一种无线通信方法和系统

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种无线通信方法和系统。

背景技术

物联网设备指应用在物联网中的电子设备，物联网设备通常具有数据采集、数据汇集和/或数据处理等功能，例如，包含或连接传感器的物联网设备通常具有数据采集功能，这类物联网设备通常被称为数据采集器；包含处理器的物联网设备通常具有数据汇集功能和/或数据处理功能，这类物联网设备通常被称为数据汇集器，数据采集器与数据汇集器之间需要通过数据交互来完成从数据采集到数据汇总和/或数据处理的整个过程。现有的数据采集器与数据汇集器之间通常采用无线通信的方式进行数据交互，然而，现有的数据采集器在与数据汇集器建立无线通信连接后，无论数据采集器是否需要与数据汇集器进行数据交互，数据采集器的无线通信单元始终都保持开启状态，这样会增大数据采集器的功耗，缩短数据采集器的续航时间。

发明内容

本申请实施例提供了一种无线通信方法和系统，能够降低数据采集器的功耗，延长数据采集器的续航时间。

第一方面，本申请实施例提供了一种无线通信方法，包括：

在同步通信模式下，所述数据汇集器在每个通信周期的时间同步时段向所有所述数据采集器发送时间同步数据帧；所述时间同步数据帧中包含后续帧标识；所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内是否有待下发的第一指令帧，所述第一指令帧用于指示所述数据采集器上传数据；

所述数据采集器接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内无待下发的第一指令帧，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据汇集器在每个通信周期的时间同步时段向所有所述数据采集器发送时间同步数据帧之后，还包括：

所述数据采集器接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内有待下发的第一指令帧，则所述数据采集器接收所述数据汇集器在所述时间同步时段下发的所述第一指令帧；所述第一指令帧中包含所述第一指令帧的指令内容以及所述第一指令帧针对的目标数据采集器的标识；

所述数据采集器若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识相同，则生成针对所述指令内容的第一指令回应数据帧，并在所述通信周期的目标指令回应时段将所述第一指令回应数据帧上传至所述数据汇集器；所述目标指令回应时段为所述数据采集器对应的指令回应时段；

所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元，包括：

在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若所述数据采集器在所述通信周期内无需主动向所述数据汇集器上传数据，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据采集器在所述通信周期的目标指令回应时段将所述第一指令回应数据帧上传至所述数据汇集器之后，还包括：

所述数据汇集器若检测到所述第一指令回应数据帧中的指令回应内容不齐全，则在下一通信周期的所述时间同步时段向所述目标数据采集器下发第二指令帧；所述第二指令帧用于指示所述目标数据采集器上传所述第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容；

所述目标数据采集器在下一通信周期的所述目标指令回应时段，向所述数据汇集器上传针对所述第二指令帧的第二指令回应数据帧；所述第二指令回应数据帧中包含所述第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容。

进一步的，所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元，包括：

所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若检测到当前时刻未到达所述目标指令回应时段的结束时刻，则继续向所述数据汇集器上传所述第一指令回应数据帧，直至当前时刻到达所述目标指令回应时段的结束时刻为止，所述数据采集器关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据采集器接收所述数据汇集器在所述时间同步时段下发的所述第一指令帧之后，还包括：

所述数据汇集器若未接收到所述目标数据采集器上传的所述第一指令回应数据帧，则所述数据汇集器在下一通信周期的所述时间同步时段再次向所述目标数据采集器发送所述第一指令帧。

进一步的，所述数据采集器接收所述数据汇集器在所述时间同步时段下发的所述第一指令帧之后，还包括：

所述数据采集器若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识不相同，则关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据采集器若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内无待下发的第一指令帧，则所述数据采集器关闭其无线通信单元之后，还包括：

若所述数据采集器在所述通信周期内需主动向所述数据汇集器上传数据，则所述数据采集器在所述通信周期的所述目标数据上传时段开启其无线通信单元，并与所述数据汇集器建立无线通信连接，且将待上传的目标数据上传至所述数据汇集器；

所述数据采集器在所述目标数据上传完成后，关闭其无线通信单元。

进一步的，所述数据采集器将待上传的目标数据上传至所述数据汇集器之后，还包括：

所述数据汇集器接收到所述目标数据后，生成针对所述目标数据的数据上传回应帧，并在下一通信周期的所述时间同步时段，向上传所述目标数据的所述数据采集器发送所述数据上传回应帧。

第二方面，本申请实施例还提供了一种无线通信系统，包括数据汇集器和至少一个可与所述数据汇集器进行无线通信连接的数据采集器；

所述数据汇集器用于在同步通信模式下，在每个通信周期的时间同步时段向所有所述数据采集器发送时间同步数据帧；所述时间同步数据帧中包含后续帧标识；所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内是否有待下发的第一指令帧，所述第一指令帧用于指示所述数据采集器上传数据；

所述数据采集器用于接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内无待下发的第一指令帧，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例提供的一种无线通信方法，在任一通信周期内，当数据汇集器无需向数据采集器下发用于指示数据采集器上传数据的第一指令帧，即数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互时，数据汇集器可以将用于标识其在通信周期内无待下发的第一指令帧的后续帧标识包含在时间同步帧中，并在该通信周期的时间同步时段向所有数据采集器发送时间同步数据帧；数据采集器在接收到时间同步数据帧后，若检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在该通信周期内无待下发的第一指令帧，则认为该通信周期内数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互，此时，数据采集器关闭其无线通信单元，如此能够降低数据采集器的功耗，延长数据采集器的续航时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图2是本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一个通信周期包含的各个时段的具体示意图；

