专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法及相关装置与流程

1.本申请涉及通信领域，尤其涉及专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法及相关装置。


背景技术：

2.自组网的整个工作过程一般可分为网络建立、业务传输以及路由维护几个阶段。对于zigbee、lora等技术，底层均采用扩频方式规避同频干扰问题，而专网物联网(professional internet of things，p
‑
iot)窄带数据自组网的全部节点都工作在12.5khz带宽的相同频点下，且不采用扩频类技术。
3.由于p
‑
iot窄带数据自组网中，节点位置随机，所以在网络建立阶段，很有可能出现大量节点都要进行入网操作，如果没有协调(例如，不加以控制)很容易产生信令风暴，使得入网节点间干扰严重，即同频干扰比较严重，从而导致网络建立时间长，效率低。


技术实现要素：

4.本申请提供了专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法及相关装置，目的在于解决网络建立时间长，效率低的问题。
5.为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
6.本申请提供了一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法，应用于任一节点，包括：
7.在所述节点已入网，且所述节点满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标；任一次发送的信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息；所述目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端；所述目标复帧为所述超帧中未分配的信标时间所在的复帧和所述节点的信标时间所在的复帧；
8.若所述节点接收到其他节点的入网申请请求，则为所述其他节点分配信标时间和短地址；
9.若所述节点在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，则仅在所述节点的信标时间发送信标，并将所述节点的信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
10.可选的，若所述节点为根节点；
11.所述方法还包括：
12.在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，轮流向分配给信标时间的节点发送第一消息；所述第一消息包括所述超帧中已分配的信标时间，并且，所述第一消息为信标时间分配的触发条件。
13.可选的，若所述节点为非根节点；
14.所述方法还包括：
15.在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道
检测能量低于预设阈值的情况下，向根节点发送第二消息；所述第二消息表示入网结束和分配的信标时间。
16.可选的，所述目标信息为本次信标的发射功率等级信息，或者，对接入终端的限制条件；
17.其中，在所述目标信息为本次信标的发射功率等级信息的情况下，依次发送的信标中发射功率等级信息指示的发射功率由小逐渐增大；
18.在所述目标信息为对接入终端的限制条件的情况下，任一次发送的信标中所述对接入终端的限制条件为本次允许入网的部分终端的信息。
19.可选的，还包括：
20.在所述节点未入网、所述节点接收到信标，并且，接收到的信标的接入许可信息为允许未入网节点接入的情况下，依据接收到的信标的信号强度或信噪比，确定入网申请请求的发送功率；
21.以所述发送功率发送入网申请请求；
22.接收为所述节点分配的信标时间和短地址。
23.本申请还提供了一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配装置，应用于任一节点，包括：
24.第一发送模块，用于在所述节点已入网的，且所述节点在满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标；任一次发送的信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息；所述目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端；所述目标复帧为所述超帧中未分配的信标时间所在的复帧和所述节点的信标时间所在的复帧；
25.分配模块，用于若所述节点接收到其他节点的入网申请请求，则为所述其他节点分配信标时间和短地址；
26.执行模块，用于若所述节点在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，则仅在所述节点的信标时间发送信标，并将所述节点的信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
27.可选的，若所述节点为根节点；所述装置还包括：
28.第二发送模块，用于在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，轮流向分配给信标时间的节点发送第一消息；所述第一消息包括所述超帧中已分配的信标时间，并且，所述第一消息为信标时间分配的触发条件。
29.可选的，还包括：
30.处理模块，用于在所述节点未入网的情况下，所述节点在接收到信标，并且，接收到的信标的接入许可信息为允许未入网节点接入的情况下，依据接收到的信标的信号强度或信噪比，确定入网申请请求的发送功率；以所述发送功率发送入网申请请求；接收为所述节点分配的信标时间和短地址。
31.本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述任一所述的专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法。
32.本申请还提供了一种设备，所述设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连
接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述任一所述的专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法。
33.本申请所述的专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法及相关装置，对于任一节点，在所述节点已入网，且所述节点在满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标；其中，信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息，若所述节点接收到其他节点的入网申请请求，则为所述其他节点分配信标时间和短地址；在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，仅在所述节点的信标时间发送信标，并将信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
34.一方面，由于任一次发送的信标包括的目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端，从而，减少每次同时入网的终端数量，进而，降低终端入网出现碰撞的概率，增大每次入网的成功率，进而，减少网络建立阶段的入网次数，从而，可以降低网络建立的时长。
