基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统及方法与流程

本发明涉及无线网络通信技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统及方法。

背景技术：

低功耗网络是一种新型的组网的技术，低功耗广域网络是面向物联网中远距离和低功耗的通信需求，近年出现的一种物联网网络层技术。低功耗广域网络的技术特点包括：传输距离远，一般超过5km；节点功耗低，在典型物联网场景下两节aa电池可以使用10年；网络结构简单，运行维护成本低。低功耗广域网络技术的出现，填补了现有通讯技术的空白，为物联网的更大规模发展奠定了基础，其核心优势在于解决了远距离和低功耗两大问题。

远距离低功耗网络架构主要由终端设备、网关设备、网络服务器、云平台4大部分组成，此架构不同于其他电信、移动网络设备管理系统，所以需要一套全新的管理方法和思路对其中的终端设备、网关设备、网络服务器进行统一安排，同时需要把地理位置空间资源、项目实施资源、人员资源进行统一管理，因此亟需寻找一种在远距离低功耗无线网络设备系统中网络服务器、网关设备以及终端设备对物理资源和逻辑资源利用树状结构进行有效的组织和管理系统及管理方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统，降低了系统中单个节点的压力并提升了系统的扩容能力，能灵活的根据不同的地理位置、项目实施以及人员要求实现对网络设备的最优化分配，使用灵活。

本发明还有一个目的是提供一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统的管理方法，通过使用多级树状结构的低功耗无线网络设备管理系统，使用多层通过验证机制连接的节点，实现对网络设备的最优化分配，从而更好的发挥低功耗无线网络的优势，使用灵活，安全可靠。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统，包括：

至少一个作为根节点的网络服务器节点，每个网络服务器节点连接到下一级的至少一个业务节点，每个业务节点分别连接到下一级的虚拟网关设备总节点和虚拟终端设备总节点；

至少一个终端设备节点，其直接或通过至少一个第一中间节点间接连接到虚拟终端设备总节点；

至少一个网关设备节点，其直接或通过至少一个第二中间节点间接连接到虚拟网关设备总节点。

优选的是，虚拟网关设备总节点连接到下一级的逻辑聚合网关节点，所述逻辑聚合网关节点连接到网关设备节点，虚拟终端设备总节点连接到下一级的逻辑聚合终端节点，所述逻辑聚合终端节点连接到下一级的终端设备节点。

优选的是，除终端设备节点和网关设备节点以外，系统中其他节点均不能对自身进行删除。

优选的是，所述业务节点包括根据区域划分的地理型业务节点或根据人员划分的客户型业务节点。

优选的是，所述逻辑聚合网关节点连接到下一级的逻辑网关节点，所述逻辑网关节点连接到下一级的至少一个网关设备节点，所述逻辑聚合终端节点连接到下一级的逻辑终端节点，所述逻辑终端节点连接到下一级的至少一个终端设备节点。

优选的是，相互连接的两个节点之间通过验证机制连接。

本发明还提供了一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统的管理方法，包括以下步骤：

1)每一个终端设备节点或网关设备节点提交各自对应的节点信息到对应的上一级节点进行验证，验证通过后与对应的上一级节点建立连接；

2)终端设备节点对应的上一级节点与虚拟终端设备总节点建立连接且网关设备节点对应的上一级节点和虚拟网关设备总节点建立连接后，虚拟终端设备总节点和虚拟终端设备总节点分别将节点信息提交到业务节点进行验证，验证通过后，业务节点将汇总后的节点信息提交到网络服务器节点并对应存储在总数据库中。

优选的是，节点信息包括节点身份、节点类型以及需要上一级节点验证的验证信息。

优选的是，网关设备节点连接到存储有对应的第一节点身份的数据库，第一节点身份包括网关设备名称、网关设备编号、经纬度、站点类型、站点配置、扇区号、供电方式、水平半功率角、垂直半功率角以及下倾角，终端设备节点连接到存储有对应的第二节点身份的数据库，第二节点身份包括终端设备名称、终端设备编号、经纬度、终端类型、应用类型、终端设备地址、天线类型、入网收发间隔、数据收发间隔、数据发送周期以及发射功率。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统中，通过设置树状结构的多级节点，降低了系统中单个节点的压力并提升了系统的扩容能力，能灵活的根据不同的地理位置、项目实施以及人员要求实现对网络设备的最优化分配，使用灵活，安全可靠。具体使用时，可根据终端设备、网关设备和网络服务器按照地理位置、项目实施情况或者人员条件等资源合理分配，可灵活选择中间节点的层数，实现对系统的全面管理。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统，包括：

至少一个作为根节点的网络服务器节点1，每个网络服务器节点1连接到下一级的至少一个业务节点2，每个业务节点2分别连接到下一级的虚拟网关设备总节点31和虚拟终端设备总节点32；

至少一个终端设备节点42，其直接或通过至少一个第一中间节点间接连接到虚拟终端设备总节点32；

至少一个网关设备节点41，其直接或通过至少一个第二中间节点间接连接到虚拟网关设备总节点31。

本发明的基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统使用时，终端设备节点42与虚拟终端设备总节点32之间直接通信或者通过至少一个第一中间节点进行间接通信，网关设备节点41与虚拟网关设备总节点31之间直接通信或者通过至少一个第二中间节点进行间接通信，虚拟网关设备总节点31和虚拟终端设备总节点32在业务层和设备层之间起承上启下的作用，实现管理的平滑过渡。网络服务器节点1位于整个树状层次的最顶层节点，同层之间可以同时存在一个或多个物理层的网络服务器，每个网络服务器对应一个或多个业务节点2，网络服务器节点1至少包含服务器数量信息、系统配置信息。具体使用时，可根据地理位置、项目实施情况或者人员条件等设置多层节点。如在区域a内设置一个一层第一中间节点，一层第一中间节点分别连接到终端设备节点a、b以及c，在包含区域a的大区域b内设置一个二层第一中间节点，二层第一中间节点连接到虚拟终端设备总节点，而虚拟终端设备总节点连接到业务节点，业务节点连接到网络服务器节点，以此类推，最终将对包括一个或多个大区域b在内的全区域的所有无线网络设备均包括在系统内，方便查看各个终端设备或网关设备的信息状态、接收数据、对系统内的设备进行统一管理或根据具体资源再次分配等。

