遠(yuǎn)程無(wú)線抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案V20

1 1 無(wú)線抄表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 海 息技術(shù)開(kāi)發(fā)中心 版權(quán)所有 2 2 序言 . 4 1 術(shù)語(yǔ)定義 . 5 2 適用范圍 . 5 3 系統(tǒng)組成 . 6 4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) . 6 5 協(xié)議模型 . 7 件層 . 8 據(jù)連接子層 . 8 播 . 9 . 9 . 9 D . 10 D . 10 D . 10 . 10 RC . 11 據(jù)包 . 11 . 11 D . 11 D . 11 D . 11 . 12 . 12 RC . 12 復(fù) . 12 . 12 D . 13 D . 13 D . 13 . 13 . 13 RC . 13 路管理 . 14 層 . 14 . 14 聽(tīng)算法 . 15 . 15 絡(luò)路由 . 16 6 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn) . 16 對(duì)多 . 17 立鏈路 . 17 碰撞 . 18 6.2 . 19 3 3 建路由樹(shù) . 19 碰撞調(diào)度機(jī)制 . 21 節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)過(guò)程 . 21 點(diǎn)失效異常處理 . 22 7 應(yīng)用層 . 24 8 附錄 1：包格式 . 25 出的路由廣播 . 25 出的檢索廣播 . 25 出的特定檢索廣播 . 25 出數(shù)據(jù)后無(wú)法收到回復(fù)時(shí)發(fā)出的廣播 . 26 據(jù)包 . 26 復(fù)包 . 26 4 4 序言 本協(xié)議的主要目的是為遠(yuǎn)程無(wú)線收集 據(jù)和狀態(tài)而設(shè)計(jì)，為上層應(yīng)用屏蔽下層具體硬件細(xì)節(jié)，為系統(tǒng)提供面向連接的服務(wù)。 整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括兩種設(shè)備： 統(tǒng)由一個(gè) 多個(gè) 數(shù)量可多至上百個(gè)）組成， 間、 間都通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸命令和數(shù)據(jù)。 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的初始化（確定網(wǎng)絡(luò)號(hào)和路由）開(kāi)始由 起 ； 可作為最底層的子節(jié)點(diǎn)也可作為下一層父節(jié)點(diǎn)， 以發(fā)起廣播（在該 經(jīng)初始化之后）或者向自身的父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。 每個(gè) 出廠時(shí)都已經(jīng)分配好一個(gè)全球唯一的 48D 作為該設(shè)備的唯一標(biāo)志，并且該標(biāo)志一旦確定便無(wú)法更改。 根據(jù)本協(xié)議實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)應(yīng)該可以完成如下功能： - 自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)分組 - 識(shí)別網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的 從所有的 讀取數(shù)據(jù) - 從指定的 讀取數(shù)據(jù) - 獲得每個(gè) 狀態(tài) 5 5 1 術(shù)語(yǔ)定義 射頻識(shí)別 標(biāo)簽 閱讀器 2 適用范圍 本協(xié)議是專門為遠(yuǎn)程無(wú)線抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用于遠(yuǎn)程無(wú)線收集數(shù)據(jù)量比較少的數(shù)字信息。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收有源 送的電表信息，每一個(gè) 點(diǎn)每一次需要傳送的數(shù)據(jù)都可以通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送完成。 6 6 3 系統(tǒng)組成 一個(gè)典型的應(yīng)用系統(tǒng)必須包括如下幾個(gè)組件： - 一個(gè) 為主控制器 - 一個(gè)射頻發(fā)射 /接收模塊 - 一個(gè)天線，可以是單極天線或者 的微帶天線 M S P 4 3 0 C C 1 0 2 0 天 線S P 控 制 信 號(hào)M C U 射 頻 模 塊 圖 1 系統(tǒng)硬件平臺(tái) 圖 1 所示，我們選擇 司的 為主控制 司的 為射頻發(fā)射 /接收模塊。 