基于无线mesh的自组网通讯方法及入网设备与流程

本发明属于无线组网，涉及到一种基于无线mesh的自组网通讯方法及入网设备，特别是在无法确认目的地址方向时可以定向广播的方式进行转发信息的通讯方法。

背景技术：

1、现有mesh无线组网方案大多分为2种：

2、1.一种使用蓝牙的类洪泛的自组网，通过限制设备的中继转发次数来大量转发目标信息，在信息到达目标设备之前，几乎所有的设备都会参与转发信息。采用类洪泛自组网的方案缺陷很明显，主要体现以下几点：

3、a)设备之间的信息流通通过洪泛转发的方式会造成大量的信道资源浪费。

4、b)这种组网的方式不适用于大功率和远距离的设备。

5、c)因为是采用类洪泛的信息传输方式，设备之间的信息传递会占用很大的功耗，在便携式设备上会增加功耗，降低使用时长。

6、2.另外一种就是采用主从设备限定的方式，通过网关管理所有的设备，所有的信息流通都要经过网关处理，网关决定信息的流通方向。

7、采用主从设备限定组网的方案的缺陷主要表现以下3个方面：

8、a)过分依赖主设备对信息传输通道的方向，所有的设备的信息的流通方向都自从设备留向依附的主机，再由主机记录中的从设备方向流通，会使得信息的流通通道过长。

9、b)由于依赖主设备和网关的信息分配，如果信息链路出现中断，会使整个组网通路崩溃。

10、c)采用主从方式的组网只适应位置固定的设备，对于移动式设备可能出现的交叉走动，及其容易丢失网络拓扑而无法再完成组网联系。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术的缺陷，本发明设计了一种基于无线mesh的自组网通讯方法及入网设备，是一种新的适用于移动便携式的自组网方案，采用lora+gps的无线方案实现户外的多设备之间的无线自组网精准定位，该方案设备之间通过lora通讯方式，无需任何的漫游可以实现超远距离的组网通讯，跨设备信息流通。

2、本发明采用的技术方案是，基于无线mesh的自组网通讯方法，是待入网设备向已有网络主动申请入网后建立通讯交互的过程，待入网设备上电后主动向周围的已入网设备发起入网请求，已入网设备收到入网请求后，将已入网设备本身的信息以及已入网设备的邻居表信息一同发送给待入网设备，待入网设备成功入网并更新邻居表信息，在此基础上，任意入网设备接收到邻居设备发来的信息时，具体通讯方法步骤如下：

3、a、如果信息的目标是自身设备，入网设备会先打开gps获取定位信息，打开功率放大器，把gps信息和需要通讯的信息通过信息来源通道方向回复；

4、b、如果信息的目标不是自身设备，而是自身邻居表中的邻居设备，入网设备打开功率放大器，将信息传输给邻居表中的邻居设备，邻居设备会按照步骤a中的方式进行工作；

5、c、如果信息的目标既不是自身设备，也不是自身邻居表中的邻居设备，入网设备将信息转发给有邻居表的邻居设备；

6、d、如果信息的目标既不是自身设备，也不是自身邻居表中的邻居设备，而且自身邻居表中没有可以找到目标设备的链路，则不做任何操作。

7、在入网设备入网成功后未接收到邻居设备发来信息时，始终保持省电状态，当出现步骤a、步骤b或步骤c的情况，入网设备退出省电模式。

8、所述的通讯方法还包括步骤e，入网设备会通过加速度传感器和陀螺仪传感器的信息，定时维护更新设备的邻居表信息。

9、所述的通讯方法采用lora无线传输信息。

10、本发明还涉及一种基于无线mesh的自组网的入网设备，用于实现上述的通讯方法，所述的入网设备包括lora芯片、功率放大器、mcu处理器、gps、陀螺仪、加速度传感器和地磁传感器。

11、本发明基于移动自组织网络的优化链路状态路由(olsr)协议实现，设备在户外可以通过gps实现精准的定位，由lora无线传输gps或其他数字信息，可以获得设备的相对方向和距离。如果两个通讯设备之间超出了lora的通讯范围，设备会通过移动自组织网络的优化链路状态路由(olsr)协议中转信息流通。通过本方案，信息的流通不需要指定的网关设备，只需要在通讯双方之间有相同的设备中转，通过mesh的链路算法优化路由通路方向，不仅可以降低信息传输的资源浪费，节约功耗，也非常适用于多设备快速流通的场景下实现超远距离的信息流转。

12、另外，本发明的入网设备通讯不需要任何的服务器，每一个节点都可能作为信息传输的网关进行信息的转发。相对于该现有技术来说，本方案并不是简单的所有接收节点对比目的节点地址。不需要所有的非目的节点都参与转发信息，而是通过多级的邻居表信息实现在无法确认目的地址方向时可以定向广播的方式进行转发信息，减少广播的转发次数，更快地实现通讯连接。

13、而且本发明的入网设备功耗较低，平时省电接收，定时维护网络拓扑结构。通讯范围广，无需漫游实现通讯。对遮挡不敏感，使用场所宽。定位实时性强，融合陀螺仪惯导和地磁实现方向定位。定位精准，通过信号的强度和相位进行定位。

技术特征：

1.基于无线mesh的自组网通讯方法，是待入网设备向已有网络主动申请入网后建立通讯交互的过程，其特征在于：待入网设备上电后主动向周围的已入网设备发起入网请求，已入网设备收到入网请求后，将已入网设备本身的信息以及已入网设备的邻居表信息一同发送给待入网设备，待入网设备成功入网并更新邻居表信息，在此基础上，任意入网设备接收到邻居设备发来的信息时，具体通讯方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于无线mesh的自组网通讯方法，其特征在于：在入网设备入网成功后未接收到邻居设备发来信息时，始终保持省电状态，当出现步骤a、步骤b或步骤c的情况，入网设备退出省电模式。

3.根据权利要求1所述的基于无线mesh的自组网通讯方法，其特征在于：所述的通讯方法还包括步骤e，入网设备会通过加速度传感器和陀螺仪传感器的信息，定时维护更新设备的邻居表信息。

4.根据权利要求1所述的基于无线mesh的自组网通讯方法，其特征在于：所述的通讯方法采用lora无线传输信息。

5.一种基于无线mesh的自组网的入网设备，用于实现权利要求1所述的通讯方法，其特征在于：所述的入网设备包括lora芯片、功率放大器、mcu处理器、gps、陀螺仪、加速度传感器和地磁传感器。

技术总结
基于无线mesh的自组网通讯方法及入网设备，待入网设备上电后主动向周围的已入网设备发起入网请求，已入网设备收到入网请求后，将已入网设备本身的信息以及已入网设备的邻居表信息一同发送给待入网设备，待入网设备成功入网并更新邻居表信息，采用LORA+GPS的无线方案实现户外的多设备之间的无线自组网精准定位，该方案设备之间通过LORA通讯方式，无需任何的漫游可以实现超远距离的组网通讯，跨设备信息流通。而且本发明的入网设备功耗较低，平时省电接收，定时维护网络拓扑结构。通讯范围广，无需漫游实现通讯。对遮挡不敏感，使用场所宽。定位实时性强，融合陀螺仪惯导和地磁实现方向定位。定位精准，通过信号的强度和相位进行定位。

技术研发人员：梁日苏
受保护的技术使用者：深圳市海恒通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15