一种基于无线自组网的多终端智能提醒方法及系统与流程

1.本发明属于自组网预警领域，具体涉及一种基于无线自组网的多终端智能提醒方法及系统。


背景技术：

2.现有的许多提醒设备都是采用自组网的通信方式在室内进行通信，让安装在室内的提醒设备进行数据传输以及指令发送，但如果按无线自组网常规通信连接方式，一个消息要发送给在网的所有其它节点时，按一跳或多跳的方式进行。通过给出目标节点的地址可以实现最终的消息发送目的，但部分装置除了接收到发给自己的消息外，还可能充当其它装置的路由节点进行相同消息的转发，增大了信息传输量，降低了信息传输效率。
3.如果每个装置节点只向邻居节点发送，也可以实现在网所有装置节点接收到事件消息的目的，但两个邻居装置节点是互为邻居的，各个模块部署在住宅内的不同房间内，相互距离短，极易产生通信环路的情况，进而存在两个邻居节点同时向对方发送事件消息的情况，存在重复发送与接收的问题，增大了信息传输量，降低了信息传输效率。
4.现有的技术存在以下问题：
5.1、现有的提醒设备不能够同时进行联动提醒，如果待提醒人员不在独立提醒装置附近，将无法达到提醒的目的。
6.2、当提醒设备布置在室内进行通信时，各个提醒设备部署在住宅内的各个房间内，相互距离短，极易产生通信环路的情况，进而存在两个相邻节点同时向对方发送事件消息的情况，存在重复发送与接收的问题(即部分装置除了接收到发给自己的消息外，还可能充当其它装置的路由节点进行相同消息的转发)，增大了信息传输量，降低了信息传输效率。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于无线自组网的多终端智能提醒方法及系统，达到以下的技术效果：
8.1、将提醒装置安装在住宅内多个房间内并同时进行多终端的联动提醒，只要待提醒人员位于住宅内，便能够达到提醒的目的。
9.2、基于无线自组网的方式进行通信连接，探测相邻提醒装置间的双向链路通信质量，根据信号强度值为在网的每一个提醒装置构建邻接表并存储，然后根据邻接表为各个提醒装置发送指令进行控制，减少信息传输的冗余，提高信息传输效率。
10.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种基于无线自组网的多终端智能提醒方法，包括无线自组网的构建步骤和基于构建的无线自组网进行提醒的步骤；
11.其中，所述无线自组网的构建步骤包括：
12.主控装置节点根据地址列表发送“邻接表重构”指令，以使接收到所述“邻接表重
构”指令的装置节点测试与相邻装置节点的双向链路通信质量，并对应返回相邻装置节点的信号强度值到所述主控装置节点；
13.所述主控装置节点获取到每个装置节点与相邻装置节点的信号强度值后，以每个装置节点的节点地址为端点，信号强度值的倒数为权值，生成最小生成树；
14.所述主控装置节点根据所述最小生成树构建记录有每个装置节点的邻接表；
15.所述主控装置节点将所述邻接表对应发送至所述装置节点，完成无线自组网的构建。
16.进一步的，收到所述“邻接表重构”指令的装置节点的工作步骤包括：
17.测试与相邻装置节点的双向链路通信质量；
18.将所述装置节点的节点地址、相邻装置节点的节点地址和对应的信号强度值打包发送至所述主控装置节点。
19.本方案的原理：
20.主控装置节点根据地址列表向地址列表上的所有装置节点发送“邻接表重构”指令，各个装置节点接收到主控装置节点的“邻接表重构”指令后，以各个装置节点为中心探测周围所有相邻装置节点的双向链路通信质量，从而得到所有相邻装置节点的信号强度值，然后将所有相邻装置节点的信号强度值和节点地址反馈回主控装置节点；
21.主控装置节点接收到信号强度值和节点地址后，以每个装置节点对应的节点地址为对应端点，以相邻装置节点对应的信号强度值的倒数为权值，计算出最小生成树；
22.主控装置节点得到最小生成树的数据后，根据最小生成树构建每个装置节点的对应邻接表；
23.主控装置节点根据每个装置节点的节点地址将对应邻接表发送至每个装置节点；
24.每个装置节点接收并存储对应邻接表，完成自组网的构建。
