一种时间通道抢占方法、装置以及计算机存储介质与流程

本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种时间通道抢占方法、装置以及计算机存储介质。

背景技术：

无线通信系统被广泛部署以提供各种类型的通信内容，诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等等。这些系统能够通过共享共用的系统资源(例如，时间、频率、功率和通道资源)来支持与多个用户的通信。

然而，部分无线通信系统只搭载了一个时间通道，多个用户同时使用同一时间通道进行通信，目前没有提出一种高效的时间通道使用方式，容易造成时间通道使用率较低，影响通信效率。

技术实现要素：

本申请提供了一种时间通道抢占方法、装置以及计算机存储介质。

本申请提供了一种时间通道抢占方法，所述时间通道抢占方法应用于一种采集器，所述时间通道抢占方法包括：

获取待传输数据包大小，以及实时传输速率；

判断在自身的时间通道使用时间内是否可以完成所述待传输数据包的传输；

若否，则向网关发送占用请求指令，以使所述网关根据所述占用请求指令返回包含占用标记的应答包；

基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包直至传输完成或者所述占用标记改变。

其中，所述占用标记包括目标仪器地址；

所述基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包，包括：

获取所述占用标记中的目标仪器地址；

判断所述目标仪器地址是否为自身的仪器地址；

若否，则抢占失败，在自身的时间通道使用时间结束后，停止所述待传输数据包的传输；

若是，则抢占成功，在自身的时间通道使用时间结束后，继续所述传输数据包的传输。

其中，所述停止所述待传输数据包的传输，包括：

停止所述待传输数据包，且不给所述网关发送任意信息；

持续监听所述网关发送的应答包，直至监听到的应答包中的目标仪器地址与自身的仪器地址一致时，开始所述待传输数据包的传输。

其中，所述基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包直至传输完成或者所述占用标记改变之后，包括：

当所述占用标记改变时，判断所述待传输数据包是否传输完成；

若是，则传输成功；

若否，则传输失败，获取剩余未传输的待传输数据，在自身的下一个时间通道使用时间继续传输所述剩余未传输的待传输数据。

本申请还提供了另一种时间通道抢占方法，所述时间通道抢占方法应用于一种时间同步无线网络，所述时间同步无线网络至少包括网关、第一采集器以及第二采集器，所述网关分别与所述第一采集器、所述第二采集器通信连接；

所述时间通道抢占方法，包括：

所述第一采集器获取待传输数据包大小，以及实时传输速率；

所述第一采集器判断在自身的时间通道使用时间内无法完成所述待传输数据包的传输时，向所述网关发送占用请求指令；

所述网关基于所述占用请求指令生成包含占用标记的应答包，并发送给所述第一采集器和所述第二采集器；

在所述第一采集器的时间通道使用时间结束后，所述第一采集器在所述第二采集器的时间通道使用时间内基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包；

在所述待传输数据包传输完成或者所述占用标记改变后，所述第二采集器在自身的时间通道使用时间内传输数据包。

其中，所述占用标记包括目标仪器地址；

所述网关基于所述占用请求指令生成包含占用标记的应答包，包括：

所述网关获取所述第一采集器的仪器地址，以及所述第二采集器的仪器地址；

所述网关判断所述第一采集器的占用请求指令是否合法；

若是，所述网关将所述第一采集器的仪器地址作为所述目标仪器地址，生成包含所述目标仪器地址的应答包；

若否，在所述第一采集器的时间通道使用时间结束后，所述网关将所述第二采集器的仪器地址作为所述目标仪器地址，生成包含所述目标仪器地址的应答包。

其中，所述网关判断所述第一采集器的占用请求指令是否合法，包括：

所述网关基于所述占用请求指令获取所述第一采集器需要占用的时间大小；

所述网关获取所述第二采集器传输数据包的时间大小，判断所述第二采集器的时间通道使用时间与传输数据包的时间差值是否大于等于所述第一采集器需要占用的时间大小；

若是，所述网关确认所述第一采集器的占用请求指令合法。

本申请还提供了一种通信装置，所述通信装置包括获取模块、占用模块以及传输模块；其中，

所述获取模块，用于获取待传输数据包大小，以及实时传输速率；

所述占用模块，用于在自身的时间通道使用时间内无法完成所述待传输数据包的传输时，向网关发送占用请求指令，以使所述网关根据所述占用请求指令返回包含占用标记的应答包；

所述传输模块，用于基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包直至传输完成或者所述占用标记改变。

