[发明专利]一种低功耗微功率无线组网和数据转发方法

摘要

本发明公开了一种基于低功耗微功率无线的组网和数据转发方法，其特征在于它包括低功耗休眠唤醒、组网信标帧转发、节点信息收集、网络配置管理以及基于休眠唤醒的数据转发抄读策略。1)具有组网功能：结合良好的射频性能可以大大增加无线传输距离，解决了目前无线表计通信死角的问题；2)通信实时性好：可以由主站主动发起通信，子节点在数秒内响应，用户体验良好；3)通过本发明描述的唤醒方案，表计可以超低功耗运行；综合考虑现场环境，使用电池供电的情况下水表可以使用8年以上。

主权项

1.一种低功耗微功率无线组网和数据转发方法，其特征在于它包括低功耗休眠唤醒、组网信标帧转发、节点信息收集、网络配置管理以及基于休眠唤醒的数据转发抄读策略；所述低功耗休眠唤醒、组网信标帧转发流程为：A1、中心节点发送唤醒包，之后发送组网信标帧，组网信标帧中包含中继节点时隙个数和子节点时隙个数，工作信道号的信息；B1、中继节点在自唤醒休眠间隔内，自唤醒并接收到唤醒包，等待N个唤醒包周期后接收组网信标帧，按照组网信标帧的中继节点时隙个数或子节点时隙个数与自身短地址的模，得到相应的转发时隙，并获取组网信标帧中的工作信道，在工作信道和维护信道进行跳频接收，跳频接收的最大超时时间为4轮信标轮次时间；其中，中继节点或子节点转发的组网信标帧称之为再生信标帧；C1、中继节点等待中继节点发送时隙，发送唤醒包和数据包，唤醒周围未被唤醒的中继节点和子节点，并在信标轮次内，继续跳频接收；D1、子节点在自唤醒休眠间隔内，接收到唤醒包，之后接收到组网信标帧，按照组网信标帧子节点时隙个数与自身短地址的模，得到转发时隙，并休眠等待发送；E1、子节点再生信标帧转发时隙是按照子节点转发时隙计算得到的，子节点只发送再生信标帧，不发送唤醒包；F1、中心节点或周围的未休眠中继节点接收到其他中继节点或子节点发出的再生信标帧后，记录邻居关系和场强值；G1、子节点收到信标帧后，使用子节点地址作为组网信标帧的源地址进行信标转发，所述信标帧包括中心节点发出的组网信标帧和中继节点转发的再生信标帧；所述节点信息收集、网络配置管理流程包括：A2、中心节点发出唤醒包序列，唤醒需要收集的子节点或者到达该子节点的中继节点；B2、唤醒后，中心节点发送节点信息收集帧，节点信息收集帧仅针对中继节点进行，如果没有中继节点，则直接进行节点配置；C2、中继节点需要对节点信息收集帧进行应答：告知中心节点当前中继节点周围的邻居关系和场强值；D2、中心节点进行完节点信息收集后，进入网络配置；E2、配置中继节点或子节点之前，先唤醒需要配置的子节点或者到达该子节点的中继节点；F2、唤醒后，中心节点发送网络配置帧，中继节点或子节点发送配置应答帧；所述基于休眠唤醒的数据转发抄读流程包括：A3、中心节点发出唤醒包序列，唤醒需要收集的子节点或者的到达该子节点的中继节点；B3、唤醒后，中心节点发送数据抄读帧；C3、如果下一级是子节点，则进行数据解帧和组帧，并应答该数据抄读；如果下一级为中继节点，则中继节点需要启动发送唤醒包序列，同时计算出该转发帧到达子节点的时长和子节点应答并转发给当前中继节点的时长，设置休眠时间；D3、循环步骤C3；E3、直到该数据抄读的应答帧被中心节点接收到，转发流程结束。