25.主控装置节点与地址列表的每个装置节点之间是相互通信连接的，当进行传统自组网的数据传输时，设数据传输路径之和的值为s；当以相邻装置节点对应的信号强度值的倒数为权值计算出最小生成树，然后根据最小生成树构建了邻接表后，主控装置节点与地址列表的每个装置节点根据构建出的邻接表进行数据传输时，设数据传输路径之和的值为d；
26.因为构成的邻接表等同于自组网的数据传输路径图，并且传输路径为：包括主控装置节点在内的每个装置节点之间路径；
27.进行传统自组网的数据传输时，每个装置节点(包括主控装置节点)之间的数据传输存在重复的情况，从而导致了s的值更大；
28.进行基于邻接表的自组网数据传输时，最小生成树能保证生成的邻接表中的每个装置节点的路径之和最小(即包括主控装置节点在内的每个装置节点之间进行数据传输时不会循环)，所以此时d＜s。
29.因此，本方案的优点在于，减少了数据传输的传输路径，加快了传输速率，降低了各个装置节点的数据重复传输，降低了数据冗杂。
30.进一步的，所述最小生成树由普利姆算法生成或克鲁斯卡尔算法生成；
31.根据所述最小生成树构建每个装置节点的邻接表的步骤包括：
32.根据产生的所述最小生成树的边，构建记录有每个装置节点的邻接表。
33.进一步的，所述基于构建的无线自组网进行提醒的步骤包括：
34.计时提醒装置节点设置倒计时提醒时间值；
35.将所述倒计时时间值与当前时刻值进行相加计算得到提醒时间，同时将所述倒计时时间值显示并开始倒计时；
36.根据所述邻接表，将所述提醒时间与“倒计时”通知发送至所述邻接表中的所有相邻装置节点；
37.当到达所述提醒时间时，所述计时提醒装置节点与接收到“倒计时”通知的所有相邻装置节点均发起提醒。
38.如此一来，计时提醒装置节点将倒计时提醒时间值转化为倒计时时刻值进行存储并预备执行，然后遍历邻接表，将“倒计时”通知发送给相邻的所有装置节点，相邻的所有装置节点接收到“倒计时”通知后重复执行以上步骤，待对邻接表内的所有相邻装置节点通知发送完成后，所有接收到“倒计时”通知的装置均开始执行计时，待倒计时结束后，所有接收到“倒计时”通知的装置会同时触发提醒，达到联动提醒的目的。
39.进一步的，任一装置节点接收到所述“倒计时”通知时，将所述提醒时间实时转换为倒计时并显示；
40.所述装置节点根据对应的邻接表，将所述提醒时间与“倒计时”通知发送至对应的邻接表中所有相邻装置节点；
41.当到达所述提醒时间时，接收到“倒计时”通知的所有装置节点均发起提醒。
42.如此一来，接收到“倒计时”通知的主控装置节点和从控装置节点会将提醒时间转化为倒计时进行存储并预备执行，然后遍历邻接表，将“倒计时”通知发送给相邻的所有装置节点，相邻的所有装置节点接收到“倒计时”通知后重复执行以上步骤，待对邻接表内的所有相邻装置节点通知发送完成后，所有接收到“倒计时”通知的装置均开始执行倒计时，待倒计时结束后，所有接收到“倒计时”通知的装置会同时触发提醒，达到联动提醒的目的。
43.进一步的，当所有装置节点同时发起提醒时，还包括停止提醒同步控制的步骤：
44.当任一装置节点获取到停止指令时，将所述装置节点的提醒关闭；
45.所述装置节点根据对应的邻接表，将所述停止指令发送至对应的邻接表中所有相邻装置节点，以使所有相邻装置节点的提醒关闭。
46.如此一来，主控装置节点、从控装置节点或计时提醒装置节点中的任一装置节点将“停止指令”通知进行存储并预备执行，然后遍历邻接表，将“停止指令”通知发送给相邻的所有装置节点，相邻的所有装置节点接收到“停止指令”通知后重复执行以上步骤，待对邻接表内的所有相邻装置节点通知发送完成后，所有接收到“停止指令”通知的装置均同时执行停止指令，达到联动关闭提醒的目的。
47.进一步的，还包括临时通知提醒步骤：
48.主控装置节点获取临时消息通知；
49.所述主控装置节点将临时消息通过声音、文字和灯光中的至少一种进行提醒展示；
50.所述主控装置节点根据所述邻接表，将所述临时消息通知发送至对应的邻接表中所有相邻装置节点，以使接收到所述临时消息通知的所有相邻装置节点均展示临时消息。
51.如此一来，主控装置节点获取临时消息通知后，分析临时消息通知的内容，判断选
择声音、文字和灯光中一种或多种作为临时消息通知的提醒展示形式，然后将临时消息通知进行存储并预备执行，然后遍历邻接表，将临时消息通知发送给相邻的所有装置节点，相邻的所有装置节点接收到临时消息通知后重复执行以上步骤，待对邻接表内的所有相邻装置节点通知发送完成后，所有接收到临时消息通知的装置均同时执行临时消息通知，让临时消息通知实现联动提醒目的。
