接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備，所述方法包括：通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過父節點所在信道接入802.15.4網絡；通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡。通過本發明公開的接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備，通過第一射頻接口通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡，通過至少一個第二射頻接口通過所選擇的信道接入802.15.4網絡，增加了接入802.15.4網絡的信道數量，由此，防止無線網絡數據碰撞，保障信道暢通，防止數據重發。
【專利說明】接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及物聯網【技術領域】，尤其涉及接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路
由設備。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網技術的蓬勃發展，基于802.15.4(即IEEE用于低速無線個人域網的物理層和媒體接入控制層規范)協議的無線傳感器網絡已經得到了廣泛應用，在802.15.4網絡中起到關鍵作用的就是802.15.4無線路由器。
[0003]在現有技術中，當前802.15.4網絡的無線路由設備上的射頻接口工作在一個信道上。當接入無線傳感器的節點數目達到一定量級時，通過一個信道傳輸數據就會出現無線網絡數據碰撞，造成信道擁堵、數據重發等現象，不僅降低了數據傳輸可靠性，也制約了整個網絡的生存周期，無法真正滿足大規模節點的接入802.15.4網絡。目前在無線路由設備上設置一個射頻接口，并且只能支持一個高增益定向天線進行遠距離通信，或者一個全向天線進行近距離的全范圍覆蓋，無法兼顧高增益定向天線和全向天線。當需要大范圍覆蓋時只能靠提高無線路由器的布設密度，這進一步增加了網絡的復雜性，同時也提高了成本。

【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明實施例提供了接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備，以解決信道上傳輸的數據出現無線網絡數據碰撞，造成信道擁堵、數據重發的問題。
[0005]一方面，本發明實施例提供了一種接入802.15.4網絡的方法，包括:
[0006]通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡；
[0007]通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4 網絡。
[0008]優選地，所述通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡包括:
[0009]通過所述第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數；
[0010]依據所述掃描系數，選擇所述第一射頻接口的父節點所在信道，并通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡。
[0011]優選地，在所述通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡之后還包括:
[0012]初始化鄰接表,在所述鄰接表中記錄所述高增益定向天線的天線號和所述第一射頻接口的接口號。
[0013]優選地，所述通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡包括:[0014]通過所述至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數；
[0015]依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4 網絡。
[0016]優選地，所述依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡之后還包括:
[0017]在所述鄰接表中記錄接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口的接口號和與接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口支持的各個所述天線的天線號。
[0018]優選地，在所述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口通過信道接入802.15.4網絡之后，還包括:
[0019]通過所述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口所支持的所述高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
[0020]與之相對應本發明實施例還提供了一種接入802.15.4網絡的裝置，包括:
[0021]第一射頻接口接入模塊，用于通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡；
[0022]第二射頻接口接入模塊，用于通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡。
[0023]優選地，所述第一射頻接口接入模塊包括:
[0024]第一信道掃描模塊，用于通過所述第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數；
[0025]第一信道選擇模塊，用于依據所述掃描系數，選擇所述第一射頻接口的父節點所在信道，并通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡。
[0026]優選地，還包括:
[0027]第一記錄模塊,用于初始化鄰接表,在所述鄰接表中記錄所述高增益定向天線的天線號和所述第一射頻接口的接口號。
[0028]優選地，所述第二射頻接口掃描模塊包括:
[0029]第二信道掃描模塊，用于通過所述至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數；
[0030]第二信道選擇模塊，用于依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡。
[0031]優選地，所述接入802.15.4網絡的裝置，還包括:
[0032]第二記錄模塊，用于在所述鄰接表中記錄接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口的接口號和與接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口支持的各個所述天線的天線號。
[0033]優選地，所述接入802.15.4網絡的裝置，還包括:
[0034]網絡服務模塊，用于通過所述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口所支持的所述高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
[0035]本發明還提供了一種無線路由設備，包括第一射頻接口和至少一個第二射頻接口，上述的接入802.15.4網絡的裝置。[0036]優選地,所述第一射頻接口支持2個高增益定向天線,或I個所述高增益定向天線和I個全向天線；
[0037]所述第二射頻接口支持2個高增益定向天線、I個所述高增益定向天線和I個所述全向天線、或2個所述全向天線。
