一种智能无线调控的物联网网络连接系统及其方法与流程

文档序号:15686302发布日期:2018-10-16 21:05阅读:162来源:国知局
本发明属于网络
技术领域
:,涉及物联网网络结构,用于实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别、连接和管理。
背景技术
::物联网iot通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别、连接和管理。物联网是智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络、智能信息处理的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用,物联网也被视为互联网的应用拓展。当前,物联网的发展处于起步阶段,在实施应用过程中都是以特定行业为背景构建专用的网络连接系统,彼此之间信息难以共享,比如:在行业a领域部署的系统和行业b领域部署的系统之间,各自系统独立,跨行业的物联网应用难以部署。其次,还存在无线信号连接强度不稳定,导致物联网连接系统不灵活、不可靠;连接点数少,连网速度慢、不可靠;联网的设备成本高、耗电高、设备使用寿命短等问题。技术实现要素:本发明目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种智能无线调控的物联网网络连接系统及其方法,提供一种zigbee无线网络,实现以智能模块为核心,利用传感技术、安全防范技术、自动控制技术、网络通信技术,将与工作、生活有关的设施设备联合起来,构建高效的工作环境与家庭日程事务的管理系统,提升工作环境和家居安全性、便利性、舒适性,实现环保节能的工作和居住环境。本发明解决技术问题采用如下技术方案:zigbee(802.15.4)由于其低耗电、低成本之特性,使其用工业及家庭自动控制领域之应用较其他无线传输技术更具优势,举凡保全、定位、环境监测与健康照明等,皆相当适合zigbee无线网络应用。zigbee无线网络包含两种不同单元所制定之通讯标准,一则为zigbee联盟所主导的标准,其定义了网络层(networklayer)、安全层(securitylayer)以及应用层(applicationlayer),而另外一个则是由国际电子电机工程学会(ieee)所制定的802.15.4标准,其定义了物理层(phylayer)以及媒体存取层(maclayer)。基于ieee802.15.4的规格下,zigbee联盟规定了,网络层、应用层、安全层的规则。其中,网络层负责网络机制的建立于管理,并具有自我组织路由路径,以及自我修复路由路径的功能。在网络层中,zigbee标准定义前閘道器、路由器以及終端装置。閘道器(coordinator)负责zigbee无线网络的建立(panformation;personalareanetworkformation),以及网络位址(networkaddress)的分配。其次,路由器(router)主要负责找寻、建立,以及修复资料封包的路由路径、并负责传送资料封包。终端装置(enddevice)则只能选择加入已经形成的zigbee无线网络(pan),终端装置可以收送资料,但不能转送封包(routing)。一种智能无线调控的物联网网络连接系统及其方法,其特征在于,加入网络包括以下步骤:s1、选择需要用于连接到zigbee无线网络中的设备;s2、选择需要加入zigbee无线网络的频道(router/device);s3、zigbee无线网络接收到s2步骤提出申请加入后,等待zigbee无线网络的回应,所述回应有2种结果方式,第一种是无回应,无回应后调频到s2步骤重新申请加入网络,第二种是有回应,有回应可以进入s4步进行下一步操作;s4、申请加入网络通过有回应后,为了优化网络连接,选择最佳回应rssi或层级较少的coordinator/router加入;s5、router將新node相關資料送至coordinator;s6、coordinator判斷是否允許新node加入;s7、选择是否加入网络,有2中选择,一种是选择“可”指可以加入网络,进入s8步骤,一种是选择“否”指不可以加入网络调频到s2步骤;s8、建立routingtable,指定shortaddress并传送給新node。所述回应是指网络连接信号的强弱,信号越强回应就越佳,信号越弱回应就越少或直接没有回应。无线网络传送资料步骤:s1、根據routingtable定時檢查相關node;s2、判断网络是否存在,选择“不存在”就直接忽略,中止接下来的步骤;选择“存在”可以进入s3步骤;s3、送出资料,等待ack;s4、ack进行判断,当判断为non-ack时,可以进入s5步骤;s5、送出资料,等待ack;s6、ack进行再次判断,当判断为non-ack时,可以进入传送资料,当判断为ack时返回到s1步骤。无线网络连接检查步骤,有两条流程线:第一条流程线:s1、选择定时check是否被检查;s2、根据s1步骤的要求反馈结果,有2种结果,一种是“被检查”指代已经检查过,返回到上一步s1,另一种是“无检查”指代没有经过检查,进入下一步s3步骤;s3、对于“无检查”的结果,要求router检查;s4、要求router检查后,有2种结果,一种是“被检查”指要求router检查后已经被检查,返回到s1步骤,另一种是“无检查”指要求router检查后还是没有进行检查,最后直接反馈到设备;第二条流程线:s1、根据routingtable定时检查相关nobe;s2、根据s1步骤得到2个结果,一种是“收到回应”指已经定时检查,返回s1步骤;另一种是“无回应”指没有经过检测,进入s3步骤;s3、从routingtable删除node相关资料。