52.进一步的，任一装置节点接收到所述临时消息通知时，将临时消息通过声音、文字和灯光中的至少一种进行提醒展示；
53.所述装置节点根据对应的邻接表，将所述临时消息通知发送至对应的邻接表中所有相邻装置节点，以使接收到所述临时消息通知的所有装置节点均展示临时消息。
54.如此一来，从控装置节点或计时提醒装置节点中的任一装置节点接收到主控装置节点分析发送的临时消息通知后，将此临时消息通知进行存储并预备执行，然后遍历邻接表，将临时消息通知发送给相邻的所有装置节点，相邻的所有装置节点接收到临时消息通知后重复执行以上步骤，待对邻接表内的所有相邻装置节点通知发送完成后，所有接收到临时消息通知的装置均同时执行临时消息通知，让临时消息通知实现联动提醒的目的。
55.一种基于无线自组网的多终端智能提醒系统，包括主控提醒装置、从控提醒装置和计时提醒装置，所述主控提醒装置、从控提醒装置和计时提醒装置共同执行基于无线自组网的多终端智能提醒方法。
56.主控提醒装置对应于主控装置节点，从控提醒装置对应于除主控装置节点和计时提醒装置节点外的所有装置节点，计时提醒装置对应计时提醒装置节点。
57.进一步的，所述计时提醒装置设置有计时调节旋钮，用于设定“倒计时”。
58.因此，本方案的优点在于：
59.1、减少了数据传输的传输路径，降低了各个装置节点的数据重复传输，防止数据冗杂，加快了传输速率，降低了信息传输量。
60.2、本方案实现计时提醒装置节点和所有装置节点同时进行联动提醒，当老人在任何设置有装置节点或计时提醒装置节点的附近都可以被提醒。
附图说明
61.图1为本发明的无线自组网的构建流程图。
62.图2为执行提醒的步骤流程图。
63.图3为同步关闭提醒的步骤流程图。
64.图4为执行临时消息通知的步骤流程图。
65.图5一种基于无线自组网的多终端智能提醒系统的结构图。
具体实施方式
66.下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
67.具体实施时：主控装置节点为a，从控装置节点为b，计时提醒装置节点为c，其中主控装置节点只有一个，从控装置节点至少有一个，计时提醒装置节点至少有一个。
68.先执行无线自组网的构建步骤，无线自组网的构建步骤如图1所示：
69.a101：主控装置节点根据地址列表向地址列表上的所有装置节点发送“邻接表重
构”指令；
70.此时进入从控装置节点/计时提醒装置节点的工作步骤：
71.b101：以接收到“邻接表重构”指令的各个装置节点为中心探测与周围所有相邻装置节点的双向链路通信质量；
72.b102：根据测试的双向链路通信质量得到相邻各个装置节点(也包括当前装置节点)的信号强度值；
73.双向链路通信质量即相邻两个装置节点之间的数据传输率；
74.b103：将各个装置节点的节点地址和对应的相邻装置节点信号强度值打包为反馈数据；
75.节点地址包括对应装置节点的id名称和ip地址值；
76.b104：将反馈数据反馈回主控装置节点；
77.在构建无线自组网的过程中，计时提醒装置节点c可视为一种从控装置节点，执行步骤b101
‑
b104的流程；
78.回到主控装置的工作步骤：
79.a102：主控装置节点以每个装置节点对应的节点地址为对应端点，以每个装置节点与其相邻装置节点对应的信号强度值的倒数为权值，计算出最小生成树；
80.a103：主控装置节点得到最小生成树的数据后，根据最小生成树构建每个装置节点的邻接表；
81.a104：主控装置节点根据每个装置节点的节点地址将对应邻接表发送至每个装置节点，每个装置节点接收存储对应邻接表，完成自组网的构建。
82.普利姆算法和克鲁斯卡尔算法构建邻接表的具体步骤如下：
83.1、根据普利姆算法构建邻接表：假设有主控装置节点为a，第一相邻装置节点b、c和d，第二相邻装置节点e和f；
84.其中，第一相邻装置节点连接方式为：b、c和d各自分别与a相连，并且b与c相连，c与d相连；
85.第二相邻装置节点连接方式为：e和b、c分别相连，f和c、d分别相连，e和f也相连；
