[发明专利]一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法

权利要求书

1.一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：步骤一、设置通信网络，通信网络包括网关节点和多个终端节点；网关节点与服务器通信；各终端节点均与网关节点通信；网关节点和各终端节点中均存储有网络节点编号优先队列；网关节点中还存储有就绪队列和紧急队列；所述的网络节点编号优先队列中记录通信网络中所有终端节点的主机编号；

步骤二、通信网络依照预备时间段、节点通信时间段、网络管理时间段、网络空闲时间段的顺序依次循环运行；

2-1.列表登记时间段；

网关节点依次访问所有终端节点，将处于就绪态的终端节点登记到就绪队列中；

2-2.节点通信时间段；

当需要紧急通信的终端节点向网关节点发送紧急通信请求时，网关节点将该终端节点登记到紧急队列中，紧急队列的优先级高于就绪队列；

若紧急队列中有终端节点编号，则网关节点按照紧急队列中各个终端节点的顺序依次访问终端节点，并向被访问的终端节点分配信道使用权，具有信道使用权的终端节点被激活；被访问过的终端节点从紧急队列中移除，并进入阻塞态；

若紧急队列为空，且就绪队列中有终端节点编号，则网关节点按照就绪队列中各个终端节点的顺序依次访问终端节点，并向被访问的终端节点分配信道的使用权，具有信道使用权的终端节点被激活；被访问过的终端节点从就绪队列中移除，并进入阻塞态；

若紧急队列和就绪队列均为空时，则结束节点通信时间段，进入网络管理时间段；

2-3.网络管理时间段；

所有终端节点解除阻塞态；若终端节点当前不需要通信，则终端节点进入睡眠态；若终端节点需要通信，则终端节点进入就绪态；倘若网关节点发生了故障，各个终端节点利用选举规则推选出新的网关节点来管理通信网络；

2-4.网络空闲时间段；

当一个终端节点需要通信，则该终端节点进入就绪态；所述的网关节点实时监控网络中的各个终端节点状态；若所有终端节点都处于睡眠态，则将在一直保持在网络空闲时间段；若任意一个终端节点处于就绪态，则立即退出网络空闲时间段，重新进入到列表登记时间段。

2.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：步骤2-3中所述的选举规则具体如下：将出现故障的网关节点编号从网络节点编号优先队列中删除；之后，若一个终端节点的编号与网络节点编号优先队列中的顶部编号一致，则该终端节点自动作为新的网关节点。

3.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：步骤2-2中，网关节点根据激活终端节点的通信内容动态调整就绪队列中各个终端节点的顺序。

4.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：步骤2-1中，网关节点在访问各个终端节点前，采用广播的方式通知所有终端节点进行就绪队列的登记准备；网关节点根据网络节点编号优先队列中登记的顺序依次访问所有终端节点。

5.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：步骤2-3中，倘若有新的终端节点加入通信网络，则新的终端节点在向网关节点发送启动帧，该新终端节点的启动帧通过网关节点验证后，网关节点以广播的方式通知网络中的所有终端节点，将新终端节点的编号加入网络节点编号优先队列。

6.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：所述的通信网络为LoRa通信网络。

7.根据权利要求1所述的一种无线单信道通信网络避免冲突的通信方法，其特征在于：所述的通信网络的通信协议包括数据传输的编解码方式、数据帧类型、数据帧的紧急程度、终端节点优先级编号、数据帧的起止标志、数据帧来源与取向、有效数据负载占比和差错控制方法。