专利名称：Zigbee网络中协调器的热备方法
技术领域：
本发明涉及一种Zigbee网络中协调器的热备方法。
背景技术：
Zigbee网络中协调器的作用是建立网络，在实际环境中协调器常承担着与外部网络(如IP网络)的通信。Zigbee网络中路由器和终端节点通常具有多个，因而可以通过增加节点提高冗余度和可靠性，但是Zigbee网络中协调器节点只能有一个，因此常常会碰到协调器故障引起Zigbee网络无法建立或者无法与外部进行通信。因而在Zigbee网络中需要增加协调器来提高网络的可靠性，防止单点故障的发生。由于Zigbee网络中只能有一个协调器，因而当协调器出现问题时，通常人为替换新的协调器，替换过程中会影响网络通信的及时性和可靠性。所以在高可靠的通信网络中，需要Zigbee网络协调器的热备方法，能·在一个协调器失效时，自动启用备用的协调器。传统的热备方法需要在主协调器、备协调器之间连接心跳线，因而安装配置比较复杂，当有多个备用协调器时这种方式变得很难实现，而且通常情况下备用协调器不参与其他工作，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种提供多个备用协调器、同时多个备用协调器在不作为主协调器使用时也会参与Zigbee网络工作、且主协调器和备用协调器之间能平滑无缝切换的协调器的Zigbee网络中协调器的热备方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该Zigbee网络中协调器的热备方法，其特征在于(一 )、主协调器和备用协调器的建立设置多个协调器，每个协调器均具有两种工作模式，第一工作模式为协调器工作模式，第二工作模式为非协调器工作模式，非协调器工作模式包括路由器工作模式和/或终端节点工作模式；每个协调器以本身硬件MAC地址启动后，先扫描周围Zigbee网络，如果没有发现Zigbee网络，该协调器则进入协调器工作模式并建立一个Zigbee网络，否则就以非协调器工作模式加入现有的Zigbee网络；建立Zigbee网络的协调器称为主协调器，以非协调器工作模式加入现有Zigbee网络的协调器均称为备用协调器；备用协调器以路由器或终端节点身份加入现有Zigbee网络，这样做是为了利用Zigbee网络进行有效的通信；备用协调器加入现有Zigbee网络后向主协调器注册，主协调器向备用协调器发送备用协调器列表和主协调器MAC地址数据，备用协调器收到备用协调器列表和主协调器MAC地址数据后存储这些数据；(二)、主协调器和备用协调器的切换备用协调器每隔一段时间发送保持活动连接的数据包给主协调器，并启动定时器；主协调器收到后发送回应包，备用协调器收到回应后重置定时器；主协调器根据收到保持活动连接的数据包动态更新备用协调器列表；如果备用协调器的定时器超时，则所有备用协调按照既定规则选出一个备用协调器作为主协调器，其余备用协调器将和新的主协调器进行通信；选中的备用协调器以其保存的原主协调器的MAC地址作为自己的MAC地址并切换到协调器工作模式，因而对Zigbee网络中其他节点来说这种切换是平滑和透明的；所有备用协调器中选出一个作为主协调器的既定规则为对所有备用协调器进行排序，按照排序顺序先后优先选用来确定主协调器，或者所有备用协调器按照竞争规则来确定主协调器，或者所有备用协调器进行协商选举来确定主协调器。 与现有技术相比，本发明的优点在于(I)、主协调器和备用协调器之间通过无线通信和数据交换实现了热备，并且切换过程透明平滑，大大提高了 Zigbee网络的可靠性；(2)、主协调器和备用协调器利用原有Zigbee网络进行无线通信，提高了通信的可靠性和降低了部署的难度，去除了主协调器、备用协调器之间的物理连接要求，只要有Zigbee网络覆盖的地方就可以部署新的备用协调器，而且部署多个备用协调器也成为可能，多个备用协调器在Zigbee网络中作为路由器或终端节点使用，不会浪费资源；并且通过本发明建立的Zigbee网络具有自治的特点，因而可以在运行过程中动态增减备用协调器的部署而不会破坏原有Zigbee网络；(3)、主协调器和备用协调器为全功能Zigbee节点，具备协调器、路由器和终端节点的功能，因而切换时只需启用或禁用部分功能，适用于硬件资源受限的Zigbee节点；(4)、当备用协调器充当路由器时，会参与数据转发工作，可以提高Zigbee网络的可靠性和扩大Zigbee网络覆盖范围。