图4是本申请实施例提供的各个指令帧和各个数据帧的结构示意图；

图5是本申请另一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图6是本申请再一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图7是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图8是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图9是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图；

图10是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图，本申请实施例提供的无线通信方法可以应用于如图2所示的无线通信系统。如图2所示，无线通信系统100包括数据汇集器11和至少一个可与数据汇集器11进行无线通信连接的数据采集器12。其中，数据汇集器11指具有数据汇集功能和/或数据处理功能的物联网设备，例如，数据汇集器11可以是包含处理器的物联网设备，在实际应用中，数据汇集器包括但不限于各类服务器。数据采集器12指具有数据采集功能的物联网设备，例如，数据采集器12可以是包含或连接传感器的物联网设备，在实际应用中，数据采集器包括但不限于故障指示器和激光扫描器等。物联网设备指应用于物联网的电子设备。

在实际应用中，数据汇集器通常需要与各个数据采集器进行无线通信，例如，当数据汇集器需要从数据采集器中获取数据时，数据汇集器通常会向数据汇集器发送用于指示数据采集器上传数据的指令，而数据采集器通常会将数据汇集器所需要的数据上传至数据汇集器。本申请实施例中，数据采集器与数据汇集器可以基于同步通信方式进行无线通信，也可以基于异步通信方式进行无线通信，具体根据实际需求设置。本实施例中，为了降低数据采集器和数据汇集器的功耗，可以将数据采集器与数据汇集器的无线通信模式默认设置为同步通信模式，在某些场合需要时，再将数据采集器与数据汇集器的无线通信模式切换为异步通信模式。需要说明的是，当数据采集器与数据汇集器的无线通信模式默认为同步通信模式时，数据采集器每次与数据汇集器建立无线通信连接后，两者即进入同步通信模式。

在实际应用中，数据采集器与数据汇集器进行无线通信的过程通常会涉及以下场景：数据汇集器向数据采集器下发指令、数据采集器对数据汇集器下发的指令进行回应、数据采集器向数据汇集器上传数据、数据汇集器在接收到数据采集器上传的数据后对数据采集器进行回应等。而当数据采集器与数据汇集器采用同步通信方式进行无线通信时，由于同步通信要求通信双方保持时钟同步，因此，数据采集器与数据汇集器进行无线通信时，数据采集器还需要将其时钟与数据汇集器的时钟进行同步。

基于此，如图3所示，本实施例可以将数据采集器与数据汇集器进行无线通信时的每个通信周期均划分为时间同步时段、指令回应时段及数据上传时段。其中，时间同步时段早于指令回应时段，指令回应时段早于数据上传时段，通信周期的时长以及通信周期包含的各个不同时段的时长均可以根据实际需要设置。需要说明的是，为了避免数据汇集器和数据采集器在同时间收发数据时相互干扰，本实施例中，通信周期中包含的每个时段仅支持通信双方的一端接收数据或发送数据。

具体的，时间同步时段指数据采集器与数据汇集器进行时间同步的时段，该时段仅允许数据汇集器向数据采集器下发指令和/或数据。在该时段内，数据汇集器可以通过向数据采集器发送时间同步数据帧，进而使数据采集器基于该时间同步数据帧将其时钟与数据汇集器的时钟进行同步。在本申请一些实施例中，当数据汇集器需要指示数据采集器上传数据时，数据汇集器还可以在时间同步时段向数据采集器发送用于指示数据采集器上传数据的指令帧。

指令回应时段指数据采集器对数据汇集器下发的指令帧进行回应的时段，该时段仅允许数据采集器向数据汇集器上传数据。在该时段内，数据采集器可以根据数据汇集器下发的指令帧，生成针对该指令帧的指令回应帧，并将指令回应帧上传至数据汇集器。需要说明的是，当无线通信系统包含至少两个数据采集器时，为了防止多个数据采集器在同时发送数据时相互干扰，可以根据数据采集器的数量将指令回应时段划分为多个分别与各个数据采集器对应的目标指令回应时段，每个目标指令回应时段仅允许该目标指令回应时段对应的数据采集器向数据汇集器发送数据。示例性的，请继续参阅图3，假设无线通信系统包括4个数据采集器，则可以将指令回应时段划分为4个目标指令回应时段，分别为A、B、C及D。其中，目标指令回应时段A、B、C及D分别与4个数据采集器相对应。在实际应用中，各个目标指令回应时段的时长可以根据实际需要设置。在本实施例一种可能的实现方式中，所有目标指令回应时段的时长可以是相等的，即可以对指令回应时段的总时长进行平分，使得划分得到的每个数据采集器对应的目标指令回应时段的时长均相等；在本实施例另一种可能的实现方式中，各个目标指令回应时段的时长也可以是不相等的，例如，可以根据各个数据采集器与数据汇集器之间的历史数据交互量来确定各个数据采集器的时长比重，根据各个数据采集器的时长比重对指令回应时段的总时长进行划分，使得时长比重大的数据采集器划分得到的目标指令回应时段的时长较长，时长比重小的数据采集器划分得到的目标指令回应时段的时长较短。