本申请还提供了另一种通信装置，所述通信装置包括存储器和处理器，其中，所述存储器与所述处理器耦接；

其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如上述的时间通道抢占方法。

本申请还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被处理器执行时，用以实现如上述的时间通道抢占方法。

本申请的有益效果是：通信装置获取待传输数据包大小，以及实时传输速率；判断在自身的时间通道使用时间内是否可以完成待传输数据包的传输；若否，则向网关发送占用请求指令，以使网关根据占用请求指令返回包含占用标记的应答包；基于占用标记继续传输待传输数据包直至传输完成或者占用标记改变。通过上述方式，本申请的时间通道抢占方法通过向网关申请占用其他采集器的时间通道使用时间，能够有效提高通信效率和时间通道的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的时间通道抢占方法一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的时间通道抢占方法另一实施例的流程示意图；

图3是本申请提供的通信装置一实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的通信装置另一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的时间通道抢占方法可以应用于冷链运输领域，具体地，时间通道抢占方法中所提及的网关和/或采集器可以安装在冷链环境中。采集器具体可以为一种温湿度检测装置，温湿度检测装置可以放置在冷链环境中，以获取冷链环境中待测对象的温度信息和/或湿度信息。本申请实施例的采集器与预设通信范围内的无线网关建立无线信道连接，其中，一个无线网关可以通信连接多个本申请提供的采集器，以实现一对多通讯。

其中，无线网关和/或采集器所采用的通信模组采用四码合一技术(条码、二维码、rfid、interbow)，将2g传输提升至4g传输，同时可使用nb-iot传输。

在冷链过程中，贮藏待测对象的载体一般为冷藏设备或冷链箱等。冷藏设备可以为冰箱、冰柜或冷藏室等，冷藏设备主要用于存放药品、疫苗或其它需要冷链运输的物品。例如，采集器可以安装在冷藏设备内部或外部，采集器用于采集冷藏设备内部环境或外部环境的温度信息和/或湿度信息。采集器采集到冷藏设备内部环境或外部环境的温度信息和/或湿度信息后，将温度信息和/或湿度信息发送至已连接的无线网关，以通过无线网关将温度信息和/或湿度信息上传至远程服务器。

基于冷链运输的基础原理，本申请进一步提供了一种时间通道抢占方法，具体请参阅图1，图1是本申请提供的时间通道抢占方法一实施例的流程示意图。

本申请的时间通道抢占方法应用于一种通信装置，其中，本申请的通信装置可以为服务器，也可以为终端设备，还可以为由服务器和终端设备相互配合的系统。相应地，电子设备包括的各个部分，例如各个单元、子单元、模块、子模块可以全部设置于服务器中，也可以全部设置于终端设备中，还可以分别设置于服务器和终端设备中。

进一步地，上述服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块，例如用来提供分布式服务器的软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。在一些可能的实现方式中，本申请实施例的时间通道抢占方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。具体地，本申请实施例的通信装置可以为一种采集器，如温湿度检测装置。

如图1所示，本申请实施例的时间通道抢占方法具体包括以下步骤：

步骤s101：获取待传输数据包大小，以及实时传输速率。

其中，采集器获取自身任务队列中待传输数据包的数据大小，以及使用时间通道的实时传输速率。实时传输速率具体可以为实时平均传输速率，也可以为实时峰值传输速率。

步骤s102：判断在自身的时间通道使用时间内是否可以完成待传输数据包的传输。

其中，采集器获取自身的时间通道使用时间的时长，通过实时传输速率以及时长计算在时间通道使用时间内可以传输的数据包大小，或者通过实时传输速率以及待传输数据包的数据大小计算传输完成待传输数据包所需要的时长。

采集器可以基于上述任一计算结果判断在自身的时间通道使用时间内是否可以完成待传输数据包的传输；若判断结果为是，则仅需要在自身的时间通道使用时间内传输待传输数据包；若判断结果为否，则进入步骤s103。

步骤s103：向网关发送占用请求指令，以使网关根据占用请求指令返回包含占用标记的应答包。

其中，采集器向网关发送占用请求指令，基于该占用请求指令请求占用下一个时间通道序号对应的采集器的时间通道使用时间。

网关接收到采集器的占用请求指令后，检验该占用请求指令是否合理合法，具体可以检验下一个时间通道序号对应的采集器是否在被占用部分使用时间后，还能够完成待传输数据包的完整传输。若网关检验结果为允许采集器的占用请求，网关可以根据占用请求指令返回包括占用标记的应答包，其中，占用标记与采集器的仪器标记一一对应。

