一种基于时分多址的多设备通讯方法、介质、终端和装置与流程

【技术领域】

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种基于时分多址的多设备通讯方法、介质、终端和装置。

背景技术：

现在的楼宇内服务机器人，一般具有楼宇内的平层递送能力，而对于跨楼层的楼宇内递送任务，机器人则需要使用楼宇内的电梯、闸机、开关门等物联网设备，因此机器人和这些物联网设备之间需要建立通讯机制。当机器人在楼宇内和所述物联网设备采用现有通讯方案进行通讯时，若遇到多个物联网设备或者多个机器人群组，机器人容易受到多设备的干扰，导致数据的发送方和接收方都不能发出或者接收到有效的数据内容。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于时分多址的多设备通讯方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于时分多址的多设备通讯方法，至少一个通讯设备采用预设时隙对齐方法确定各自的时隙号，并建立通讯网络；所述预设时隙对齐方法具体包括以下步骤：

s001，将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；

s002，上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份id进行广播；

s003，接收其他通讯设备广播的身份id，并结合本通讯设备的身份id建立id链表，所述id链表包含按照升序排列的多个身份id；

s004，查询本通讯设备的身份id在所述id链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值确定对应的时隙号，并建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，还包括新通讯设备加入方法，具体为：新通讯设备监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容，根据所述广播内容获取已加入当前通讯网络的通讯设备数量以及每个通讯设备所占用的时隙，若存在空闲时隙，则采用所述预设时隙对齐方法确定自己的时隙号，并加入当前通讯网络；若不存在空闲时隙，则对当前时隙进行扩容，并采用所述预设时隙对齐方法重新建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，对当前时隙进行扩容，并采用所述预设时隙对齐方法重新建立通讯网络，具体为：在当前时间片向所有通讯设备广播扩容请求，命令所有通讯设备在下一个时间片中将其时间长度增加一倍，同时保持预设时间间隔不变，即将下一个时间片的时隙增加一倍，然后采用预设时隙对齐方法再次确定各自的时隙号，重新建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，还包括提前扩容步骤，具体为：新通讯设备加入当前通讯网络时，监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容，根据所述广播内容计算当前时间片中已占用时隙的比例，判断所述比例是否大于预设值，若是，则对当前时隙进行扩容，并采用所述预设时隙对齐方法重新建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，还包括频点跳转步骤，所述频点跳转步骤具体为：在广播频道中发送频点跳转请求，当与另一通讯设备达成约定后，在下一个时间片跳频到约定频点并完成数据传输过程，然后通过超时机制跳转到公开频道，并采用所述新通讯设备加入方法加入当前通讯网络。

本发明实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的基于时分多址的多设备通讯方法。

本发明实施例的第三方面提供了一种基于时分多址的多设备通讯终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述基于时分多址的多设备通讯方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种基于时分多址的多设备通讯装置，包括时隙对齐模块和通讯网络建立模块，所述时隙对齐模块具体包括时隙划分单元、异或计算单元、身份表建立单元和时隙分配单元，

所述时隙划分单元用于将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；

所述异或计算单元用于上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份id进行广播；

所述身份表建立单元用于接收其他通讯设备广播的身份id，并结合本通讯设备的身份id建立id链表，所述id链表包含按照升序排列的多个身份id；

所述时隙分配单元用于查询本通讯设备的身份id在所述id链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值确定对应的时隙号；

所述通讯网络建立模块用于根据时隙号建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，所述多设备通讯装置还包括监听模块、第一控制模块和时隙扩容模块，

所述监听模块用于监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容；

所述第一控制模块用于根据所述广播内容获取已加入当前通讯网络的通讯设备数量以及每个通讯设备所占用的时隙，若存在空闲时隙，则驱动所述时隙对齐模块确定自己的时隙号，并加入当前通讯网络；若不存在空闲时隙，则驱动所述时隙扩容模块对当前时隙进行扩容，并驱动所述时隙对齐模块重新建立通讯网络；

所述时隙扩容模块用于在当前时间片向所有通讯设备广播扩容请求，命令所有通讯设备在下一个时间片中将其时间长度增加一倍，同时保持预设时间间隔不变，即将下一个时间片的时隙增加一倍。