数据上传时段指数据采集器主动向数据汇集器上传数据的时段，该时段仅允许数据采集器向数据汇集器上传数据。需要说明的是，当无线通信系统包含至少两个数据采集器时，为了防止多个数据采集器在同时上传数据时相互干扰，可以根据数据采集器的数量将数据上传时段划分为多个分别与各个数据采集器对应的目标数据上传时段，每个目标数据上传时段仅允许该目标数据上传时段对应的数据采集器向数据汇集器上传数据。示例性的，请继续参阅图3，假设无线通信系统包括4个数据采集器，则可以将数据上传时段划分为4个目标数据上传时段，分别为a、b、c及d。其中，目标数据上传时段a、b、c及d分别与4个数据采集器相对应。在实际应用中，各个目标数据上传时段的时长可以根据实际需要设置。在本实施例一种可能的实现方式中，所有目标数据上传时段的时长可以是相等的，即可以对数据上传时段的总时长进行平分，使得划分得到的每个数据采集器对应的目标数据上传时段的时长均相等；在本实施例另一种可能的实现方式中，各个目标数据上传时段的时长也可以是不相等的，例如，可以根据各个数据采集器与数据汇集器之间的历史数据交互量来确定各个数据采集器的时长比重，根据各个数据采集器的时长比重对数据上传时段的总时长进行划分，使得时长比重大的数据采集器划分得到的目标数据上传时段的时长较长，时长比重小的数据采集器划分得到的目标数据上传时段的时长较短。

基于此，以下对图1对应的无线通信方法包括的各步骤进行详细说明：

在S101中，在同步通信模式下，所述数据汇集器在每个通信周期的时间同步时段向所有所述数据采集器发送时间同步数据帧；所述时间同步数据帧中包含后续帧标识；所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内是否有待下发的第一指令帧，所述第一指令帧用于指示所述数据采集器上传数据。

本申请实施例中，当数据汇集器与数据采集器处于同步通信模式时，数据汇集器可以在每个通信周期的时间同步时段的开始时刻，向所有数据采集器发送时间同步数据帧。该时间同步数据帧中可以包含用于标识数据汇集器在该通信周期内是否有待下发的第一指令帧的后续帧标识。其中，第一指令帧用于指示数据采集器上传数据汇集器所需的数据。

在实际应用中，后续帧标识可以通过0或1表示，示例性的，可以定义后续帧标识为1时用于标识数据汇集器在该通信周期内有待下发的第一指令帧，即表示数据汇集器在发送完时间同步数据帧后，在该通信周期内还会再向数据采集器下发第一指令帧；后续帧标识为0时用于标识数据汇集器在该通信周期内无待下发的第一指令帧，即表示数据汇集器在发送完时间同步数据帧后，在该通信周期内不会再向数据采集器下发第一指令帧。

在实际应用中，为了为数据采集器提供校准时钟的基准时间，如图4所示，时间同步数据帧中除了包含后续帧标识，还包含时间同步数据帧的帧类型以及时间同步数据帧的准备发送时间。其中，帧类型用于使数据采集器知晓该帧为时间同步数据帧。

基于此，数据采集器在接收到时间同步数据帧时，还记录其接收到时间同步数据帧时的接收时间，并基于预设时间差值、时间同步数据帧的准备发送时间以及数据采集器接收到时间同步数据帧时的接收时间，来确定数据采集器与数据汇集器之间的时钟误差。其中，预设时间差值是指时间同步数据帧的准备发送时间与数据采集器接收到时间同步数据帧时数据汇集器对应的时间之间的时间间隔。在实际应用中，预设时间差值可以根据时间同步数据帧的长度以及数据汇集器的数据发送速率确定，例如，可以将时间同步数据帧的长度与数据汇集器的数据发送速率的比值确定为预设时间差值。

在实际应用中，数据采集器可以根据以下公式来确定其与数据汇集器之间的时钟误差：Δt＝T0+ΔT-t1，其中，Δt为数据采集器与数据汇集器之间的时钟误差，T0为时间同步数据帧的准备发送时间，ΔT为预设时间差值，t1为数据采集器接收到时间同步数据帧时的接收时间。

数据采集器计算出其与数据汇集器之间的时钟误差后，基于该时钟误差对数据采集器的时钟进行校准。具体的，数据采集器可以在计算出其与数据汇集器之间的时钟误差后的t3时刻，对其时钟进行校准，将t3时刻对应的时间校准为t3+Δt，从而实现了数据采集器与数据汇集器的时钟同步。

在S102中，所述数据采集器接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内无待下发的第一指令帧，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

本申请实施例中，每个数据采集器接收到数据汇集器下发的时间同步数据帧后，均需要检测时间同步数据帧中的后续帧标识，进而确定数据汇集器在该通信周期内是否有待下发的第一指令帧。

具体的，数据采集器若检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在通信周期内无待下发的第一指令帧，则说明数据汇集器在下发了时间同步数据帧后，在该通信周期内无需再向各个数据采集器下发第一指令帧，即说明在该通信周期内，数据汇集器无需与数据采集器进行数据交互，此时，数据采集器关闭其无线通信单元。