86.设权值数：ab＝6，ac＝1，ad＝5，bc＝5，be＝3，ec＝6，ef＝6，fc＝4，fd＝2,dc＝5；
87.选择主控装置节点a为起点，与a相连未被选择的节点是{b,c,d}，分别对应的权值是{6,1,5}(ab，ac，ad)，可见当前最小的权值1，权值最小的对应节点是c节点，将c节点和a
‑
c的边添加入生成树，接着在与已选节点相连且未被选的节点中选择一个权值最小的节点，将该节点与其相连边添加入生成树。当前已选节点是a,c节点，与已选节点相连且未被选的节点有{b,d,e,f}，分别对应的权值是{5,5,6,4}(bc,dc,ec,fc)，可见当前最小权值是4，权值最小的对应节点是f节点，将f节点和c
‑
f的边添加入生成树，接着继续在与已选节点相连且未被选的节点中选择一个权值最小的节点，将该节点与其相连边添加入生成树。当前已选节点是a,c,f节点，与已选节点相连且未被选的节点有{b,d,e}，分别对应的权值是{5,2,6}(bc,ec,fd)，可见当前最小权值是2，权值最小的对应节点是d节点，将d节点和f
‑
d的边添加入生成树,接着依照上述步骤继续在与已选节点相连且未被选的节点中选择一个权值最小的节点b，将该节点与其相连边b
‑
c添加入生成树，最后重复上述步骤，将b
‑
e边加入生成树，构建最小生成树，根据最小生成树的边，构建每个装置节点的邻接表。
88.2、根据克鲁斯卡尔算法构建邻接表：同样，假设有主控装置节点为a，第一相邻装置节点b、c和d，第二相邻装置节点e和f；
89.其中，第一相邻装置节点连接方式为：b、c和d各自分别与a相连，并且b与c相连，c与d相连；
90.第二相邻装置节点连接方式为：e和b、c分别相连，f和c、d分别相连，e和f也相连；
91.设权值数：ab＝6，ac＝1，ad＝5，bc＝5，be＝3，ec＝6，ef＝6，fc＝4，fd＝2,dc＝5；
92.将所有的边按照权值的大小进行升序排序，然后从小到大一一判断；
93.判断条件为：如果这条边不会与之前选择的所有边组成回路，就可以作为最小生成树的一部分；反之，舍去。
94.直到具有n个顶点的连通网筛选出来n
‑
1条边为止(本实施例中n＝6，所以筛选出来5条边)，筛选出来的边和所有的顶点构成此连通网的最小生成树，最后根据最小生成树的边，构建每个装置节点的邻接表。
95.无线自组网的构建步骤完成后，现在对执行基于构建的无线自组网进行提醒的步骤进行详细说明，如图2所示。
96.先执行计时提醒装置节点的工作步骤：
97.c201：计时提醒装置节点c设置倒计时提醒时间值；
98.即设置进行提醒的倒计时时间值；
99.c202：将倒计时时间值与当前时刻值进行相加计算得到提醒时间，将提醒时间加入“倒计时”通知中；
100.c203：将提醒时间与“倒计时”通知设为事件z并发送至邻接表中的所有相邻装置节点中；
101.事件z发送过程执行如下步骤：
102.c231：根据事件z设定有阈值n和请求次数q；
103.c232：遍历邻接表，查找邻接表中对于事件z的状态为“未通知”且请求次数q低于阈值n的装置节点b；
104.c233：向装置节点b发送事件z；
105.若装置节点b做出应答，则执行步骤c234：将邻接表中装置节点b对事件z的状态改为“已通知”；
106.若装置节点b未做出应答，执行步骤c235：将请求次数q加1，返回步骤c232；
107.若装置节点b在请求次数q在阈值n的范围内接收到事件z时，装置节点b进入如下工作流程：
108.b201：装置节点b接收到事件z后，将所述提醒时间实时转换为倒计时并显示；
109.b202：向计时提醒装置节点c反馈已接到通知；
110.b203：将邻接表中计时提醒装置节点c对事件z的状态改为“已通知”；
111.b204：根据对应的邻接表，将所述事件z发送至对应的邻接表中状态为“未通知”的所有相邻装置节点；
112.若装置节点b在请求次数q在阈值n的范围内未接收到事件z时，则说明装置节点b出现故障，无法进行提醒；
113.其余装置节点(包括主控装置节点)发送事件z过程所执行的步骤与上述步骤
c231
‑
c235相似，在此不再赘述；
114.其余装置节点(包括主控装置节点)接收到事件z的工作流程与上述步骤b201
‑
b204相似，在此不再赘述；
