一种分时多事件的无线通讯方式制造技术

本发明专利技术属于无线通讯技术领域，公开了一种分时多事件的无线通讯方式，包括以下步骤：确定心跳周期

【技术实现步骤摘要】
一种分时多事件的无线通讯方式


[0001]本专利技术涉及无线通讯
，尤其涉及一种分时多事件的无线通讯方式
。

技术介绍

[0002]目前防盗报警
、
工业控制及物联网行业子设备与主设备的无线组网及通讯方式主要分为以下三种方式：
1)
短距离通讯：采用
Zigbee、Z
‑
Wave、Bluetooth、Wi
‑
Fi
等，其优点是功耗低，其缺点是穿透力弱，抗干扰力差，通讯距离短；
2)
广域通讯：
a)
未授权频段：
LoRa、Sigfox
等，其优点是通讯距离远，其缺点是国外公司私有技术，需要自建基站，成本高；
b)
授权频段：
NB
‑
IOT、CAT 1
等，其优点是距离远
、
组网方便，其缺点是依赖运营商网络，需要长期缴纳使用费用，部分区域信号差
、
网络不稳定；
3)SBU
‑
1G
自组网模式：具有低频穿透力强，抗干扰好，有效距离远，功耗低，成本低等特点
。
[0003]SUB
‑
1G
由于具有很好性能和成本优势，在防盗报警
、
工业互联网领域得到普及，成为主流趋势
。
但是目前普通采用通讯机制是由子设备自主
、
无序向主设备发送跳包和状态数据，主设备在收到数据后做出相应处理，且在随机的时间向子设备发送控制数据
。
由于所有设备发送数据都是无序和随机发送，导致无线数据很容易发生拥堵碰撞，造成以下问题：
1)
数据丢失严重：无线数据因发生拥堵碰撞而丢失，为了减少数据丢失，通常采用更长和更多次数的重发，而更多次的重发，又增加了拥堵碰撞几率，形成恶性循环；
2)
系统容量小：为了减少设备通讯造成数据拥堵碰撞，通常采用减少设备接入数量的方法；
3)
故障上报延时高：为了减少设备通讯造成数据碰撞，通常采用间隔时间更长的上报机制，导致主设备检测子设备离线
、
低压等故障时，延时时间长
、
实时性差；
4)
功耗高：设备重发次数多，会导致设备更快的消耗电能，特别是使用电池供电的设备，问题尤其严重
。
[0004]因此，有必要提供一种分时多事件的无线通讯方式，解决当前行业中存在的设备承载量小
、
无线数据易阻塞，碰撞导致的丢失
、
延时长
、
功耗高
、
设备上下行数据实时性差的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种分时多事件的无线通讯方式，涉及一种小系统
、
多设备
、
中低速率无线组网及通讯方法，应用于防盗报警
、
物联网及其它工业控制领域，有效解决当前行业中存在的设备承载量小
、
无线数据易阻塞，碰撞导致的丢失
、
延时长
、
功耗高
、
设备上下行数据实时性差的缺点，其可以有效解决
技术介绍
中涉及的技术问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种分时多事件的无线通讯方式，用于主设备和
n
个子设备之间的通讯，包括以下步骤：
[0008]S1、
确定心跳周期
T
，心跳周期
T
等分为
P
个时间片，
P≥n
，每个时间片均包括上行时段
、
下行时段和心跳包时段，上行时段的时长不少于子设备向主设备发送紧急事件所需的时间，下行时段的时长不少于主设备向子设备发送下行事件所需的时间，心跳包时段的时
长不少于子设备向主设备发送心跳包所需的时间；
[0009]S2、
主设备搜索一个空闲的信道，并停留在空闲信道，等待子设备发送消息，子设备若未连接到主设备，则尝试与绑定的主设备发送同步信息进行连接，子设备连接主设备后，则在主设备分配的时间片的心跳包时段向主设备发送数据；
[0010]S3、
主设备收到子设备的消息后，检查该子设备是否已经分配时间片，或发送消息的时间是否偏离其分配的时间片，若未分配或偏离时间片，则应答其所属的时间片
、
当前时间戳及心跳周期
T
，若已分配时间片且未偏离，则正常应答该子设备；
[0011]S4、