35.另一方面，由于目标复帧为超帧中未分配的信标时间所在的复帧和该节点的信标时间所在的复帧，即本申请中，该节点是在目标复帧发送信标，即该节点发送信标的间隔较短，从而，使得待入网终端在较短时间内接收到信标，从而为待入网终端尽快入网提供了可能，从而降低网络建立的时长。
36.综上所述，本申请可以解决网络建立时长较长的问题。
附图说明
37.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
38.图1为本申请实施例公开的一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法的流程图；
39.图2为本申请实施例公开的根节点为发送入网申请请求的节点分配信标时间的过程示意图；
40.图3为本申请实施例公开的第一节点在目标复帧发送信标的过程的示意图；
41.图4为本申请实施例公开的一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配装置的结构示意图；
42.图5为本申请实施例公开的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
44.图1为本申请实施例提供的一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法，可以包括以下步骤：
45.s101、根节点在满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标。
46.在本步骤中，根节点的信标(beacon)分配的触发条件的内容具体可以为接收到其他未入网节点的入网申请请求。
47.在本实施例中，目标复帧为超帧中未分配的信标时间所在的复帧和根节点的信标时间所在的复帧。
48.在本实施例中，任一目标复帧发送的信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息，其中，目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端。
49.其中，目标信息可以为本次信标的发射功率等级信息，或者，对接入终端的限制条件。
50.其中，在目标信息为本次信标的发射功率等级信息的情况下，依次发送的信标中发射功率等级信息指示的发射功率由小逐渐增大。
51.在目标信息为对接入终端的限制条件的情况下，任一次发送的信标中对接入终端的限制条件为本次允许入网的部分终端的信息。
52.其中，网络建立阶段标识的内容可以为第一标识，也可以为第二标识，其中，第一标识可以采用“0
2”表示，表示非网络建立阶段，节点按正常规则入网，可进行正常业务传输。第二标识可以采用“1
2”表示，表示网络建立阶段，大批量节点正在入网。接入许可信息的取值可以为第一取值，也可以为第二取值，其中，第一取值可以采用“0
2”表示，表示此节点接受其他节点入网，第二取值可以采用“1
2”表示，表示此节点不接受其他节点入网。本次信标功率等级信息表示本次发送信标的功率等级(可以将功率范围事先划分为多个等级)。接入限制条件的内容可以根据实际情况确定，例如，可以为接入esn号、短地址号、临时地址号等限制，本实施例不对接入限制条件的具体内容作限定。
53.对于依次发送的信标的功率由小逐渐增大(可以将功率范围分为多个等级，实际发送功率依次从低等级到高等级)，从而，使得信标的覆盖范围由小变大，即一开始信标的覆盖范围较小，只有较小范围内的终端能够接收到信标，从而，入网的终端的数量减少，进而，减少了终端入网的碰撞概率，进而，终端入网成功的概率增大。随着信标发送功率的扩大，信标的覆盖范围增大，覆盖范围内的终端数量增多，但是，由于已成功入网的终端数量已增多，因此，虽然信标覆盖范围增大，但是可以入网终端的数量不会太多，进而，依然可以减小终端入网发生碰撞的概率，从而，缩短网络建立的时长。
54.s102、未入网节点在接收到信标，并且，接收到的信标的接入许可信息为允许未入网节点接入的情况下，依据接收到的信标的信号强度或信噪比，确定入网申请请求的发送功率。
55.在本步骤中，依据接收到的信标的信号强度或信噪比，确定入网申请请求的发送功率的具体实现方式为现有技术，这里不再赘述。
56.s103、未入网节点以确定的发送功率向根节点发送入网申请请求。
57.需要说明的是，在本实施例中，未入网节点在接收到信标，并且，接收到的信标的接入许可信息为允许未入网节点接入的情况下，也可以按照最大发射功率向根节点发送入
网申请请求，只是按照s102确定的发送功率发射入网申请请求，可以达到节约功率的有益效果。
58.s104、根节点为未入网节点分配信标时间和短地址。
59.在本实施例中，根节点在接收到任一未入网节点发送的入网申请请求的情况下，从当前未分配的信标时间中，为该未入网节点分配信标时间，并为该未入网节点分配短地址，并将分配的信标时间和短地址发送给该未入网节点。
60.为了直观展示根节点为发送入网申请请求的节点分配信标时间的过程，本实施例给出了图2所示的示意图。图2给出了根节点接受入网的初始状态。并且，假设通过根节点入网了三个节点，为该三个节点分配的信标时间如图2中的“a”、“b”和“c”指示的信标时间。
61.s105、根节点在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，仅在根节点的信标时间发送信标，并将信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
62.在本实施例中，如果根节点在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，表示当前已无节点从根节点进行入网。
63.在本步骤中，根节点在根节点的信标时间发送信标，并将信标中的接入许可信息设置为根节点不允许未入网节点接入，即根节点不接受其他节点入网。
64.s106、根节点在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，轮流向分配给信标时间的节点发送第一消息。
65.在本步骤中，根节点轮流向分配给信标时间的节点，发送第一消息。
66.假设根节点在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，分配给信标时间的节点为图2中所示的“a”、“b”和“c”对应的三个节点，假设这三个节点分别为第一节点、第二节点和第三节点。则在本步骤中，根节点轮流向是该三个节点发送第一消息。假设根节点发送第一消息的顺序依次为第一节点、第二节点和第三节点。
67.在本实施例中，第一消息包括超帧中已分配的信标时间，并且，第一消息为信标时间分配的触发条件。
68.s107、接收第一消息的节点执行信标时间的分配流程。
69.还以第一节点、第二节点和第三节点为例，在本步骤中，第一节点首先接收到第一消息，由于第一消息为信标时间分配的触发条件，因此，第一节点在接收到第一消息的情况下，执行信标时间的分配流程，其中，分配流程为s101～s106中根节点执行的流程。即第一节点执行s101～s106中根节点执行的操作，即将s101～s106中的根节点换为第一节点。
70.为了直观展示第一节点在目标复帧发送信标的过程，本实施例给出了图3所示的示意图，图3中，标注“a”的信标时间为第一节点发送信标的时间。
71.s108、接收第一消息的节点在连续预设数量的复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，向根节点发送第二消息。