在一个优选实施方式中，所述多设备通讯装置还包括频点跳转模块，所述频点跳转模块用于在广播频道中发送频点跳转请求，当与另一通讯设备达成约定后，在下一个时间片跳频到约定频点并完成数据传输过程，然后通过超时机制跳转到公开频道，并加入当前通讯网络。

本发明提供了一种基于时分多址的多设备通讯方法、介质、终端和装置，通过时分多址的无线通讯技术可以很好地解决了楼宇内多个物联网设备和机器人群组的无中心节点的通讯问题，并且实现了空间拥挤后的自动扩容以及高速的调频点对点大数据通讯，保证了多设备之间，尤其是机器人和物联网设备之间的通讯质量和通讯效率，在机器人领域具有广阔的商业应用前景。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是实施例1提供的预设时隙对齐方法的流程示意图；

图2是实施例2提供的基于时分多址的多设备通讯装置的结构示意图；

图3是实施例3提供的基于时分多址的多设备通讯终端的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

实施例1中至少一个通讯设备采用预设时隙对齐方法确定各自的时隙号，并建立通讯网络，图1是实施例1提供的预设时隙对齐方法的流程示意图，如图1所示，所述预设时隙对齐方法具体包括以下步骤：

s001，将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；

s002，上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份id进行广播；

s003，接收其他通讯设备广播的身份id，并结合本通讯设备的身份id建立id链表，所述id链表包含按照升序排列的多个身份id；

s004，查询本通讯设备的身份id在所述id链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值确定对应的时隙号，并建立通讯网络。

多通讯设备可以各自采用上述实施例的时隙对齐方法给自己分配时隙，然后在对应时隙进行通讯，无需中心节点进行调度，从而减少第三方的数据干扰。在完成时隙对齐后，多通讯设备可以分别在各自时隙广播自己的发送时间戳，并利用各自设备中的可读写存储器记录下广播中所有通讯设备的发送时间戳，即可以在一个时间片中同时计算出参与通讯的各通讯设备与自己距离，大大减少了计算距离所需的时间片浪费，从而提高通讯效率。

在一个优选实施方式中，当有新通讯设备加入网络时，具体的加入方法为：新通讯设备监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容，根据所述广播内容获取已加入当前通讯网络的通讯设备数量以及每个通讯设备所占用的时隙，若存在空闲时隙，则采用所述预设时隙对齐方法确定自己的时隙号，并加入当前通讯网络，然后在下一个时间片即可在自己时隙号对应的时隙广播数据；若不存在空闲时隙，则需要对当前时隙进行扩容，然后采用所述预设时隙对齐方法重新建立通讯网络。对当前时隙进行扩容具体为：在当前时间片向所有通讯设备广播扩容请求，命令所有通讯设备增加下一个时间片的时间长度，比如在下一个时间片中将其时间长度增加一倍，同时保持预设时间间隔不变，即将下一个时间片的时隙增加一倍，然后采用预设时隙对齐方法再次确定各自的时隙号，重新建立通讯网络。

更加优选的实施例还包括提前扩容步骤，具体为：新通讯设备加入当前通讯网络时，监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容，根据所述广播内容计算当前时间片中已占用时隙的比例，判断所述比例是否大于预设值，比如是否大于90％，若是，则采用以上所述时隙扩容步骤对当前时隙进行扩容，并重新建立通讯网络。

另一优选实施例中，若两个通讯设备之间需要高速传输大量数据，则可采用频点跳转方法，所述频点跳转方法具体为：在广播频道中发送频点跳转请求，当与另一通讯设备达成约定后，在下一个时间片两个通讯设备跳频到约定频点开始高数据量传输，当传输完成后通过各自的超时机制跳转到公开频道，并采用所述新通讯设备加入方法加入当前通讯网络。

本实施例通过时分多址的无线通讯技术可以很好地解决了楼宇内多个物联网设备和机器人群组的无中心节点的通讯问题，并且实现了空间拥挤后的自动扩容以及高速的调频点对点大数据通讯，保证了多设备之间，尤其是机器人和物联网设备之间的通讯质量和通讯效率，在机器人领域具有广阔的商业应用前景。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述的基于时分多址的多设备通讯方法。