需要说明的是，网关生成包括占用标记的应答包后，将应答包广播给所有成功连接的采集器。采集器接收到应答包后，可以解析出应答包中的占用标记，当占用标记与自身的仪器标记对应时，则可以在当前的时间通道使用时间传输数据。由于每个占用标记只能对应一个采集器的仪器标记，可以保证在同一时刻，仅有一个采集器执行传输数据的任务，有效避免数据堵塞，防止数据丢失。另外，若网关广播的应答包中没有占用标记，则多个采集器可以按照网关事先分配的时间通道序号的顺序一一执行传输数据的任务。

具体地，网关分配多个采集器的时间通道序号的方式请继续参阅以下过程：网关成功连接上多个采集器后，获取多个采集器的设备信息，然后根据多个采集器的设备信息分配每一个采集器的时间通道序号。其中，设备信息可以包括采集器的传输速率，与网关的连接顺序和/或注册顺序。上述设备信息可以作为网关分配时间通道序号的参考因素，例如，网关可以根据采集器的传输速率决定相邻时间通道序号的采集器之间的时间通道间隔，以及根据与网关的连接顺序和/或注册顺序决定多个采集器的时间通道序号。

需要说明的是，本申请实施例的网关和/或采集器所使用的单片机采用32位低功耗、高性能的msp432作为mcu(microcontrollerunit，微控制单元)，其包含了一个基于armcortexm4f内核的新型32位处理器系列，可提供与数个rtos解决方案。传输模块采用cc1310，内部高度集成了电流消耗超低的有源rf(radiofrequency，射频)和mcu，在传感网络中，产品通讯距离将达到zigbee的10倍以上，功耗只有zigbee的1/5。另外，传输模块可以采用433m无线模块，其数据发射模块的工作频率为315m，采用声表谐振器saw稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。通信协议采用自主设计的interbow协议进行组网，并加入aes256加密协处理芯片，内置国家商用密码管理办公室授权的密钥系统，实现安全传输。网关内置gps+lbs双重定位，保证行车定位的准确性，同时interbow协议加入室内定位特有算法，保证网关和采集器在业务使用中便捷、高效、实时、无需人员干预的流转。

步骤s104：基于占用标记继续传输待传输数据包直至传输完成或者占用标记改变。

其中，采集器检验应答包中的占用标记是否与自身的仪器标记对应，若检验结果为是，则采集器在自身的时间通道使用时间结束后，还可以继续传输待传输数据包，直至待传输数据包传输完成，或者监听到最新应答包中的占用标记与自身的仪器标记不对应。

具体地，本申请实施例的占用标记可以包括目标仪器地址，采集器的仪器地址体现了采集器的设备地址，设备地址是一串用于标识设备身份识别的数字，在通信系统中，设备地址是用来唯一识别一个物理设备的，如tcp/ip网络中的mac地址、传统蓝牙中的蓝牙地址等。因此，采集器可以通过检验应答包中目标仪器地址是否与自身的仪器地址一致；若一致，则说明抢占成功，允许继续传输待传输数据；若不一致，则说明抢占失败，采集器应当在自身的时间通道使用时间结束后，停止待传输数据包的传输。

另外，在抢占失败后，采集器一方面停止待传输数据包，另一方面不再给网关发送任意信息，保证其他采集器对时间通道的唯一占用。本申请实施例的采集器可以持续监听网关广播的应答包，直至监听到应答包中的目标仪器地址与自身的仪器地址一致时，则开始待传输数据包的传输。具体地，在抢占失败的情况下，采集器可以选择在自身的下一个时间通道使用时间开始时继续传输剩余未传输的数据，也可以在后续空闲的时间通道使用时间内再选择重传待传输数据。

在本申请实施例中，通信装置，即采集器获取待传输数据包大小，以及实时传输速率；判断在自身的时间通道使用时间内是否可以完成待传输数据包的传输；若否，则向网关发送占用请求指令，以使网关根据占用请求指令返回包含占用标记的应答包；基于占用标记继续传输待传输数据包直至传输完成或者占用标记改变。通过上述方式，本申请的时间通道抢占方法通过向网关申请占用其他采集器的时间通道使用时间，能够有效提高通信效率和时间通道的利用率。