115.执行上述步骤后，所有装置节点均进入倒计时，待倒计时结束时，所有装置将同步触发提醒。
116.现在对基于构建的无线自组网的同步关闭提醒的执行过程的具体步骤进行详细说明：
117.如图3所示,当主控装置节点为发送“停止提醒”通知的起点，
118.a201：主控装置节点a设置“停止提醒”通知；
119.a202：将“停止提醒”通知设为事件x并发送至邻接表中的所有相邻装置节点中；
120.发送事件x过程中执行如下步骤：
121.a221：根据事件x设定有阈值m和初始请求次数w；
122.a222：遍历邻接表，查找邻接表中对于事件x的状态为“未通知”且请求次数w低于阈值m的装置节点b；
123.a223：向装置节点b发送事件x；
124.若装置节点b做出应答，则执行步骤a224：将邻接表中装置节点b对事件x的状态改为“已通知”；
125.若装置节点b未做出应答，执行步骤a225：将请求次数w加1，返回步骤a222；
126.若装置节点b在请求次数w在阈值m的范围内接收到事件x时，装置节点b进入如下工作流程：
127.b301：装置节点b接收到事件x后，执行“停止提醒”通知；
128.b302：向主控装置节点a反馈已接到通知；
129.b303：将邻接表中装置节点a对事件x的状态改为“已通知”；
130.b304：根据对应的邻接表，将所述事件x发送至对应的邻接表中状态为“未通知”的所有相邻装置节点；
131.若装置节点b在请求次数w在阈值m的范围内未接收到事件x时，说明装置节点b需要手动关闭提醒；
132.其余装置节点(包括计时提醒装置节点)发送事件x过程所执行的步骤与上述步骤a221
‑
a225相似，在此不再赘述；
133.其余装置节点(包括计时提醒装置节点)接收到事件x的工作流程与上述步骤b301
‑
b304相似，在此不再赘述；
134.执行上述步骤后，所有接收到事件x装置节点会同步关闭提醒，未接收到事件x的装置节点需要进行手动关闭。
135.从控装置节点、计时提醒装置节点为发送“停止提醒”通知的起点过程，与上述过程相似，在此不再赘述。
136.现在对基于构建的无线自组网的临时消息通知执行过程的具体步骤进行详细说明：
137.如图4所示,主控装置节点为发送临时消息通知的起点，
138.a301：主控装置节点设置临时消息通知；
139.临时消息通知可以为声音提醒、文字提醒和灯光提醒；
140.a302：主控装置节点选择声音提醒、文字提醒或灯光提醒中的一种或多种作为临时消息提醒方式；
141.a303：将临时消息通知设为事件v并发送至邻接表中的所有相邻装置节点中；
142.发送事件v的过程执行如下步骤：
143.a331：根据事件v设定有阈值l和初始请求次数e；
144.a332：遍历邻接表，查找邻接表中对于事件v的状态为“未通知”且请求次数e低于阈值l的装置节点b；
145.a333：向装置节点b发送事件v；
146.若装置节点b做出应答，则执行步骤a334：将邻接表中装置节点b对事件v的状态改为“已通知”；
147.若装置节点b未做出应答，执行步骤a335：将请求次数e加1，返回步骤a332；
148.若装置节点b在请求次数e在阈值l的范围内接收到事件v时，装置节点b进入如下工作流程：
149.b401：装置节点b接收到事件v后，执行临时消息通知；
150.b402：向主控装置节点a反馈已接到通知；
151.b403：将邻接表中装置节点a对事件v的状态改为“已通知”；
152.b404：根据对应的邻接表，将所述事件v发送至对应的邻接表中状态为“未通知”的所有相邻装置节点；
153.若装置节点b在请求次数e在阈值l的范围内未接收到事件v时，说明装置节点b出现故障，无法进行提醒；
154.其余装置节点(包括计时提醒装置节点)发送事件x过程所执行的步骤与上述步骤a331
‑
a335相似，在此不再赘述；
155.其余装置节点(包括计时提醒装置节点)接收到事件x的工作流程与上述步骤b401
‑
b404相似，在此不再赘述；
156.执行上述步骤后，所有装置节点均处于临时消息通知状态，待临时消息通知达到触发条件时，所有装置会同步触发临时消息提醒。
157.以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。