以上可以看出，本申请实施例提供的一种无线通信方法，在任一通信周期内，当数据汇集器无需向数据采集器下发用于指示数据采集器上传数据的第一指令帧，即数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互时，数据汇集器可以将用于标识其在通信周期内无待下发的第一指令帧的后续帧标识包含在时间同步帧中，并在该通信周期的时间同步时段向所有数据采集器发送时间同步数据帧；数据采集器接收到时间同步数据帧后，若检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在该通信周期内无待下发的第一指令帧，则认为该通信周期内数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互，此时，数据采集器关闭其无线通信单元，如此能够降低数据采集器的功耗，延长数据采集器的续航时间。

请参阅图5，图5是本申请另一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图。相对于图1对应的实施例，本实施例提供的无线通信方法在S101之后还可以包括S201～S203，详述如下：

在S201中，所述数据采集器接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内有待下发的第一指令帧，则所述数据采集器接收所述数据汇集器在所述时间同步时段下发的所述第一指令帧；所述第一指令帧中包含所述第一指令帧的指令内容以及所述第一指令帧针对的目标数据采集器的标识。

本实施例中，当数据汇集器在某通信周期内需要向目标数据采集器下发用于指示目标数据采集器上传数据的第一指令帧时，数据汇集器可以将时间同步数据帧中的后续帧标识置为1，并在该通信周期的时间同步时段向目标数据采集器下发第一指令帧。在本实施例一种可能的实现方式中，数据汇集器可以通过广播的形式下发第一指令帧，当数据汇集器以广播的形式下发第一指令帧时，数据汇集器可以将第一指令帧所针对的目标数据采集器的标识包含在第一指令帧中，除此之外，如图4所示，第一指令帧中还包含第一指令帧的指令内容，指令内容通常包含数据汇集器要求目标数据采集器上传的待上传数据的标识。可以理解的是，数据汇集器向数据采集器下发的第一指令帧可以是一条，也可以是至少两条，当数据汇集器需要向数据采集器下发至少两条第一指令帧时，每条第一指令帧中还可以包含该第一指令帧的标识。在实际应用中，第一指令帧的标识可以是第一指令帧的编号，或者也可以是第一指令帧的名称。

需要说明的是，当数据汇集器以广播的形式下发第一指令帧时，与数据汇集器进行无线通信连接的所有的数据采集器均可以接收到该第一指令帧。本实施例中，各个数据采集器在检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在通信周期内有待下发的第一指令帧时，即认为数据汇集器在该通信周期的时间同步时段还会向其下发第一指令帧，因此，各个数据采集器在对其时钟进行同步后，接收数据汇集器在时间同步时段下发的该第一指令帧。

由于第一指令帧是针对目标数据采集器下发的，因此，只需目标数据采集器对第一指令帧作出回应即可，除目标数据采集器之外的其他数据采集器无需对第一指令帧进行任何回应，基于此，各个数据采集器在接收到数据汇集器下发的第一指令帧后，需要检测其是否为目标数据采集器。具体的，数据采集器将其标识与第一指令帧中包含的目标数据采集器的标识进行对比，若某数据采集器检测到其标识与第一指令帧中包含的目标数据采集器的标识相同，则该数据采集器认为其是目标数据采集器，此时，该数据采集器执行S202～S203；若某数据采集器检测到其标识与第一指令帧中包含的目标数据采集器的标识不同，则该数据采集器认为其不是目标数据采集器，此时，该数据采集器执行如图6所示的S204。

在S202中，所述数据采集器若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识相同，则生成针对所述指令内容的第一指令回应数据帧，并在所述通信周期的目标指令回应时段将所述第一指令回应数据帧上传至所述数据汇集器；所述目标指令回应时段为所述数据采集器对应的指令回应时段。

本实施例中，若某数据采集器检测到其标识与第一指令帧中包含的目标数据采集器的标识相同，则该数据采集器确定该第一指令帧是针对其自身发送的，此时该数据采集器基于第一指令帧中的指令内容生成第一指令回应数据帧，并在通信周期的目标指令回应时段将第一指令回应数据帧上传至数据汇集器。

其中，第一指令回应数据帧中包含生成该第一指令回应数据帧的目标数据采集器的标识以及与第一指令帧的指令内容对应的指令回应内容，指令回应内容中通常包含数据汇集器所指示的待上传数据。可以理解的是，当第一指令帧为至少两条时，由于需要对每条第一指令帧均进行回应，因此，为了区分第一指令回应数据帧所针对的回应对象，目标数据采集器还可以在第一指令回应数据帧中添加第一指令回应数据帧所针对的第一指令帧的标识。示例性的，假如某第一指令回应数据帧是针对标识为111的第一指令帧作出的回应，则可以将第一指令帧的标识111添加在该第一指令回应数据帧中。

目标指令回应时段为向数据汇集器上传第一指令回应数据帧的数据采集器对应的指令回应时段。示例性的，请再次参阅图3，假设某目标数据采集器对应的指令回应时段为A，则时段A即为目标指令回应时段，该目标数据采集器在时段A内向数据汇集器上传第一指令回应数据帧。

在S203中，所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元。

本实施例中，数据采集器将第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元，从而能够降低数据采集器的功耗。

作为本申请一实施例，S203具体可以包括以下步骤：

所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若所述数据采集器在所述通信周期内无需主动向所述数据汇集器上传数据，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