72.还以第一节点、第二节点和第三节点为例，在本步骤中，第一节点执行信标时间的分配流程后，如果在连续预设数量的复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，则第一节点向根节点发送第二消息。在本实施例中，第二消息表示入网结束和分配的信标时间。即第一节点向根节点发送第一节点分配的信标时间，并且，指示
根节点第一节点分配信标时间已结束。
73.在本实施例中，根节点在接收到第一节点发送的第二消息的情况下，向第二节点发送第一消息，第二节点执行信标时间的分配流程，并在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，第二节点向根节点发送第二消息，即第二节点向根节点发送其分配的信标时间。根节点在接收到第二节点的情况下，向第三节点发送第一消息，其中，第一消息为当前已分配的信标(包括第二节点分配的信标时间)，第三节点执行信标时间的分配流程，在连续预设数量的目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，第三节点向根节点发送第二消息，网络建立结束。
74.图4为本申请实施例提供的一种专网物联网窄带数据自组网中信标的分配装置，应用于任一节点，可以包括：第一发送模块401、分配模块402和执行模块403；其中，
75.第一发送模块401，用于在所述节点已入网，且所述节点满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标；任一次发送的信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息；所述目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端；所述目标复帧为所述超帧中未分配的信标时间所在的复帧和所述节点的信标时间所在的复帧；
76.分配模块402，用于若所述节点接收到其他节点的入网申请请求，则为所述其他节点分配信标时间和短地址；
77.执行模块403，用于若所述节点在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，则仅在所述节点的信标时间发送信标，并将所述节点的信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
78.可选的，若所述节点为根节点；该装置还可以包括：
79.第二发送模块，用于在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，轮流向分配给信标时间的节点发送第一消息；所述第一消息包括所述超帧中已分配的信标时间，并且，所述第一消息为信标时间分配的触发条件。
80.可选的，若所述节点为非根节点；该装置还可以包括：
81.消息发送模块，用于在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值的情况下，向根节点发送第二消息；所述第二消息表示入网结束和分配的信标时间。
82.可选的，所述目标信息为本次信标的发射功率等级信息，或者，对接入终端的限制条件；其中，在所述目标信息为本次信标的发射功率等级信息的情况下，依次发送的信标中发射功率等级信息指示的发射功率由小逐渐增大；在所述目标信息为对接入终端的限制条件的情况下，任一次发送的信标中所述对接入终端的限制条件为本次允许入网的部分终端的信息。
83.可选的，该装置还可以包括：
84.处理模块，用于在所述节点未入网、所述节点接收到信标，并且，接收到的信标的接入许可信息为允许未入网节点接入的情况下，依据接收到的信标的信号强度或信噪比，确定入网申请请求的发送功率；以所述发送功率发送入网申请请求；接收为所述节点分配
的信标时间和短地址。
85.专网物联网窄带数据自组网中信标的分配装置包括处理器和存储器，上述第一发送模块401、分配模块402和执行模块403等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
86.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决网络建立时间长，效率低的问题。
87.本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法。
88.本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法。
89.本发明实施例提供了一种设备，如图5所示，设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，处理器、存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行上述的专网物联网窄带数据自组网中信标的分配方法。本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
90.本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
91.在所述节点已入网，且所述节点满足信标分配的触发条件的情况下，在超帧的目标复帧依次发送信标；任一次发送的信标包括：网络建立阶段标识信息、接入许可信息和目标信息；所述目标信息用于限定本次可入网的终端为待入网终端中的部分终端；所述目标复帧为所述超帧中未分配的信标时间所在的复帧和所述节点的信标时间所在的复帧；
92.若所述节点接收到其他节点的入网申请请求，则为所述其他节点分配信标时间和短地址；
93.若所述节点在连续预设数量的所述目标复帧发送信标后都未接收到入网申请请求，且，信道检测能量低于预设阈值，则仅在所述节点的信标时间发送信标，并将所述节点的信标中的接入许可信息设置为不允许未入网节点接入。
94.本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
95.在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(cpu)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
96.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
97.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动
态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd
‑
rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
98.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
99.本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
100.以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
101.本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
102.本说明书的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
103.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。