一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法

技术领域

本发明涉及近距离本地通信网络技术，具体而言，涉及了一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法。

背景技术

现在通信从通信距离上可以分为主干通信及终端本地通信。其中，终端本地通信的通信距离一般从数米到十几公里不等。在物联网通信的本地通信中，最后一英里的本地通信节点，往往因为空间距离或线路长度的衰减问题，使得节点间的通信需要组成网络，层层接力才能实现通信的全覆盖。此类网络的很多应用，例如国家电网的远程抄表系统，其应用是由网关发出数据召回指令，而各节点接力回应。这种机制下，在网关要求某节点的数据时，只有该节点网络路由中的相关节点进行数据交互，而网络中其它节点均处于待命状态，直到网关指令中涉及到节点自身为止。

目前的网关数据召回都为单线作业，对于系统性数据召回，即多个单线作业依次进行。

如图1中的网络，以网关召回C1、E1、F2三个节点的数据为例，常规方法的流程如图2所示，网关召回数据为单线作业，期间，只有路由中的节点参与数据交互(现实中路由均为复合路由，此处以简化的单一路由为例)：

在网关召回节点C1的数据时，网关侦听通信介质中的信号，在没有干扰时发出指令至路由中相邻的节点A1；A1接收后同样侦听通信介质中的信号，在没有干扰时传达指令至路由中相邻的节点B1，然后接力到C1。C1判断需要调取自身的数据，将所需数据发送回B1，再接力继续传输至A1，传回网关，流程完成。

C1召回数据完成后，网关用同样的方法经网关(M)→A1→B1→C2→D1→E1→D1→C2→B1→A1→网关(M)，完成E1数据的召回。

用同样的方式，经网关(M)→A2→B3→C5→E4→F2→E4→C5→B3→A2→网关(M),完成F2的数据召回。

同样，其它的节点数据，也都会使用相同的方法召回，通信效率较低。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法。

一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法，在多节点自组网网络中，节点在接收到网关的数据召回指令时，判定是否为系统性要求；若是，则节点将该数据召回指令向末端各节点传送；各节点在收到该系统性数据召回指令时，将本节点符合要求的数据在通信不受干扰的情况下向前端节点传输，并最终将数据传送至靠近网关的节点中。

基于上述，各节点在收到网关对某节点的数据要求指令时，先核查本节点中有无此数据，如有则直接向网关传输，以完成回复。

基于上述，本级节点在收到下级节点的数据时，查询本级节点的存贮器内是否已经存贮该数据，若已存贮则结束；否则向上一级节点回传该数据并存贮入本级节点的存贮器中。

基于上述，网关和各节点在进行通信前，先侦听通信介质中的信号，在没有干扰时传输指令或数据至路由中相邻的节点。

基于上述，节点间有多种通信媒介。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在网关发出数据召回指令时，各节点均接收并向下传递，在互不干扰的情况下，将网关要求信息向上传递；在收到网关数据要求指令时，检查自身是否有此数据，如有，则直接回复，而不必传到终端节点再回复，从而节省大量时间，提高通信效率。充分利用并行通信的方式，在不影响正常召回效率的情况下，大量减少数据召回时间。这种方法，在网络规模越大、介质衰减越严重、通信接力(跳数)越多时，效率提升越大。

附图说明

图1是本发明现有网络的网关和节点的结构示意图。

图2是本发明现有单线作业的流程示意图。

图3是本发明的流程示意图。

图4是本发明某一节点的工作流程示意图(未示出侦听防碰撞机制)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于自组网络通信介质(空气、线路)均存在衰减，在网络中某一区域节点通信的同时，并不影响其它区域节点的通信，也即为一种并行通信方式。若网络中存在两种以上的通信媒介(如PLC+微功率无线)时，可同时利用两种不同媒介进行通信，也即为又一种并行通信方式。

本发明提供的一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法，充分利用这种并行通信，在不影响正常召回效率的情况下，大量减少数据召回的时间。且这种方法，在网络规模越大、介质衰减越严重、通信接力(跳数)越多时，效率提升越大。

具体的，本发明提出的一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法,其具体为：

在收到网关数据召回指令时，各节点可以根据时钟、持续性等因素判断是否为系统性召回；对于偶发性召回可以按常规方法进行。实际中，非系统性召回，是无规律的随机行为，且为个别行为；而系统性召回，是对所有节点的全面召回，按主节点中的设备清单及路由表召回，规律性极强，经二至三个节点的数据召回指令，完全可以判定是否系统要求。