[0038]本發明實施例提供的接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備，具有如下特點:
[0039]通過第一射頻接口通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡，通過至少一個第二射頻接口通過所選擇的信道接入802.15.4網絡，增加了接入802.15.4網絡的信道數量，由此，防止無線網絡數據碰撞，保障信道暢通，防止數據重發。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1是本發明第一實施提供的一種接入802.15.4網絡的方法的流程示意圖；
[0042]圖2是本發明第二實施提供的一種接入802.15.4網絡的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0044]本發明公開的接入802.15.4網絡的方法、裝置及無線路由設備基于IPV6(Internet Protocol Version6)互聯網協議。IPv6 是 IETF (Internet Engineering TaskForce，互聯網工程任務組)設計的用于替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP(InternetProtocol,網絡之間互連的協議)協議。
[0045]實施例一
[0046]本發明實施例一公開了一種接入802.15.4網絡的方法，如圖1所示，包括:
[0047]步驟S101，通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過父節點所在信道接入802.15.4 網絡。
[0048]在步驟SlOl中，通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過父節點所在信道接入802.15.4網絡的步驟具體為:
[0049]首先，通過第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數。
[0050]需要進行說明的是，掃描系數包括但不限于:信號強度。通過第一射頻接口結合高增益定向天線，可以實現十公里級別的遠距離傳輸，有效擴展了 802.15.4的網絡覆蓋范圍，
[0051]其次，依據掃描系數，選擇第一射頻接口的父節點所在信道，并通過父節點所在信道接入802.15.4網絡。
[0052]需要繼續說明的是，父節點可以為最佳父節點。
[0053]本發明實施例提供一個優選地實施例，在通過父節點所在信道接入802.15.4網絡之后還包括:
[0054]初始化鄰接表,在鄰接表中記錄高增益定向天線的天線號和第一射頻接口的接口號。
[0055]步驟S102，通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡。
[0056]在步驟S102中，通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡具體包括:
[0057]首先，通過至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數。
[0058]在實際應用中，例如對11到26信道進行掃描，第二射頻接口支持的天線以每隔5MHz的中心頻率，分別以2.405GHz到2.480GHz的頻率對信道進行掃描。
[0059]其次，依據各個空閑信道掃描系數，各個第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4 網絡。
[0060]需要進行說明的是，第一射頻接口和各個第二射頻接口通過無線射頻芯片AT86RF231和射頻前端RFFM6201SR相結合的方式實現遠距離的數據傳輸，同時射頻前端支持天線分集技術，第一射頻接口和各個第二射頻接口可以支持兩個天線接口。第一射頻接口支持至少一個高增益定向天線，各個第二射頻接口根據實際情況，可選配高增益定向天線或者全向天線，對于遠距離傳輸的入網上聯接口，支持定向高增益天線；對于近距離覆蓋用于提供接入服務的接口，支持全向天線或者平板天線。
[0061]本發明實施例提供一個優選地實施例，依據各個空閑信道掃描系數，各個第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡之后還包括:
[0062]在鄰接表中記錄接入空閑信道的各個第二射頻接口的接口號和與接入空閑信道的各個第二射頻接口支持的各個天線的天線號。
[0063]本發明實施例一還提供一個優選地實施例還包括:
[0064]通過第一射頻接口和各個第二射頻接口所支持的高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
[0065]需要繼續說明的是，第一射頻接口和各個第二射頻接口所支持的高增益定向天線和全向天線依據記錄了高增益定向天線的天線號、第一射頻接口的接口號、接入空閑信道的各個第二射頻接口的接口號和與接入空閑信道的各個第二射頻接口支持的各個天線的天線號的鄰接表提供無線網絡服務。
[0066]通過本發明實施例一公開的一種接入802.15.4網絡的方法，通過第一射頻接口通過父節點所在信道接入802.15.4網絡，通過至少一個第二射頻接口通過所選擇的信道接入802.15.4網絡，增加了接入802.15.4網絡的信道數量，由此，防止無線網絡數據碰撞，保障信道暢通，防止數據重發。
[0067]實施例二
[0068]本發明實施例二公開了一種接入802.15.4網絡的裝置，如圖2所示，包括:第一射頻接口接入模塊I和第二射頻接口接入模塊2。
[0069]第一射頻接口接入模塊I，用于通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過父節點所在信道接入802.15.4網絡。
[0070]第二射頻接口接入模塊2，用于通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡。
[0071 ] 第一射頻接口接入模塊I包括:
[0072]第一信道掃描模塊11，用于通過第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數；
[0073]第一信道選擇模塊12，用于依據掃描系數，選擇第一射頻接口的父節點所在信道，并通過父節點所在信道接入802.15.4網絡。
[0074]本發明實施例二提供了一種優選地實施例，第一射頻接口接入模塊I還包括，第一記錄模塊13,用于初始化鄰接表,在鄰接表中記錄高增益定向天線的天線號和第一射頻接口的接口號。
[0075]第二射頻接口掃描模塊2包括:
[0076]第二信道掃描模塊21，用于通過至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數；
[0077]第二信道選擇模塊22，用于依據各個空閑信道掃描系數，各個第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡。
[0078]本發明實施例二提供了一種優選地實施例，第一射頻接口接入模塊I還包括，第二記錄模塊23，用于在鄰接表中記錄接入空閑信道的各個第二射頻接口的接口號和與接入空閑信道的各個第二射頻接口支持的各個天線的天線號。
[0079]本發明實施例二提供了一種優選地實施例，接入802.15.4網絡的裝置還包括:網絡服務模塊3，用于通過第一射頻接口和各個第二射頻接口所支持的高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
[0080]通過本發明實施例二公開的一種接入802.15.4網絡的裝置，通過第一射頻接口通過父節點所在信道接入802.15.4網絡，通過至少一個第二射頻接口通過所選擇的信道接入802.15.4網絡，增加了接入802.15.4網絡的信道數量，由此，防止無線網絡數據碰撞，保障信道暢通，防止數據重發。
[0081]實施例三
