即发送了数据后，若在约定的最小数据间隙时间内没有收到约定的应答，继续侦听时应在原来的时间片增加一个随机时间，避免了多个网络节点“抢发言”而造成的通讯混乱。
文档编号H04W74/08GK103152836SQ20131002468
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者仲志丹, 庞永星 申请人:洛阳乾禾仪器有限公司