一种高容错性路由物联的消防传感节点网络及其路由方法与流程

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种高容错性路由物联的消防传感节点网络及其路由方法。

背景技术：

“路由”指的是数据包在网络传输过程中，从源节点至目的地节点所经历的传输路径的选择。在智慧消防体系中，利用传感节点感知温度、烟雾浓度、能见度等环境参数并生成数据包，然后通过物联网将数据包上传到后台服务器，用于进行预警、火情分析、消防指挥等。

数据包从传感节点上传到后台服务器的过程中，需要建立高容错性的路由机制，以保证数据包传输的可靠性，特别是在火情爆发后，由于网络不稳定，原有的传输路径很容易中断，并且不能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，从而造成了火情数据的延时发送，不利于火情预警、火情分析和消防指挥。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种高容错性路由物联的消防传感节点网络及其路由方法，来解决现有技术中的消防体系在火情爆发后，由于网络不稳定，原有的传输路径很容易中断，并且不能够迅速建立新路径以恢复数据包传输的技术问题。

基于上述目的，在本申请的第一个方面，提出了一种高容错性路由物联的消防传感节点网络，包括：

至少一个传感节点、至少一个物联网基站和后台服务器；

所述传感节点分布在智能建筑内，用于采集对应类型的火情数据，并生成数据包，通过所述物联网基站将生成的数据包发送至所述后台服务器，或者，与临近节点建立点对点的直接通信连接，将生成的数据包发送至临近节点，由临近节点直接发送至所述物联网基站或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站；

所述物联网基站用于建立与所述传感节点的通信连接，接收所述传感节点发送的数据包，并将接收到的数据包发送至所述后台服务器；

所述后台服务器用于接收所述物联网基站发送的数据包，以对所述传感节点采集到的火情数据进行汇总。

在一些实施例中，所述传感节点，包括：

数据采集模块，用于采集对应类型的火情数据；

通信模块，用于与所述物联网基站通信连接，或者与其他传感节点的通信模块进行通信连接；

电源模块，用于向所述数据采集模块和所述通信模块进行供电。

在一些实施例中，所述传感节点生成的数据包，包括所述传感节点采集到的对应类型的火情数据以及所述电源模块的剩余电量。

在一些实施例中，所述传感节点，还包括：

rfid电子标签模块，用于对所述数据采集模块采集到的对应类型的火情数据进行存储。

在一些实施例中，还包括：

无人探查设备，用于从所述rfid电子标签模块中获取所述数据采集模块采集到的对应类型的火情数据，并将所述对应类型的火情数据发送至所述后台服务器。

在一些实施例中，所述数据采集模块分为三类，分别为：

温度数据采集模块、烟雾浓度数据采集模块和能见度数据采集模块；

所述温度数据采集模块用于采集周围环境的温度数据，所述烟雾浓度数据采集模块用于采集周围环境的烟雾浓度数据，所述能见度数据采集模块用于采集周围环境的能见度数据。

在一些实施例中，所述传感节点，还包括：

控制模块，用于根据所述信模块接收到的临近传感节点的通信模块发送的数据包对临近传感节点的稳定性进行对比，根据预设条件选取对应的临近传感节点作为目标传感节点，将本传感节点生成的数据包发送至所述目标传感节点。

基于上述目的，在本申请的第二个方面，提出了一种高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法，包括：

当前传感节点建立与物联网基站的通信连接，若连接成功，所述当前传感节点将自身采集到的火情数据发送至所述物联网基站；

若连接失败，所述当前传感节点获取临近传感节点发送的数据包，所述数据包包括所述临近传感节点采集到的对应类型的火情数据和所述临近传感节点的剩余电量；

所述当前传感节点根据所述数据包对所述临近传感节点的稳定性进行对比，根据预设条件选取对应的临近传感节点作为目标传感节点；

所述当前传感节点将采集到的火情数据发送至所述目标传感节点，由所述目标传感节点直接发送至所述物联网基站或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站；