子设备产生紧急事件时，等待上行时段到来向主设备发送信息，竞争发送窗口，若信道空闲，则发送数据，若竞争失败，则等待下一个上行时段重新竞争；
[0012]S5、
主设备需要发送下行的控制数据时，在下行时段向子设备下发下行数据
。
[0013]作为本专利技术的一种优选改进：所述心跳周期
T
与子设备所用电池有关，计算方式如下：
[0014]一次数据交互流程所消耗的电荷量
C
E
为发射电流
i
t
乘以发射时间
t
t
，加上等待应答的电流
i
d
乘以等待时间
t
d
，加上接收应答电流
i
r
乘以接收应答时间
t
r
，即
C
E
＝
(i
t
×
t
t
)+(i
d
×
t
d
)+(i
r
×
t
r
)
；
[0015]系统休眠所消耗的电荷量
Cs
为待机电流
i
s
乘以设计的电池使用寿命时间
t
s
，即
Cs
＝
i
s
×
t
s
；
[0016]电池能够交互的最大次数
F
则等于电池的电荷量
C
B
乘以电池电压
V
B
的积，减去系统休眠所消耗的电荷量
Cs
乘以系统休眠电压
V
S
的积的差，除以一次数据交互流程所消耗的电荷量
C
E
乘以交互电压
V
E
的积的商，即
F
＝
((C
B
×
V
B
)
‑
(Cs
×
Vs))
÷
(C
E
×
V
E
)
；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分时多事件的无线通讯方式，用于主设备和
n
个子设备之间的通讯，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
确定心跳周期
T
，心跳周期
T
等分为
P
个时间片，
P≥n
，每个时间片均包括上行时段
、
下行时段和心跳包时段，上行时段的时长不少于子设备向主设备发送紧急事件所需的时间，下行时段的时长不少于主设备向子设备发送下行事件所需的时间，心跳包时段的时长不少于子设备向主设备发送心跳包所需的时间；
S2、
主设备搜索一个空闲的信道，并停留在空闲信道，等待子设备发送消息，子设备若未连接到主设备，则尝试与绑定的主设备发送同步信息进行连接，子设备连接主设备后，则在主设备分配的时间片的心跳包时段向主设备发送数据；
S3、
主设备收到子设备的消息后，检查该子设备是否已经分配时间片，或发送消息的时间是否偏离其分配的时间片，若未分配或偏离时间片，则应答其所属的时间片
、
当前时间戳及心跳周期
T
，若已分配时间片且未偏离，则正常应答该子设备；
S4、
子设备产生紧急事件时，等待上行时段到来向主设备发送信息，竞争发送窗口，若信道空闲，则发送数据，若竞争失败，则等待下一个上行时段重新竞争；
S5、
主设备需要发送下行的控制数据时，在下行时段向子设备下发下行数据
。2.
根据权利要求1所述的一种分时多事件的无线通讯方式，其特征在于，所述心跳周期
T
与子设备所用电池有关，计算方式如下：一次数据交互流程所消耗的电荷量
C
E
为发射电流
i
t
乘以发射时间
t
t
，加上等待应答的电流
i
d
乘以等待时间
t
d
，加上接收应答电流
i
r
乘以接收应答时间
t
r
，即
C
E
＝
(i
t
×
t
t
)+(i
d
×
t
d
)+(i
r
×
t
r
)
；系统休眠所消耗的电荷量
Cs
为待机电流
i
s
乘以设计的电池使用寿命时间
t
s
，即
Cs
＝
i
s
×
t
s
；电池能够交互的最大次数
F
则等于电池的电荷量
C
B
乘以电池电压
V
B
的积，减去系统休眠所消耗的电荷量
Cs
乘以系统休眠电压
V
S
的积的差，除以一次数据交互流程所消耗的电荷量
C
E
乘以交互电压
V
E
的积的商，即
F
＝
((C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐安宁，陈兵，
申请(专利权)人：深圳市豪恩安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：