本实施例中，各个目标数据采集器在第一指令回应数据帧上传完成后，还需检测其是否需要在该通信周期内主动向数据汇集器上传数据。

若某目标数据采集器检测到其在该通信周期内无需主动向数据汇集器上传数据，则直接关闭其无线通信单元。

作为本申请另一实施例，若某目标数据采集器在该通信周期内无需主动向数据汇集器上传数据，则该目标数据采集器保持其无线通信单元处于开启状态，并在该数据采集器对应的目标数据上传时段向数据汇集器上传数据。

作为本申请另一实施例，为了不浪费数据采集器的指令回应时间，且为了保证数据汇集器能够接收到数据采集器上传的第一指令回应数据帧，目标数据采集器在第一指令回应数据帧上传完成后，还检测当前时刻是否到达其目标指令回应时段的结束时刻。其中，当前时刻指目标数据采集器上传完第一指令回应数据帧的时刻。若某目标数据采集器检测到当前时刻未到达其目标指令回应时段的结束时刻，则可以执行以下步骤：

所述数据采集器在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若检测到当前时刻未到达所述目标指令回应时段的结束时刻，则继续向所述数据汇集器上传所述第一指令回应数据帧，直至当前时刻到达所述目标指令回应时段的结束时刻为止，所述数据采集器关闭其无线通信单元。

本实施例中，每一数据采集器在每一通信周期对应的目标指令回应时段的开始时刻和结束时刻均可以根据该通信周期的开始时刻、该通信周期包含的时间同步时段的时长以及其他数据采集器在该通信周期对应的目标指令回应时段的时长来确定。其中，其他数据采集器指标指令回应时段早于该数据采集器的标指令回应时段的数据采集器。通信周期的开始时刻指数据汇集器与数据采集器每次进行数据交互时的开始时间。示例性的，请继续参阅图3，假设某通信周期的开始时刻为2020年1月1日12点56分10秒，该通信周期的时间同步时段的时长为3秒，目标指令回应时段A的时长为5秒，目标指令回应时段B的时长为3秒，则目标指令回应时段A的开始时刻为2020年1月1日12点56分13秒，结束时刻为2020年1月1日12点56分18秒，目标指令回应时段B的开始时刻为2020年1月1日12点56分18秒，结束时刻为2020年1月1日12点56分21秒。

本实施例中，数据采集器在将第一指令回应数据帧上传完成后，若检测到当前时刻未到达目标指令回应时段的结束时刻，例如，对于目标指令回应时段B对应的数据采集器，若该数据采集器在第一指令回应数据帧上传完成后检测到当前时刻未到达2020年1月1日12点56分21秒，则继续向数据汇集器发送第一指令回应数据帧，直至数据采集器检测到当前时刻到达目标指令回应时段的结束时刻，数据采集器停止向数据汇集器上传第一指令回应数据帧，并关闭其无线通信单元。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，数据采集器在第一指令回应数据帧上传完成后，检测当前时刻是否到达该数据采集器的目标指令回应时段的结束时刻。若未到达，则继续向所述数据汇集器发送第一指令回应数据帧，直至当前时刻到达目标指令回应时段的结束时刻为止，数据采集器才关闭其无线通信单元。从而使数据采集器在目标指令回应时段可以持续向数据汇集器发送第一指令回应数据帧，充分利用了目标指令回应时段的时间，提高了数据汇集器接收到完整的第一指令回应数据帧的成功率。

需要说明的是，当数据汇集器在某通信周期向目标数据采集器下发了至少两条第一指令帧时，目标数据采集器需要对每条第一指令帧均作出回应，即目标数据采集器需要向数据汇集器上传所有第一指令帧所指示的待上传数据，由于目标数据采集器通常将待上传数据包含在第一指令回应数据帧的指令回应内容中，因此，数据汇集器接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧后，基于各条第一指令回应数据帧中包含的第一指令帧的标识来检测指令回应内容是否齐全。具体的，数据汇集器若检测到每条第一指令回应数据帧中包含的第一指令帧的标识分别与各条第一指令帧中包含的第一指令帧的标识相同，则认为已接收到与所有第一指令帧分别对应的第一指令回应数据帧，即认为第一指令回应数据帧的指令回应内容是齐全的；数据汇集器若检测所有第一指令回应帧中均不存在与某第一指令帧中包含的第一指令帧的标识相同的第一指令帧的标识，则认为没有接收到与该第一指令帧对应的第一指令回应数据帧，即认为第一指令回应数据帧的指令回应内容不齐全，此时，数据汇集器可以执行如图7所示的S301～S302，详述如下：

在S301中，所述数据汇集器若检测到所述第一指令回应数据帧中的指令回应内容不齐全，则在下一通信周期的所述时间同步时段向所述目标数据采集器下发第二指令帧；所述第二指令帧用于指示所述目标数据采集器上传所述第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容。

本实施例中，数据汇集器在检测到第一指令回应数据帧中的指令回应内容不齐全时，可以将未接收到第一指令回应数据帧的第一指令帧确定为缺失帧，并基于该第一指令帧的标识、该第一指令帧的指令内容以及该第一指令帧针对的目标数据采集器的标识生成第二指令帧，即如图4所示，第二指令帧中包含所缺失的第一指令帧的标识、所缺失的第一指令帧的指令内容以及所缺失的第一指令帧针对的目标数据采集器的标识。需要说明的是，第二指令帧用于指示目标数据采集器上传第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容，该缺失的指令回应内容即为与缺失的第一指令帧包含的指令内容对应的指令回应内容。