对于系统性数据召回指令，在数据要求指令的路由节点通信优先的前提下，各节点接收前一节点数据指令(非点对点)，并继续向终端传递。

因空间及传输介质的信号衰减，网络中点对点传输的信号大概率不会对其它的点对点通信干扰，这样就存在着并行通信的必然。

若是存在两种或二种以上通信媒介时，其中一种媒介有信号干扰时，切换另外一种介质进行通信，这样同样存在着并行通信的必然。

各节点在收到网关的数据召回指令，或在预设的时间时，主动向网关方向传递数据。此时，必然存在多路并行通信，直到靠近网关时才会相互干扰，而侦听防碰撞手段可以有效保证通信的畅通。

采用以上方法，可以将大量的数据传递到靠近网关的位置，在网关要求数据时，节点首先查询自身有无相关数据，若有则直接回复网关，本轮召回结束，不必再经过诸多数据传递的流程。

参照图4的流程，网络中单一节点在接收节点数据要求指令时，先判断其是否为系统性数据要求指令，若非系统性数据要求指令，则检查本节点中有无相关数据，有则回传，无则沿路由向下要求；若是系统性数据要求指令，则需要向下级所有路由中传递要求，同时回传本节点数据。收到节点数据时，查询存贮器中是否已存贮，若已存贮则结束，否则向上回传数据并存贮入存贮器中。

本发明提供的一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法，其本质是预判其系统性，针对系统性大量数据的召回，各节点利用并行方式主动将数据传递到网关附近的节点暂存，待网关要求数据时大量减少流程上花费的时间，从而达成提高通信效率。

该方法可以大幅度提升主从式自组网络的系统性数据要求指令的通信效率，网络规模越大、节点接力次数越多、通信媒介越多，效率提升越多。

由于各节点均存在MCU、存贮资源，而且大多时间均处于闲置状态，本发明采用的方法只是更高效地将其资源利用起来，并不会大幅度提高成本。

为了更加清楚与准确地理解并应用本发明涉及的一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法，结合图1、图3和图4进行以下示例，需要说明的是，本发明所保护的范围不限于以下示例：

通信是以数据包形式发送的数字信号；通信是短距离传输的非主干网络通信，超出传输距离(空间或通信介质长度)则会衰减到无法通信；通信网络为可以接力传输的自组网络；系统性数据为系统规定的统一的指定类型数据；召回方式为网关主动召回。

以图1所示网络为例：在A1-B1通信时，E1-D1间可能正常通信，同样地，E3-F1间、D2-D3间、A2-B3间等很多节点间均同时可以进行无干扰的点对点并行通信；若存在两种以上通信媒介时，则会存在更多的同时可以进行无干扰的点对点并行通信。其间需要解决的问题仅仅是通信的发起及防碰撞机制。

如图3和图4，节点A1接收到网关的系统性召回指令时，在无碰撞时同时向下级的所有路由传递该系统性召回指令，各节点在收到网关的数据召回指令，或在预设的时间时，主动向网关方向传递数据。将大量的数据传递到靠近网关的位置，在网关要求数据时，节点首先查询自身有无相关数据，若有则直接回复网关，本轮召回结束，不必再经过诸多数据传递的流程。如对节点F2的数据召回，节点F2的数据在并行通信方式下已经将数据回传至A2存贮，若A2接收到网关M要求节点F2的数据时，节点A2查询到自身有相关数据，则直接回复网关M，本轮数据要求结束，不必再经过诸多数据传递的流程。

本发明提供的一种利用并行通信方式提高本地网络通信效率的方法，首先对网关的数据召回指令是否为系统性的进行判断；再通过网络接力通信方式通知所有节点；再将网关需要的各节点数据传输到网关附近，在网关要求此数据时就近传回。在网关开始要求节点系统性数据时，由节点主动将要求的数据并行传输到网关附近从而大幅度提升网络通信效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程。

以上所述实施例的通信介质可以为空气(近距离无线通信)，如微功率无线通信、LoRa通信、蓝牙通信、Wifi通信等；可以为非干线本地有线通信，如PLC、485、232、双绞线、同轴线等，或是以上的任意组合。为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

本发明中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

还需要指出的是，在本发明的系统和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案,可以不脱离由所附权利要求定义的技术而进行，及对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本发明的权利要求的范围不限于以上所述的装置、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的装置、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的装置、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开方面的以上描述，以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此标示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了示例和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。