所述物联网基站将接收到的火情数据发送至后台服务器。

在一些实施例中，还包括：

传感节点之间按照预设时间间隔以广播的方式发送所述数据包。

在一些实施例中，还包括：

当前传感节点将采集到的火情数据存储在自身的rfid电子标签模块中；

无人探查设备从所述rfid电子标签模块中获取所述火情数据，并将所述火情数据发送至所述后台服务器。

本申请实施例提供的高容错性路由物联的消防传感节点网络及其路由方法，其中，消防传感节点网络包括：至少一个传感节点、至少一个物联网基站和后台服务器；所述传感节点分布在智能建筑内，用于采集对应类型的火情数据，并生成数据包，通过所述物联网基站将生成的数据包发送至所述后台服务器，或者，与临近节点建立点对点的直接通信连接，将生成的数据包发送至临近节点，由临近节点直接发送至所述物联网基站或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站；所述物联网基站用于建立与所述传感节点的通信连接，接收所述传感节点发送的数据包，并将接收到的数据包发送至所述后台服务器；所述后台服务器用于接收所述物联网基站发送的数据包，以对所述传感节点采集到的火情数据进行汇总。本申请实施例的消防传感节点网络及其路由方法，能够在火情爆发后，当发生由网络不稳定引起的原有的传输路径中断时，能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，有利于火情预警、火情分析和消防指挥。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例一的高容错性路由物联的消防传感节点网络的结构示意图；

图2是本申请实施例二的高容错性路由物联的消防传感节点网络的结构示意图；

图3是本申请实施例三的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法的流程图；

图4是本申请实施例四的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，是本申请实施例一的高容错性路由物联的消防传感节点网络的结构示意图。从图1中可以看出，本实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络的，可以包括：

至少一个传感节点101、至少一个物联网基站102和后台服务器103。在本实施例中，所述传感节点101分布在智能建筑内，用于采集对应类型的火情数据，并生成数据包，通过所述物联网基站102将生成的数据包发送至所述后台服务器103，或者，与临近节点(即周围的其他临近的传感节点)建立点对点的直接通信连接，将生成的数据包发送至临近节点，由临近节点直接发送至所述物联网基站102或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站102。

具体地，所述传感节点101可以分为三类，分别为温度传感节点、烟雾浓度传感节点和能见度传感节点。其中，温度传感节点用于采集周围环境的温度数据，烟雾浓度传感节点用于采集周围环境的烟雾浓度数据，能见度传感节点用于采集周围环境的能见度数据。由于在发生火情时，着火点周围的环境温度会升高，同时不可避免的伴随有浓烟，进而影响能见度，因此，可以通过采集采集周围环境的温度数据、烟雾浓度数据和能见度数据来判断是否有火情发生以及火情的大小状况。通常情况下，所述传感节点101将采集到的对应类型的火情数据生成数据包后，直接发送至所述物联网基站102，由所述物联网基站102转发至所述后台服务器103。当发生火情时，若所述传感节点101与所述物联网基站102的通信中断，则所述传感节点101与临近节点建立点对点的直接通信连接，并将自身采集到的对应类型的火情数据发送至建立点对点的直接通信连接的临近节点，由该临近节点将所述传感节点101发送的火情数据转发至所述物联网基站102，并由所述物联网基站102发送至所述后台服务器103。在所述物联网基站102对所述传感节点101采集到的火情数据进行转发的过程中，若该临近节点能够直接与所述物联网基站102进行通信，即火情没有影响该临近节点与所述物联网基站102的通信连接，则由该临近节点直接将所述传感节点101采集到的火情数据发送至所述物联网基站102，若该临近节点不能够直接与所述物联网基站102进行通信，即火情影响了该临近节点与所述物联网基站102的通信连接，则该临近节点将所述传感节点101采集到的火情数据转发至该临近节点的临近节点，该临近节点的临近节点重复迭代上述过程，直到找到一个与所述物联网基站102进行通信的传感节点，由该传感节点将所述传感节点101采集到的火情数据转发至所述物联网基站102。

所述物联网基站102用于建立与所述传感节点101的通信连接，接收所述传感节点101发送的数据包，并将接收到的数据包发送至所述后台服务器103。

所述后台服务器103用于接收所述物联网基站发送的数据包，以对所述传感节点101采集到的火情数据进行汇总，进而可以根据汇总后的火情数据进行火情分析和消防指挥。

通常情况下，所述传感节点101在选取临近节点时，会存在多种选择，为了保证火情数据能够快速稳定传输，在保证传输稳定的同时，选取传说跳数较小的临近节点来实现火情数据的中继转发。