数据汇集器生成第二指令帧后，可以在下一通信周期的时间同步时段向第二指令帧针对的目标数据采集器发送该第二指令帧。作为本实施例一种可能的实现方式，数据汇集器在下一通信周期的时间同步时段，可以以广播的形式下发第二指令帧，这样，所有的数据采集器都能接收到该第二指令帧，而只有第二指令帧针对的目标数据采集器才会对第二指令帧进行回应。

在S302中，所述目标数据采集器在下一通信周期的所述目标指令回应时段，向所述数据汇集器上传针对所述第二指令帧的第二指令回应数据帧；

本实施例中，第二指令帧针对的目标数据采集器接收到数据汇集器在下一通信周期的时间同步时段下发的第二指令帧后，基于第二指令帧中包含的所缺失的第一指令帧的指令内容，生成针对第二指令帧的第二指令回应数据帧，其中，第二指令回应数据帧中包含该目标数据采集器的标识、所缺失的第一指令帧的标识以及与所缺失的第一指令帧的指令内容对应的指令回应内容。

第二指令帧针对的目标数据采集器生成第二指令回应数据帧后，在下一通信周期的目标指令回应时段，向数据汇集器上传该第二指令回应数据帧。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，数据汇集器在检测到第一指令回应数据帧中的指令回应内容不齐全时，在下一通信周期的时间同步时段向目标数据采集器发送用于指示目标数据采集器上传第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容的第二指令帧，使得目标数据采集器在下一通信周期的目标指令回应时段，向数据汇集器上传第二指令回应数据帧，从而保证了数据采集器上传的数据的完整性。

作为本申请再一实施例，在S201之后，无线通信方法还可以包括如图6所示的S204，详述如下：

在S204中，所述数据采集器若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识不相同，则关闭其无线通信单元。

本实施例中，数据采集器在检测到其标识与目标数据采集器的标识不相同时，认为其不是第一指令帧所针对的目标数据采集器，即说明其无需对数据汇集器下发的第一指令帧作出回应，此时，该数据采集器可以忽略该第一指令帧，并关闭其无线通信单元。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，当数据汇集器需要向数据采集器发送第一指令帧时，数据汇集器可以将时间同步帧中的后续帧标识设置为用于标识数据汇集器在通信周期内有待下发的第一指令帧，并在时间同步时段以广播的形式先后下发时间同步数据帧和第一指令帧；数据采集器接收到时间同步数据帧后，若检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在通信周期内有待下发的第一指令帧，则数据采集器接收数据汇集器在时间同步时段下发的第一指令帧；当数据采集器检测到其标识与第一指令帧中的目标数据采集器的标识相同时，数据采集器基于第一指令帧中的指令内容生成第一指令回应数据帧，并在通信周期的目标指令回应时段将第一指令回应数据帧上传至数据汇集器，且在第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元；当数据采集器检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在通信周期内无待下发的第一指令帧，则数据采集器直接关闭其无线通信单元。由于数据汇集器采用广播的形式向数据采集器下发指令，而数据采集器在不需要上传数据时直接关闭其无线通信单元，在需要上传数据时，只在其对应的目标指令回应时段上传数据，并在上传完数据之后立即关闭其无线通信单元，即数据采集器采用分时上传数据的方式向数据汇集器上传数据，这样不仅能够降低数据汇集器和数据采集器的功耗，节省数据采集器和数据汇集器的电能，延长数据汇集器和数据采集器的续航时间，而且还能降低不同数据采集器与数据汇集器进行无线通信时的电磁干扰。

请参阅图8，图8是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图。相对于图5对应的实施例，本实施例提供的无线通信方法在S201之后还可以包括如图8所示的S205实现，详述如下：

在S205中，所述数据汇集器若未接收到所述目标数据采集器上传的所述第一指令回应数据帧，则所述数据汇集器在下一通信周期的所述时间同步时段再次向所述目标数据采集器发送所述第一指令帧。

本实施例中，在数据汇集器与目标数据采集器的通信连接状态正常的情况下，数据汇集器在发送第一指令帧后，目标数据采集器会基于第一指令帧中的指令内容生成针对第一指令帧的第一指令回应数据帧，并将该第一指令回应数据帧上传至数据汇集器。因此，在数据汇集器与目标数据采集器的通信连接状态正常的情况下，数据汇集器可以接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧；而在数据汇集器与目标数据采集器的通信连接状态异常的情况下，数据汇集器无法接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧。

基于此，数据汇集器可以在每个通信周期的目标数据采集器对应的目标指令回应时段和目标数据上传时段持续向该目标数据采集器发送第一指令帧，若数据汇集器接收到该目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧，则说明数据汇集器与该目标数据采集器连接正常。

在实际应用中，数据汇集器无法接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧通常包括以下场景：数据汇集器向目标数据采集器发送第一指令帧后，由于数据汇集器与目标数据采集器之间的通信连接状态异常，导致目标数据采集器无法接收到数据汇集器下发的第一指令帧，进而无法向数据汇集器返回针对第一指令帧的第一指令回应数据帧；数据向目标数据采集器发送第一指令帧后，目标数据汇集器接收到了该第一指令帧，并向数据汇集器发送了针对该第一指令帧的第一指令回应数据帧，但由于数据汇集器与目标数据采集器之间的通信连接状态异常，导致数据汇集器未接收到该第一指令回应数据帧；在数据汇集器与目标数据采集器之间的通信连接状态正常的情况下，目标数据采集器向数据汇集器发送了第一指令回应数据帧，由于第一指令回应数据帧在传输过程中丢失，导致数据汇集器未接收到该第一指令回应数据帧。