在另一种技术方案中，虚拟网关设备总节点31连接到下一级的逻辑聚合网关节点，逻辑聚合网关节点相当于第二中间节点，所述逻辑聚合网关节点连接到网关设备节点41，虚拟终端设备总节点32连接到下一级的逻辑聚合终端节点，逻辑聚合终端节点相当于第一中间节点，所述逻辑聚合终端节点连接到下一级的终端设备节点42。

在另一种技术方案中，除终端设备节点42和网关设备节点41以外，系统中其他节点均不能对自身进行删除。系统中终端设备节点和网关设备节点可进行删改等，但其余节点由于分别连接自身的上一级节点或下一级节点，为了保证层级之间的完整性和一致性、保证资源或信息的完整和合理分配，因此有子节点的节点均不能对自身进行删除。

在另一种技术方案中，所述业务节点2包括根据区域划分的地理型业务节点或根据人员划分的客户型业务节点。业务节点可以根据具体实际市场和客户需求，对业务节点进行设计，根据区域创建地理型业务节点，也可以根据人员建立客户型业务节点。

在另一种技术方案中，所述逻辑聚合网关节点连接到下一级的逻辑网关节点，所述逻辑网关节点连接到下一级的至少一个网关设备节点，所述逻辑聚合终端节点连接到下一级的逻辑终端节点，所述逻辑终端节点连接到下一级的至少一个终端设备节点。逻辑网关节点包含至少一个下一级的物理网关设备提交的信息，逻辑终端节点可以包含至少一个物理终端设备提交的信息，方便信息的逐级传输与验证连接。

在另一种技术方案中，相互连接的两个节点之间通过验证机制连接。验证机制可通过预先设置密码作为验证信息，节点将包括验证信息的节点信息提交到上一级节点，若验证信息相同则连接建立。

本发明还提供了一种基于树状结构的低功耗无线网络设备管理系统的管理方法，包括以下步骤：

1)每一个终端设备节点或网关设备节点提交各自对应的节点信息到对应的上一级节点进行验证，验证通过后与对应的上一级节点建立连接；

2)终端设备节点对应的上一级节点与虚拟终端设备总节点建立连接且网关设备节点对应的上一级节点和虚拟网关设备总节点建立连接后，虚拟终端设备总节点和虚拟终端设备总节点分别将节点信息提交到业务节点进行验证，验证通过后，业务节点将汇总后的节点信息提交到网络服务器节点并对应存储在总数据库中。

在另一种技术方案中，节点信息包括节点身份、节点类型以及需要上一级节点验证的验证信息。

在另一种技术方案中，网关设备节点连接到存储有对应的第一节点身份的数据库，第一节点身份包括网关设备名称、网关设备编号、经纬度、站点类型、站点配置、扇区号、供电方式、水平半功率角、垂直半功率角以及下倾角，终端设备节点连接到存储有对应的第二节点身份的数据库，第二节点身份包括终端设备名称、终端设备编号、经纬度、终端类型、应用类型、终端设备地址、天线类型、入网收发间隔、数据收发间隔、数据发送周期以及发射功率。

实施例1

在网络设备管理系统中，物理层的网络服务器节点，网络服务器节点包括如下节点信息：服务器名称、服务器数量、服务器ip、服务器配置参数、最大接入网关数量、最大接入设备数量。此为顶级节点。基于网络服务器节点创建业务节点，业务节点中包含如下信息：业务节点名称、覆盖区域、业务节点类型如项目聚合、位置聚合、其他聚合等。基于创建完成的业务节点，系统自动生成虚拟网关设备总节点和虚拟终端设备总节点。基于虚拟网关设备总节点创建下一级的逻辑聚合网关节点，逻辑聚合网关节点中包括如下节点信息：站点名称、站点地址、站点负责人、站点联系方式。基于虚拟终端设备总节点创建下一级的逻辑聚合终端节点，逻辑聚合设备节点中包括如下节点信息：逻辑聚合设备节点名称、地址。

基于逻辑聚合网关节点创建下一级的逻辑网关节点，然后基于逻辑网关节点创建下一级的网关设备节点。网关节点中包括如下节点信息：网关节点名称、网关节点设备编号、经纬度、站点类型、站点配置、扇区号、供电方式、水平半功率角(度)、垂直半功率角(度)、下倾角(度)。基于逻辑聚合终端节点创建下一级的逻辑终端节点，然后基于逻辑终端节点创建下一级的终端设备节点。终端设备节点中包括如下节点信息：终端设备名称、终端设备编号、经纬度、终端类型、应用类型、终端设备地址、天线类型、入网收发间隔(秒)、数据收发间隔(秒)、数据发送周期(毫秒)、发射功率(dbm)。

系统建立后，使用时，每一个下一级的节点将包括上述信息在内和预先设置的验证信息在内的节点信息提交到上一级的节点，验证通过后连接建立，每一级的节点信息汇总后继续逐级提交，使得网络服务器中最终可接受到包括所有网关设备和终端设备在内的节点信息，及时获得完整信息，掌控全局，当系统某一个节点出现问题时可通过网络服务器及时发现，或需要对节点的逻辑资源合或物理资源重新分配时方便实施统一管理。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。