[发明专利]ISA100.11a和WIA-PA融合路由器及路由方法

权利要求书

1.一种基于ISA100.11a和WIA-PA的融合路由器，其特征在于，包括信道检测单元、帧信号判断单元、信息解析单元、计算单元、时间同步单元、资源分配单元，信道检测单元检测并设置工作信道；帧信号判断单元侦听网络的帧信号，解析并判断是否为网关或者路由器发送的广告帧，获取网络的个域网标识符（PANID）并设置为融合路由器的PANID；信息解析单元解析数据链路层辅助子头获取超帧加入信息；计算单元计算时隙长度和超帧时隙数目，并设置超帧信息；时间同步单元在下一个超帧周期，接收广告帧，解析数据链路层辅助子头，获取时间戳信息，完成融合路由器与网络的时间同步；资源分配单元为融合路由器分配地址资源和时隙资源；计算单元根据超帧信息计算信标帧载荷；如果网络采用跳信道模式，下一个信标信道按照信标帧载荷值装载，否则下一个信标信道就装载初始信道，并周期性进行广播。

2.根据权利要求1所述的融合路由器，其特征在于，判断广告帧具体为：首先判断帧控制域中的帧类型（Frame Type）是否是数据帧类型，如果是数据帧类型，进一步解析并查看数据链路层帧头子头（DHDR）中的第3位，判断是否含有数据链路层辅助子头，根据辅助子头类型确认广告帧；判断网络采用跳信道模式具体为：查看数据链路层帧头子头中的第6位，如果包含跳信道时隙偏移，解析并查看数据链路层辅助子头中的超帧属性信息，确认信道偏移的初始值和跳频频率。

3.根据权利要求1所述的融合路由器，其特征在于，计算单元根据公式：Lts=TsDur×2^-20(s)计算时隙长度，根据公式：TimeSlotNum=SfPeriod/Lts计算超帧时隙数目，其中：TsDur为时隙间隔，Lts为时隙长度，SfPeriod为超帧周期，TimeSlotNum为超帧时隙数目。

4.根据权利要求1所述的融合路由器，其特征在于，信标帧载荷包括：信标帧序列BO、超帧序列SO、绝对时隙数目ASN、当前超帧偏移SfOffset和下一个信标帧信道NBC，根据公式计算信标帧序列BO，根据公式计算超帧序列SO，根据公式ASN=(CTI×10⁶+CTF)/Lts计算绝对时隙数目，根据公式SfOffset=(ASN-SfBirth)modSfPeriod计算当前超帧偏移，根据公式NBC=(ASN+SfPeriod-SfOffset-Chbirth)modChCycle计算下一个信标帧信道，其中：SfPeriod为超帧周期，BSD表示超帧序列为0时组成超帧的符号数，TsDur为时隙间隔，CTI为当前时间的整数，CTF为当前时间的小数部分，Lts为时隙长度，SfBirth为超帧初始偏移，ChBirth为信道初始值，ChCycle为信道循环周期。

5.一种基于ISA100.11a和WIA-PA融合路由器的路由方法，包括步骤：融合路由器自适应加入网络，终端设备通过融合路由器加入网络，其特征在于，所述融合路由器自适应加入网络包括：信道检测单元检测工作信道并进行设置；帧信号判断单元侦听网络的帧信号，解析并判断是否为网关或者路由器发送的广告帧，获取网络的个域网标识符PANID并设置为融合路由器的PANID；信息解析单元解析数据链路层辅助子头获取超帧加入信息；计算单元计算时隙长度和超帧时隙数目，并设置超帧信息；时间同步单元在下一个超帧周期，接收广告帧，解析数据链路层辅助子头，获取时间戳信息，完成融合路由器与网络的时间同步；资源分配单元为融合路由器分配地址资源和时隙资源；计算单元根据超帧信息计算信标帧载荷；如果网络采用跳信道模式，下一个信标信道按照信标帧载荷值装载，否则下一个信标信道就装载初始信道，并周期性进行广播；终端设备通过融合路由器加入网络具体包括，终端设备解析信标帧载荷，从超帧描述子域中获取信标帧序列BO、超帧序列SO，计算超帧间隔、活跃期时间和时隙长度并设置超帧信息，向融合路由器发送入网请求，融合路由器回复入网响应，融合路由器向终端设备发送配置超帧信息和配置链路信息请求，根据配置的超帧和链路信息，将采集到的现场数据装载成数据帧周期性发送给融合路由器，融合路由器接收到数据之后在数据链路层将数据帧的有效载荷取出来，重新构造成数据帧，将该数据帧转发给网关。