本实施例中，在数据汇集器与目标数据采集器的通信连接状态正常的情况下，数据汇集器若未接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧，则数据汇集器在下一通信周期的时间同步时段再次向目标数据采集器发送第一指令帧，以指示目标数据采集器重新向数据汇集器上传待上传的数据。

在本申请另一实施例中，在数据汇集器与目标数据采集器的通信连接状态异常的情况下，数据汇集器若未接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧，则数据汇集器需要重新与目标数据采集器建立无线通信连接。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，数据汇集器在未接收到目标数据采集器上传的第一指令回应数据帧时，在下一通信周期的时间同步时段再次向目标数据采集器发送第一指令帧，以使目标数据采集器再次上传第一指令帧所指示的待上传数据，从而能够提高数据汇集器成功接收到第一指令帧所指示的待上传数据的概率。

请参阅图9，图9是本申请又一实施例提供的一种无线通信方法的实现流程图。相对于图1对应的实施例，本实施例提供的无线通信方法在S102之后，还可以包括如图9所示的S103～S104，详述如下：

在S103中，若所述数据采集器在所述通信周期内需主动向所述数据汇集器上传数据，则所述数据采集器在所述通信周期的所述目标数据上传时段开启其无线通信单元，并与所述数据汇集器建立无线通信连接，且将待上传的目标数据上传至所述数据汇集器。

本实施例中，数据采集器在某通信周期内关闭其无线通信单元之后，若其在该通信周期内还需主动向数据汇集器上传数据，则数据采集器在该通信周期的目标数据上传时段开启其无线通信单元，并与数据汇集器建立无线通信连接，且将待上传的目标数据上传至数据汇集器。

在实际应用中，数据采集器主动向数据汇集器上传的数据可以是数据量较小的单条数据，也可以是数据量较大的批量数据。

当某数据采集器在某通信周期内需要主动向数据汇集器上传批量数据时，该数据采集器可以在该通信周期的目标数据上传时段向数据汇集器发送批量数据上传通知帧，以通知数据汇集器该数据采集器需要向其上传批量数据。其中，请继续参阅图4，批量数据上传通知帧中包含需要向数据汇集器上传批量数据的数据采集器的标识以及通知内容。其中，通知内容中包含数据采集器需要向数据汇集器上传的批量数据的标识。

数据汇集器接收到某数据采集器上传的批量数据上传通知帧后，在下一通信周期的时间同步时段向该数据采集器发送第一指令帧。其中，该第一指令帧的指令内容中包含需要上传批量数据的据采集器的标识以及该数据采集器需要向数据汇集器上传的批量数据的标识。需要上传批量数据的数据采集器接收到数据汇集器在下一通信周期的时间同步时段下发的该第一指令帧后，在该下一通信周期的目标指令回应时段向数据汇集器上传相应的批量数据。

在S104中，所述数据采集器在所述目标数据上传完成后，关闭其无线通信单元。

本实施例中，数据采集器将目标数据上传完成后，关闭其无线通信单元。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，当某数据采集器在某通信周期内需主动向数据汇集器上传数据时，该数据采集器在该通信周期的目标数据上传时段开启其无线通信单元，并与数据汇集器建立无线通信连接，且将待上传的目标数据上传至数据汇集器；数据采集器在目标数据上传完成后，关闭其无线通信单元，可见，数据采集器在需要向数据汇集器主动上传目标数据时才开启无线通信单元，且在目标数据上传完成后即关闭其无线单元，进一步降低了数据采集器的功耗。

在本申请又一实施例中，在S104之后，无线通信方法还可以包括如图10所示的S105，详述如下：

在S105中，所述数据汇集器接收到所述目标数据后，生成针对所述目标数据的数据上传回应帧，并在下一通信周期的所述时间同步时段，向上传所述目标数据的所述数据采集器发送所述数据上传回应帧。

需要说明的是，结合S103，数据汇集器在接收到数据采集器主动上传的目标数据之后，数据汇集器基于该目标数据生成数据上传回应帧。

请继续参阅图4，本实施例中，数据上传回应帧中包含上传目标数据的数据采集器的标识以及用于标识目标数据的接收状态的回应内容。示例性的，若数据汇集器已接收到数据采集器上传的目标数据，则数据上传回应帧中的回应内容可以是已接收到目标数据，从而使数据采集器知晓数据汇集器已接收到其主动上传的目标数据；若数据汇集器未接收到数据采集器上传的目标数据，则数据上传回应帧中的回应内容可以是未接收到目标数据，从而使数据采集器知晓数据汇集器未接收到其主动上传的目标数据。

在本申请一实施例中，数据汇集器可以采用广播的形式向所有数据采集器下发该数据上传回应帧，这样，所有数据采集器都可以接收到该数据上传回应帧，从而能够确保上传目标数据的数据采集器可以接收到该数据上传回应帧。