虽然zigbee可以用上述的配置能解决现有的部分技术问题。如可大幅节省终端装置的使用电能,而且也可以延长终端装置待命工作时间,然而,在实际运用中会有下述几个缺点:1、当终端装置数量非常庞大时,如果所有的终端装置均同时待命运作,閘道器及路由器的负荷会相当沉重,将造成网络频宽不好使用,整体效能会降低,且封包碰撞(collision)及因其某些使用频段与wifi相重叠,其噪音干扰(noiseinterference)的问题将随终端装置的数量增加而整体效能下降。2、虽然zigbee在原始设计时便以低耗电为考虑,然而由于终端装置需要长时间随时待命运作,其电量消耗量仍较高,无法长时间延长待命工作时间。本发明具有如下有益效果:1、无线讯号强度先连接并建立路径表;如果讯号强度差不多,就依据网络拓扑结构层数较少的优先;另外在讯号位置较好的装置也会直接连接至协调器上。2、设备终端联网速度快,双向传输信号,不易掉网,再加入联网或是踢除局网瞬间完成,连接点数可超过65000点。附图说明图1是本发明加入网络流程示意图;图2是本发明传送资料流程示意图;图3是本发明连接检查流程示意图;具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图图1、图2和图3对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。实施例1准备好相关的智能芯片、智能模块、智能协调器、智能网关和关联设备进行试验,且设备之间采用无线连接方式进行关联,各设备调整好网络,使用zigbee无线网络,调整好频道。一种智能无线调控的物联网网络连接系统及其方法,加入网络包括以下步骤:s1、选择需要用于连接到zigbee无线网络中的设备;s2、选择需要加入zigbee无线网络的频道(router/device);s3、zigbee无线网络接收到s2步骤提出申请加入后,等待zigbee无线网络的回应,所述回应有2种结果方式,第一种是无回应,无回应后调频到s2步骤重新申请加入网络,第二种是有回应,有回应可以进入s4步进行下一步操作;s4、申请加入网络通过有回应后,为了优化网络连接,选择最佳回应rssi或层级较少的coordinator/router加入;s5、router將新node相關資料送至coordinator;s6、coordinator判斷是否允許新node加入;s7、选择是否加入网络,有2中选择,一种是选择“可”指可以加入网络,进入s8步骤,一种是选择“否”指不可以加入网络调频到s2步骤;s8、建立routingtable,指定shortaddress并传送給新node。所述回应是指网络连接信号的强弱,信号越强回应就越佳,信号越弱回应就越少或直接没有回应。无线网络传送资料步骤:s1、根據routingtable定時檢查相關node;s2、判断网络是否存在,选择“不存在”就直接忽略,中止接下来的步骤;选择“存在”可以进入s3步骤;s3、送出资料,等待ack;s4、ack进行判断,当判断为non-ack时,可以进入s5步骤;s5、送出资料,等待ack;s6、ack进行再次判断,当判断为non-ack时,可以进入传送资料,当判断为ack时返回到s1步骤。无线网络连接检查步骤,有两条流程线:第一条流程线:s1、选择定时check是否被检查;s2、根据s1步骤的要求反馈结果,有2种结果,一种是“被检查”指代已经检查过,返回到上一步s1,另一种是“无检查”指代没有经过检查,进入下一步s3步骤;s3、对于“无检查”的结果,要求router检查;s4、要求router检查后,有2种结果,一种是“被检查”指要求router检查后已经被检查,返回到s1步骤,另一种是“无检查”指要求router检查后还是没有进行检查,最后直接反馈到设备;第二条流程线:s1、根据routingtable定时检查相关nobe;s2、根据s1步骤得到2个结果,一种是“收到回应”指已经定时检查,返回s1步骤;另一种是“无回应”指没有经过检测,进入s3步骤;s3、从routingtable删除node相关资料。通过实验,查看各种记录的数据参数得出:1、无线讯号强度先连接并建立路径表;如果讯号强度差不多,就依据网络拓扑结构层数较少的优先;另外在讯号位置较好的装置也会直接连接至协调器上。2、设备终端联网速度快,双向传输信号,不易掉网,再加入联网或是踢除局网瞬间完成,连接点数可超过65000点。虽然zigbee可以用上述的配置能解决现有的部分技术问题。如可大幅节省终端装置的使用电能,而且也可以延长终端装置待命工作时间,然而,在实际运用中会有下述几个缺点:1、当终端装置数量非常庞大时,如果所有的终端装置均同时待命运作,閘道器及路由器的负荷会相当沉重,将造成网络频宽不好使用,整体效能会降低,且封包碰撞(collision)及因其某些使用频段与wifi相重叠,其噪音干扰(noiseinterference)的问题将随终端装置的数量增加而整体效能下降。2、虽然zigbee在原始设计时便以低耗电为考虑,然而由于终端装置需要长时间随时待命运作,其电量消耗量仍较高,无法长时间延长待命工作时间。以上实施例的先后顺序仅为便于描述,不代表实施例的优劣。最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12当前第1页12
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