此外，在本实施中，所述传感节点101可以只与一个物联网基站102通信连接，也可同时与多个物联网基站102通信连接，由于当所述传感节点101同时与多个物联网基站102通信连接，会增大数据传输的负荷，因此，一般情况下，所述传感节点101最多同时与两个物联网基站102通信连接。需要说明的是，图1只是用于在结构层次上对本申请实施例的消防传感节点网络进行说明，在实际应用过程中，不难想到传感节点101之间的点对点连接是呈网状的。

本申请实施例的消防传感节点网络，能够在火情爆发后，当发生由网络不稳定引起的原有的传输路径中断时，能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，有利于火情预警、火情分析和消防指挥。

如图2所示，是本申请实施例二的高容错性路由物联的消防传感节点网络的结构示意图。本实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络，包括：

至少一个传感节点201、至少一个物联网基站202、后台服务器203和无人探查设备204。

所述传感节点201可以分为三类，分别为温度传感节点、烟雾浓度传感节点和能见度传感节点。其中，温度传感节点用于采集周围环境的温度数据，烟雾浓度传感节点用于采集周围环境的烟雾浓度数据，能见度传感节点用于采集周围环境的能见度数据。由于在发生火情时，着火点周围的环境温度会升高，同时不可避免的伴随有浓烟，进而影响能见度，因此，可以通过采集采集周围环境的温度数据、烟雾浓度数据和能见度数据来判断是否有火情发生以及火情的大小状况。通常情况下，所述传感节点201将采集到的对应类型的火情数据生成数据包后，直接发送至所述物联网基站202，由所述物联网基站202转发至所述后台服务器203。当发生火情时，若所述传感节点201与所述物联网基站202的通信中断，则所述传感节点201与临近节点建立点对点的直接通信连接，并将自身采集到的对应类型的火情数据发送至建立点对点的直接通信连接的临近节点，由该临近节点将所述传感节点201发送的火情数据转发至所述物联网基站202，并由所述物联网基站202发送至所述后台服务器203。在所述物联网基站202对所述传感节点201采集到的火情数据进行转发的过程中，若该临近节点能够直接与所述物联网基站202进行通信，即火情没有影响该临近节点与所述物联网基站202的通信连接，则由该临近节点直接将所述传感节点201采集到的火情数据发送至所述物联网基站202，若该临近节点不能够直接与所述物联网基站202进行通信，即火情影响了该临近节点与所述物联网基站202的通信连接，则该临近节点将所述传感节点201采集到的火情数据转发至该临近节点的临近节点，该临近节点的临近节点重复迭代上述过程，直到找到一个与所述物联网基站202进行通信的传感节点，由该传感节点将所述传感节点201采集到的火情数据转发至所述物联网基站202。

所述物联网基站202用于建立与所述传感节点201的通信连接，接收所述传感节点201发送的数据包，并将接收到的数据包发送至所述后台服务器203。

所述后台服务器203用于接收所述物联网基站发送的数据包，以对所述传感节点201采集到的火情数据进行汇总，进而可以根据汇总后的火情数据进行火情分析和消防指挥。

在本实施例中，所述传感节点201，又可以进一步包括数据采集模块2011，用于采集对应类型的火情数据；通信模块2012，用于与所述物联网基站通信连接，或者与其他传感节点的通信模块进行通信连接；电源模块2013，用于向所述数据采集模块和所述通信模块进行供电；rfid电子标签模块2014，用于对所述数据采集模块2011采集到的对应类型的火情数据进行存储；控制模块2015，用于根据所述信模块接收到的临近传感节点的通信模块发送的数据包对临近传感节点的稳定性进行对比，根据预设条件选取对应的临近传感节点作为目标传感节点，将本传感节点生成的数据包发送至所述目标传感节点。

其中，所述数据采集模块2011可以分为三类，分别为：温度数据采集模块、烟雾浓度数据采集模块和能见度数据采集模块，分别用于采集对应类型的火情数据，同一个传感节点201上可以只设置有一类数据采集模块2011，也可以根据实际需要设置多个类别的数据采集模块2011。