以上可以看出，本实施例提供的一种无线通信方法，数据汇集器在接收到目标数据后，生成针对目标数据的数据上传回应帧，并在下一通信周期的时间同步时段，向上传所述目标数据的数据采集器发送数据上传回应帧，使数据采集器能够确保数据汇集器成功接收到该目标数据，提高了通信效率。

需要说明的是，数据汇集器与数据采集器通常在默认的无线通信频率下进行无线通信，而当该默认的无线通信频率受到通信干扰时，数据汇集器和数据采集器可以切换至另一无线通信频率进行无线通信。具体的，数据汇集器可以向所有数据采集器发送频率切换指令帧，该频率切换指令帧中包含切换无线通信频率的时间以及需要切换至的目标无线通信频率。数据采集器在接收到该频率切换指令帧后，会向数据汇集器发送频率切换回应帧，以告知数据汇集器其已接收到该频率切换指令帧。其中，频率切换回应帧中包含数据采集器的标识以及用于标识数据采集器准备就绪的标识。需要说明的是，只有在数据汇集器接收到所有数据采集器的频率切换回应帧的情况下，数据汇集器和所有数据采集器才会在切换无线通信频率的时间同时切换至目标无线通信频率，进而使得数据采集器与数据汇集器在后续通信时，基于目标无线通信频率进行无线通信。

本实施例在数据汇集器与数据采集器进行无线通信时的无线通信频率受到干扰时，将数据汇集器与数据采集器进行无线通信时的无线通信频率切换至另一目标无线通信频率，从而保证了数据汇集器与数据采集器之间通信的稳定性。

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，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的一种无线通信方法，本申请实施例还提供了一种无线通信系统，图2示出了本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

如图2所示，该无线通信系统100包括：数据汇集器11和数据采集器12。

其中：

数据汇集器11用于在同步通信模式下，在每个通信周期的时间同步时段向所有所述数据采集器发送时间同步数据帧；所述时间同步数据帧中包含后续帧标识；所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内是否有待下发的第一指令帧，所述第一指令帧用于指示所述数据采集器上传数据。

数据采集器12用于接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内无待下发的第一指令帧，则所述数据采集器关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据采集器12还用于接收到所述时间同步数据帧后，若检测到所述后续帧标识用于标识所述数据汇集器在所述通信周期内有待下发的第一指令帧，则所述数据采集器接收所述数据汇集器在所述时间同步时段下发的所述第一指令帧；所述第一指令帧中包含所述第一指令帧的指令内容以及所述第一指令帧针对的目标数据采集器的标识。

数据采集器12还用于若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识相同，则生成针对所述指令内容的第一指令回应数据帧，并在所述通信周期的目标指令回应时段将所述第一指令回应数据帧上传至所述数据汇集器；所述目标指令回应时段为所述数据采集器对应的指令回应时段。

数据采集器12还用于在所述第一指令回应数据帧上传完成后，关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据采集器12还用于在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若在所述通信周期内无需主动向所述数据汇集器上传数据，则关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据汇集器11还用于若检测到所述第一指令回应数据帧中的指令回应内容不齐全，则在下一通信周期的所述时间同步时段向所述目标数据采集器下发第二指令帧；所述第二指令帧用于指示所述目标数据采集器上传所述第一指令回应数据帧中缺失的指令回应内容；

相应的，数据采集器12还用于在下一通信周期的所述目标指令回应时段，向所述数据汇集器上传针对所述第二指令帧的第二指令回应数据帧；所述第二指令回应数据帧中包含所述缺失的指令回应内容。

作为本申请一实施例，数据采集器12还用于在所述第一指令回应数据帧上传完成后，若检测到当前时刻未到达所述目标指令回应时段的结束时刻，则继续向所述数据汇集器上传所述第一指令回应数据帧，直至当前时刻到达所述目标指令回应时段的结束时刻为止，所述数据采集器关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据采集器12还用于若检测到其标识与所述目标数据采集器的标识不相同，则关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据采集器12还用于若在所述通信周期内需主动向所述数据汇集器上传数据，则所述数据采集器在所述通信周期的目标数据上传时段开启其无线通信单元，并与所述数据汇集器建立无线通信连接，且将待上传的目标数据上传至所述数据汇集器。

数据采集器12还用于在所述目标数据上传完成后，关闭其无线通信单元。

作为本申请一实施例，数据汇集器11还用于接收到所述目标数据后，生成针对所述目标数据的数据上传回应帧，并在下一通信周期的所述时间同步时段，向上传所述目标数据的所述数据采集器发送所述数据上传回应帧。

以上可以看出，本申请提供的一种无线通信系统，在任一通信周期内，当数据汇集器无需向数据采集器下发用于指示数据采集器上传目标数据的第一指令帧，即数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互时，数据汇集器可以将用于标识其在通信周期内无待下发的第一指令帧的后续帧标识包含在时间同步帧中，并在该通信周期的时间同步时段向所有数据采集器发送时间同步数据帧；数据采集器在接收到时间同步数据帧后，若检测到时间同步数据帧中的后续帧标识用于标识数据汇集器在该通信周期内无待下发的第一指令帧，则认为该通信周期内数据采集器无需与数据汇集器进行数据交互，此时，数据采集器关闭其无线通信单元，如此能够降低数据采集器的功耗，延长数据采集器的续航时间。

需要说明的是，上述单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见上述方法实施例部分，此处不再赘述。

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。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。