图2是实施例2提供的基于时分多址的多设备通讯装置的结构示意图，如图2所示，包括时隙对齐模块100和通讯网络建立模块200，所述时隙对齐模块100具体包括时隙划分单元101、异或计算单元102、身份表建立单元103和时隙分配单元104，

所述时隙划分单元101用于将时间划分为周期性预设长度的帧，每一帧按预设时间间隔划分为多个时隙；

所述异或计算单元102用于上电后，对本通讯设备出厂时的设备序列号和随机数进行异或计算，存储异或计算结果，并将所述异或计算结果作为本通讯设备的身份id进行广播；

所述身份表建立单元103用于接收其他通讯设备广播的身份id，并结合本通讯设备的身份id建立id链表，所述id链表包含按照升序排列的多个身份id；

所述时隙分配单元104用于查询本通讯设备的身份id在所述id链表中的位置，生成本通讯设备在整个网络环境中的排序值，根据所述排序值确定对应的时隙号；

所述通讯网络建立模块200用于根据时隙号建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，所述多设备通讯装置还包括监听模块300、第一控制模块400和时隙扩容模块500，

所述监听模块300用于监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容；

所述第一控制模块400用于根据所述广播内容获取已加入当前通讯网络的通讯设备数量以及每个通讯设备所占用的时隙，若存在空闲时隙，则驱动所述时隙对齐模块确定自己的时隙号，并加入当前通讯网络；若不存在空闲时隙，则驱动所述时隙扩容模块对当前时隙进行扩容，并驱动所述时隙对齐模块重新建立通讯网络；

所述时隙扩容模块500用于在当前时间片向所有通讯设备广播扩容请求，命令所有通讯设备在下一个时间片中将其时间长度增加一倍，同时保持预设时间间隔不变，即将下一个时间片的时隙增加一倍。

在一个优选实施方式中，所述多设备通讯装置还包括第二控制模块600，所述第二控制模块600用于新通讯设备加入当前通讯网络时，监听当前通讯网络一个完整时间片的广播内容，根据所述广播内容计算当前时间片中已占用时隙的比例，判断所述比例是否大于预设值，若是，则对当前时隙进行扩容，并采用所述预设时隙对齐方法重新建立通讯网络。

在一个优选实施方式中，所述多设备通讯装置还包括频点跳转模块700，所述频点跳转模块700用于在广播频道中发送频点跳转请求，当与另一通讯设备达成约定后，在下一个时间片跳频到约定频点并完成数据传输过程，然后通过超时机制跳转到公开频道，并加入当前通讯网络。

本发明实施例还提供了一种基于时分多址的多设备通讯终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述基于时分多址的多设备通讯方法的步骤。图3是本发明实施例3提供的基于时分多址的多设备通讯终端的结构示意图，如图3所示，该实施例的基于时分多址的多设备通讯终端8包括：处理器80、可读存储介质81以及存储在所述可读存储介质81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤1至步骤4。或者，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图2所示模块100至200的功能。

示例性的，所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述可读存储介质81中，并由所述处理器80执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序82在所述基于时分多址的多设备通讯终端8中的执行过程。

所述基于时分多址的多设备通讯终端8可包括，但不仅限于，处理器80、可读存储介质81。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是基于时分多址的多设备通讯终端8的示例，并不构成对基于时分多址的多设备通讯终端8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于时分多址的多设备通讯终端还可以包括电源管理模块、运算处理模块、输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器80可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述可读存储介质81可以是所述基于时分多址的多设备通讯终端8的内部存储单元，例如基于时分多址的多设备通讯终端8的硬盘或内存。所述可读存储介质81也可以是所述基于时分多址的多设备通讯终端8的外部存储设备，例如所述基于时分多址的多设备通讯终端8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述可读存储介质81还可以既包括所述基于时分多址的多设备通讯终端8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质81用于存储所述计算机程序以及所述基于时分多址的多设备通讯终端所需的其他程序和数据。所述可读存储介质81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。