在本实施例中，所述传感节点201生成的数据包，可以包括所述传感节点201采集到的对应类型的火情数据以及所述电源模块2013的剩余电量。这样，当所述传感节点201在选取临近节点的过程中，可以根据临近传感节点的通信模块发送的数据包，进行稳定性对比。包括：可以选取剩余电量满足预设条件(例如剩余电量高于20％)的临近节点来传输数据，或者选取火情数据满足预设条件(例如温度、烟雾浓度低于预设阈值，因为一旦高于该预设阈值表面临近节点处火情有可能造成经由该节点的通信的中断)的临近节点来传输数据，以保证传输路径的稳定性，避免在后续的数据传输的过程中因临近节点的剩余电量不足或者通信中断导致的传输路径中断，影响火情数据传输的稳定性。

此外，在本实施例中，当所述传感节点201在采集到火情数据时，一方面可以直接发送至所述物联网基站202，通过所述物联网基站202发送至所述后台服务器203，另一方面，也可以通过临近节点以中继转发的方式将采集到的火情数据发送至所述物联网基站202，然后再通过所述物联网基站202发送至所述后台服务器203，再一方面，所述传感节点201在采集到火情数据时，还可以将采集到的火情数据存储在所述rfid电子标签模块2014中，后台服务器203可以通过所述无人探查设备204从所述rfid电子标签模块2014中获取对应的传感节点201采集到的火情数据。具体地，所述无人探查设备204例如可以是携带有阅读器的无人机或无人机器人，当所述后台服务器203需要获取火场的火情数据时，既可以通过接收所述物联网基站202转发的传感节点201采集到的火情数据，又可以通过所述无人探查设备204从火场中的传感节点201的rfid电子标签模块2014中读取对应的火情数据，这样，便形成了火情数据的三条传输路径，第一条是传感节点201直接向物联网基站202发送采集到的火情数据，进而发送至后台服务器，第二条是传感节点201通过临近节点以中继转发的方式向物联网基站202发送采集到的火情数据，进而发送至后台服务器，第三条是传感节点201将采集到的火情数据存储在自身的rfid电子标签模块2014中，由无人探查设备204从rfid电子标签模块2014中读取对应的火情数据并发送至后台服务器。

通过上述的三条传输路径传输传感节点201采集到的火情数据，保证了本实施例的消防传感节点网络稳定性，要能够迅速将火场的火情数据发送至后台服务器。

本申请实施例的消防传感节点网络，能够在火情爆发后，当发生由网络不稳定引起的原有的传输路径中断时，能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，有利于火情预警、火情分析和消防指挥。

如图3所示，是本申请实施例三的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法的流程图。本实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法，可以包括以下步骤：

s301：当前传感节点建立与物联网基站的通信连接，若连接成功，所述当前传感节点将自身采集到的火情数据发送至所述物联网基站。

本实施例的方法基于上述实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络。具体地，当发生火情时，对于位于火场中的任意传感节点(即当前传感节点)，可以建立与物联网基站的通信连接，若连接成功，所述当前传感节点将自身采集到的火情数据发送至所述物联网基站。

s302：若连接失败，所述当前传感节点获取临近传感节点发送的数据包，所述数据包包括所述临近传感节点采集到的对应类型的火情数据和所述临近传感节点的剩余电量。

当火情影响了所述当前传感节点与物联网基站的通信时，所述当前传感节点可以建立与临近节点的点对点的直接通信连接，在建立连接后，获取临近传感节点发送的数据包，所述数据包包括所述临近传感节点采集到的对应类型的火情数据和所述临近传感节点的剩余电量。

s303：所述当前传感节点根据所述数据包对所述临近传感节点的稳定性进行对比，根据预设条件选取对应的临近传感节点作为目标传感节点。

具体地，所述当前传感节点在获取到临近节点发送的数据包后，可以将临近节点的剩余电量进行对比，选取剩余电量满足预设条件(例如剩余电量高于20％)的临近节点作为目标传感节点。或者可以将临近节点的火情数据进行对比，选取火情数据满足预设条件(例如温度、烟雾浓度低于预设阈值，因为一旦高于该预设阈值表面临近节点处火情有可能造成经由该节点的通信的中断)的临近节点作为目标传感节点。

s304：所述当前传感节点将采集到的火情数据发送至所述目标传感节点，由所述目标传感节点直接发送至所述物联网基站或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站。