请继续参阅图2，图2是本申请提供的时间通道抢占方法另一实施例的流程示意图。本申请实施例的时间通道抢占方法应用于一种时间同步无线网络，其中，时间同步无线网络至少包括网关、第一采集器以及第二采集器，网关分别与第一采集器、第二采集器建立无线通信连接。

需要说明的是，本申请实施例的网关可以为上述实施例介绍的无线网关，第一采集器和第二采集器可以为上述实施例介绍的通信装置，且对第一采集器、第二采集器的数量在此不做限定。

如图2所示，本申请实施例的时间通道抢占方法包括以下步骤：

步骤s201：第一采集器获取待传输数据包大小，以及实时传输速率。

步骤s202：第一采集器判断在自身的时间通道使用时间内无法完成待传输数据包的传输时，向网关发送占用请求指令。

其中，步骤s201～s202的技术内容在上述实施例中已详细介绍，在此不再赘述。

步骤s203：网关基于占用请求指令生成包含占用标记的应答包，并发送给第一采集器和第二采集器。

其中，网关接收到采集器的请用请求指令后，需要检验该占用请求指令是否合理合法。在本申请实施例中，网关可以基于占用请求指令获取第一采集器需要占用的时间大小，例如通过占用请求指令获取第一采集器未传输的数据大小，以及实时传输速率，从而计算出第一采集器需要占用的时间大小。然后，网关获取第二采集器传输自身数据包所需要的时间大小，通过计算第二采集器的时间通道使用时间与传输自身数据包所需要的时间差值，以及该差值与第一采集器需要占用的时间的大小关系判断该占用请求指令是否合法。

当判断结果为占用请求指令合法时，网关可以根据第一采集器的设备信息生成占用标记，然后将包含占用标记的应答包广播给第一采集器和第二采集器，以告知第一采集器和第二采集器，第一采集器抢占时间通道成功。具体地，占用标记包括目标仪器地址，网关事先获取第一采集器的仪器地址，以及第二采集器的仪器地址。当判断结果为占用请求指令合法时，网关可以将第一采集器的仪器地址作为目标仪器地址，跟随应答包广播给第一采集器和第二采集器。

步骤s204：在第一采集器的时间通道使用时间结束后，第一采集器在第二采集器的时间通道使用时间内基于占用标记继续传输待传输数据包。

其中，时间通道抢占成功后，第一采集器在自身的时间通道使用时间结束后，还可以继续传输数据包，即占用第二采集器的时间通道使用时间执行传输任务。

步骤s205：在待传输数据包传输完成或者占用标记改变后，第二采集器在自身的时间通道使用时间内传输数据包。

其中，当第一采集器完成数据包传输后，或者应答包中的占用标记更新为与第二采集器对应时，第二采集器即可以在自身的时间通道使用时间内传输数据包。

本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。

为实现上述实施例的时间通道抢占方法，本申请提出了一种通信装置，具体请参阅图3，图3是本申请提供的通信装置一实施例的结构示意图。

如图3所示，通信装置300包括获取模块31、占用模块32以及传输模块33。其中，

获取模块31，用于获取待传输数据包大小，以及实时传输速率。

占用模块32，用于在自身的时间通道使用时间内无法完成所述待传输数据包的传输时，向网关发送占用请求指令，以使所述网关根据所述占用请求指令返回包含占用标记的应答包。

传输模块33，用于基于所述占用标记继续传输所述待传输数据包直至传输完成或者所述占用标记改变。

为实现上述实施例的时间通道抢占方法，本申请还提出了另一种通信装置，具体请参阅图4，图4是本申请提供的通信装置另一实施例的结构示意图。

本申请实施例的通信装置400包括处理器41、存储器42、输入输出设备43以及总线44。

该处理器41、存储器42、输入输出设备43分别与总线44相连，该存储器42中存储有程序数据，处理器41用于执行程序数据以实现上述实施例所述的时间通道抢占方法。

在本实施例中，处理器41还可以称为cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)。处理器41可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器41还可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp，digitalsignalprocess)、专用集成电路(asic，applicationspecificintegratedcircuit)、现场可编程门阵列(fpga，fieldprogrammablegatearray)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器41也可以是任何常规的处理器等。

本申请还提供一种计算机存储介质，如图5所示，计算机存储介质500用于存储程序数据51，程序数据51在被处理器执行时，用以实现如上述实施例所述的时间通道抢占方法。

本申请还提供一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括计算机程序，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例所述的时间通道抢占方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

本申请上述实施例所述的时间通道抢占方法，在实现时以软件功能单元的形式存在并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在装置中，例如一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。