图I为本发明实施例中Zigbee协调器热备的部署方式示意图；图2为本发明实施例中Zigbee网络中协调器的热备方法流程图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。本发明提供的Zigbee网络中协调器的热备方法，首先需要建立一个主协调器和多个备用协调器，其具体方法为设置多个协调器，每个协调器均具有两种工作模式，第一工作模式为协调器工作模式，第二工作模式为非协调器工作模式，非协调器工作模式包括路由器工作模式和/或终端节点工作模式；每个协调器以本身硬件MAC地址启动后，先扫描周围Zigbee网络，如果没有发现Zigbee网络，该协调器则进入协调器工作模式并建立一个Zigbee网络，否则就以非协调器工作模式加入现有的Zigbee网络；建立Zigbee网络的协调器称为主协调器，以非协调器工作模式加入现有Zigbee网络的协调器均称为备用协调器；备用协调器以路由器或终端节点身份加入现有Zigbee网络；
备用协调器加入现有Zigbee网络后向主协调器注册，主协调器向备用协调器发送备用协调器列表和主协调器MAC地址数据，备用协调器收到备用协调器列表和主协调器MAC地址数据后存储这些数据；参见图I所示另外，备用协调其可以在运行过程中动态增减，这种方式不会破坏原有Zigbee网络。当主协调器失效时，备用协调器切换的过程为，参见图2所示备用协调器每隔一段时间发送保持活动连接的数据包(即Ke印Alive包)给主协调器，并启动定时器；主协调器收到后发送回应包，备用协调器收到回应后重置定时器；主协调器根据收到保持活动连接的数据包动态更新备用协调器列表；如果备用协调器的定时器超时，则所有备用协调按照既定规则选出一个备用协调 器作为主协调器，其余备用协调器将和新的主协调器进行通信；选中的备用协调器以其保存的原主协调器的MAC地址作为自己的MAC地址并切换到协调器工作模式。所有备用协调器中选出一个作为主协调器的既定规则为对所有备用协调器进行排序，按照排序顺序先后优先选用来确定主协调器，或者所有备用协调器按照竞争规则来确定主协调器，或者所有备用协调器进行协商选举来确定主协调器。
权利要求
1.一种Zigbee网络中协调器的热备方法，其特征在于 (一)、主协调器和备用协调器的建立 设置多个协调器，每个协调器均具有两种工作模式，第一工作模式为协调器工作模式，第二工作模式为非协调器工作模式，非协调器工作模式包括路由器工作模式和/或终端节点工作模式； 每个协调器以本身硬件MAC地址启动后，先扫描周围Zigbee网络，如果没有发现Zigbee网络，该协调器则进入协调器工作模式并建立一个Zigbee网络，否则就以非协调器工作模式加入现有的Zigbee网络；建立Zigbee网络的协调器称为主协调器，以非协调器工作模式加入现有Zigbee网络的协调器均称为备用协调器；备用协调器以路由器或终端节点身份加入现有Zigbee网络； 备用协调器加入现有Zigbee网络后向主协调器注册，主协调器向备用协调器发送备用协调器列表和主协调器MAC地址数据，备用协调器收到备用协调器列表和主协调器MAC地址数据后存储这些数据； (二)、主协调器和备用协调器的切换 备用协调器每隔一段时间发送保持活动连接的数据包给主协调器，并启动定时器；主协调器收到后发送回应包，备用协调器收到回应后重置定时器； 主协调器根据收到保持活动连接的数据包动态更新备用协调器列表； 如果备用协调器的定时器超时，则所有备用协调按照既定规则选出一个备用协调器作为主协调器，其余备用协调器将和新的主协调器进行通信；选中的备用协调器以其保存的原主协调器的MAC地址作为自己的MAC地址并切换到协调器工作模式。
2.根据权利要求I所述的Zigbee网络中协调器的热备方法，其特征在于所有备用协调器中选出一个作为主协调器的既定规则为对所有备用协调器进行排序，按照排序顺序先后优先选用来确定主协调器，或者所有备用协调器按照竞争规则来确定主协调器，或者所有备用协调器进行协商选举来确定主协调器。
全文摘要
本发明涉及一种Zigbee网络中协调器的热备方法，其特征在于设置多个协调器，每个协调器均具有协调器工作模式和非协调器工作模式；每个协调器以本身硬件MAC地址启动后，先扫描周围环境，如果没有发现Zigbee网络，该协调器则进入协调器工作模式并建立Zigbee网络，否则就以非协调器工作模式作为备用协调器加入现有的Zigbee网络；备用协调器每隔一段时间发送保持活动连接的数据包给主协调器，如果备用协调器在定时时间间隔内没有收到主协调器的回应包，则所有备用协调按照既定规则选出一个备用协调器作为主协调器，选中的备用协调器以其保存的原主协调器的MAC地址作为自己的MAC地址并切换到协调器工作模式。本发明能实现主协调器和备用协调器之间能平滑无缝切换。
文档编号H04W24/02GK102917384SQ201210402728
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者毛维波, 贺少杰 申请人:宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司