所述当前传感节点将采集到的火情数据发送至所述目标传感节点。该目标传感节点在接收到所述当前传感节点发送的火情数据后，建立与物联网基站的通信连接，如能建立与物联网基站的通信连接，则将接收到的火情数据发送至物联网基站，由物联网基站发送至后台服务器，若不能建立与物联网基站的通信连接，则从该目标传感节点的临近节点中选取剩余电量满足预设条件的临近节点继续作为中继节点转发所述当前传感节点采集到的火情数据。重复上述过程，直到找到能够建立与物联网基站的通信连接临近节点，将所述当前传感节点采集到的火情数据发送至该临近节点，由该临近节点发送至与之连接的物联网基站。

s305：所述物联网基站将接收到的火情数据发送至后台服务器。

本申请实施例的方法，能够在火情爆发后，当发生由网络不稳定引起的原有的传输路径中断时，能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，有利于火情预警、火情分析和消防指挥。

如图4所示，是本申请实施例四的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法的流程图。本实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法，包括以下步骤：

s401：传感节点之间按照预设时间间隔以广播的方式发送数据包。

本实施例的高容错性路由物联的消防传感节点网络的路由方法基于上述实施例一和实施例二的高容错性路由物联的消防传感节点网络。具体地，在本实施例中，传感节点之间按照预设时间间(隔例如5s每次)以广播的方式发送数据包。

s402：当前传感节点将采集到的火情数据存储在自身的rfid电子标签模块中。

当前传感节点在广播数据包的同时将采集到的火情数据存储在自身的rfid电子标签模块中。

s403：当前传感节点建立与物联网基站的通信连接，若连接成功，所述当前传感节点将自身采集到的火情数据发送至所述物联网基站。

同时，当发生火情时，对于位于火场中的任意传感节点(即当前传感节点)，可以建立与物联网基站的通信连接，若连接成功，所述当前传感节点将自身采集到的火情数据发送至所述物联网基站。

s404：若连接失败，所述当前传感节点获取临近传感节点发送的数据包，所述数据包包括所述临近传感节点采集到的对应类型的火情数据和所述临近传感节点的剩余电量。

当火情影响了所述当前传感节点与物联网基站的通信时，所述当前传感节点可以建立与临近节点的点对点的直接通信连接，在建立连接后，获取临近传感节点发送的数据包，所述数据包包括所述临近传感节点采集到的对应类型的火情数据和所述临近传感节点的剩余电量。

s405：所述当前传感节点根据所述数据包对所述临近传感节点的稳定性进行对比，根据预设条件选取对应的临近传感节点作为目标传感节点。

具体地，所述当前传感节点在获取到临近节点发送的数据包后，可以将临近节点的剩余电量进行对比，选取剩余电量满足预设条件(例如剩余电量高于20％)的临近节点作为目标传感节点。或者可以将临近节点的火情数据进行对比，选取火情数据满足预设条件(例如温度、烟雾浓度低于预设阈值，因为一旦高于该预设阈值表面临近节点处火情有可能造成经由该节点的通信的中断)的临近节点作为目标传感节点。

s406：所述当前传感节点将采集到的火情数据发送至所述目标传感节点，由所述目标传感节点直接发送至所述物联网基站或者通过一跳或者多跳的节点中继转发至所述物联网基站。

所述当前传感节点将采集到的火情数据发送至所述目标传感节点。该目标传感节点在接收到所述当前传感节点发送的火情数据后，建立与物联网基站的通信连接，如能建立与物联网基站的通信连接，则将接收到的火情数据发送至物联网基站，由物联网基站发送至后台服务器，若不能建立与物联网基站的通信连接，则从该目标传感节点的临近节点中选取剩余电量满足预设条件的临近节点继续作为中继节点转发所述当前传感节点采集到的火情数据。重复上述过程，直到找到能够建立与物联网基站的通信连接临近节点，将所述当前传感节点采集到的火情数据发送至该临近节点，由该临近节点发送至与之连接的物联网基站。

s407：所述物联网基站将接收到的火情数据发送至后台服务器。

s408：无人探查设备从所述rfid电子标签模块中获取所述火情数据，并将所述火情数据发送至所述后台服务器。

或者，服务也可以通过无人探查设备从所述rfid电子标签模块中读取对应的传感节点采集到的火情数据。

本申请实施例的方法，能够在火情爆发后，当发生由网络不稳定引起的原有的传输路径中断时，能够迅速建立新路径以恢复数据包传输，有利于火情预警、火情分析和消防指挥。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。