[0082]本發明實施例三公開了一種無線路由設備，包括第一射頻接口和至少一個第二射頻接口，還包括權利要求本發明實施例二中提供的任意一種的接入802.15.4網絡的裝置。
[0083]其中，第一射頻接口支持2個高增益定向天線,或I個高增益定向天線和I個全向天線；第二射頻接口支持2個高增益定向天線、I個高增益定向天線和I個全向天線、或2個全向天線。
[0084]需要進行說明的是第一射頻接口和各個第二射頻接口通過無線芯片AT86RF231和射頻前端RFFM6201SR相結合的方式實現遠距離的數據傳輸，同時射頻前端支持天線分集技術，第一射頻接口和各個第二射頻接口可以支持兩個天線接口。第一射頻接口支持至少一個高增益定向天線，各個第二射頻接口根據實際情況，可選配高增益定向天線或者全向天線，對于遠距離傳輸的入網上聯接口，支持定向高增益天線；對于近距離覆蓋用于提供接入服務的接口，支持全向天線或者平板天線。
[0085]通過本發明實施例三提供的一種無線路由設備，通過第一射頻接口通過父節點所在信道接入802.15.4網絡，通過至少一個第二射頻接口通過所選擇的信道接入802.15.4網絡，增加了接入802.15.4網絡的信道數量，由此，防止無線網絡數據碰撞，保障信道暢通，防止數據重發；同時一個設備適配高增益定向天線和全向天線，可以支持遠距離定向通信和近距離全范圍通信，降低了網絡的復雜性，同時也降低了成本。
[0086]顯然，本領域技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，他們可以用計算機裝置可執行的程序代碼來實現，從而可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件的結合。
[0087]以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，包括: 通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡； 通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4 網絡。
2.根據權利要求1所述的接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，所述通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡包括: 通過所述第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數； 依據所述掃描系數，選擇所述第一射頻接口的父節點所在信道，并通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡。
3.根據權利要求2所述的接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，在所述通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡之后還包括: 初始化鄰接表，在所述鄰接表中記錄所述高增益定向天線的天線號和所述第一射頻接口的接口號。
4.根據權利要求1所述的接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，所述通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡包括: 通過所述至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數； 依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡。
5.根據權利要求4所述的接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，所述依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡之后還包括: 在所述鄰接表中記錄接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口的接口號和與接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口支持的各個所述天線的天線號。
6.根據權利要求1所述的接入802.15.4網絡的方法，其特征在于，在所述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口通過信道接入802.15.4網絡之后，還包括: 通過所述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口所支持的所述高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
7.一種接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，包括: 第一射頻接口接入模塊，用于通過第一射頻接口掃描父節點所在信道，通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡； 第二射頻接口接入模塊，用于通過至少一個第二射頻接口對空閑信道進行掃描選擇，通過所選擇的信道接入802.15.4網絡。
8.根據權利要求7所述的接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，所述第一射頻接口接入模塊包括: 第一信道掃描模塊，用于通過所述第一射頻接口支持的高增益定向天線對各個信道進行掃描，獲得掃描系數； 第一信道選擇模塊，用于依據所述掃描系數，選擇所述第一射頻接口的父節點所在信道，并通過所述父節點所在信道接入802.15.4網絡。
9.根據權利要求8所述的接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，還包括: 第一記錄模塊，用于初始化鄰接表，在所述鄰接表中記錄所述高增益定向天線的天線號和所述第一射頻接口的接口號。
10.根據權利要求7所述的接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，所述第二射頻接口掃描模塊包括: 第二信道掃描模塊，用于通過所述至少一個第二射頻接口各自支持的各個天線以不同的頻率對各個空閑信道進行掃描，記錄各個空閑信道掃描系數； 第二信道選擇模塊，用于依據所述各個空閑信道掃描系數，各個所述第二射頻接口選擇空閑信道接入802.15.4網絡。
11.根據權利要求10所述的接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，還包括: 第二記錄模塊，用于在所述鄰接表中記錄接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口的接口號和與接入所述空閑信道的各個所述第二射頻接口支持的各個所述天線的天線號。
12.根據權利要求7所述的接入802.15.4網絡的裝置，其特征在于，還包括: 網絡服務模塊，用于通過所 述第一射頻接口和各個所述第二射頻接口所支持的所述高增益定向天線和全向天線提供無線網絡服務。
13.一種無線路由設備，其特征在于，包括第一射頻接口和至少一個第二射頻接口，還包括權利要求7-12任一所述的接入802.15.4網絡的裝置。
14.根據權利要求13所述的無線路由裝置，其特征在于，所述第一射頻接口支持2個高增益定向天線，或I個所述高增益定向天線和I個全向天線； 所述第二射頻接口支持2個高增益定向天線、I個所述高增益定向天線和I個所述全向天線、或2個所述全向天線。
【文檔編號】H04W88/08GK103582150SQ201310542827
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】范緒波, 陳金都, 向陽朝, 陳翔 申請人:神州數碼網絡(北京)有限公司, 神州數碼(中國)有限公司