過(guò) 線和一些離散控制信號(hào)與 連，為 現(xiàn)了我們需要的協(xié)議棧和一些需要的應(yīng)用邏輯，通過(guò) 口與 換數(shù)據(jù)，通過(guò)一些離散的控制信號(hào)對(duì) 行控制。協(xié)議棧封裝了對(duì) 操作，上層應(yīng)用程序不需要直接控制 接收芯片，我們?cè)O(shè)定其工作頻點(diǎn)為 433制方式為 支持 4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下所示： 7 7 I n t e r r o g a t o rT a g 1T a g 3T a g 7T a g 2T a T a g 9T a T a T a T a T a 圖 2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 第一級(jí)節(jié)點(diǎn) 第二級(jí)節(jié)點(diǎn) 第二級(jí)節(jié)點(diǎn) 第二級(jí)節(jié)點(diǎn) 第三級(jí)節(jié)點(diǎn) 第三級(jí)節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)初始 化由 出第一個(gè)廣播命令包開(kāi)始， 始計(jì)時(shí)，在播范圍內(nèi)的所有 到此廣播后初始化自身的網(wǎng)絡(luò) 父節(jié)點(diǎn) 后開(kāi)始第二級(jí)廣播，在第二級(jí)廣播范圍內(nèi)的所有 到此廣播后初始化自身的網(wǎng)絡(luò) 父節(jié)點(diǎn) 后開(kāi)始第三級(jí)廣播。在 時(shí)到默認(rèn)廣播時(shí)間結(jié)束后，即認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有 已經(jīng)初始化完畢并準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)。 5 協(xié)議模型 基于我們的應(yīng)用場(chǎng)合比較簡(jiǎn)單，因此將通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧模型根據(jù)我們的需要做了相應(yīng)的修改和簡(jiǎn)化，以 使整個(gè)協(xié)議棧更加簡(jiǎn)單高效。整個(gè)協(xié)議棧如下圖所示： 8 8 硬 件 層數(shù) 據(jù) 連 接 子 層應(yīng) 用 層數(shù) 據(jù) 鏈路 層網(wǎng) 絡(luò) 層圖 3 協(xié)議模型 - 應(yīng)用層：調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈接層完成具體的應(yīng)用邏輯，包括收集數(shù)據(jù)，查詢數(shù)據(jù)。 - 網(wǎng)絡(luò)層：通過(guò)廣播機(jī)制，快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，從而確定一個(gè)樹(shù)形的路由路徑。 - 數(shù)據(jù)鏈路層：該層分為兩個(gè)子層：數(shù)據(jù)連接子層和 層。數(shù)據(jù)連接子層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和鏈路管理，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都包括具體數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。 用的技術(shù)包括 - 硬件層：負(fù)責(zé)將 數(shù)據(jù)鏈路層提供的二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制并發(fā)送出去。支持 件層 間、 間的通過(guò)無(wú)線連接，射頻參數(shù)如下： - 載波頻率： 433 調(diào)制類型： 支持 調(diào)制寬度： 25 糾錯(cuò)編碼： 31,21） - 數(shù)據(jù)處理： 交織（ - 波特率： 最高 150據(jù)連接子層 在網(wǎng)絡(luò)中 間以及 間的數(shù)據(jù)傳輸都已數(shù)據(jù)包的格式進(jìn)行傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)包包括包前綴 據(jù) 驗(yàn)三部分。數(shù)據(jù)包分為三種形式的數(shù)據(jù)包，廣播 、數(shù)據(jù)包和回復(fù) ，不同的包通過(guò)不同的包前綴來(lái)識(shí)別。 長(zhǎng) 132 據(jù)包最長(zhǎng) 132 9 9 播 播報(bào)文固定總長(zhǎng)度為 22 式如下： D D D x 播報(bào)文格式固定，每個(gè)合法的 播包都必須符合上述的語(yǔ)法格式。 播的發(fā)起者可以是 中任意一個(gè)。在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，出第一個(gè)廣播包之后就開(kāi)始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和建立，每一個(gè) 接收處理完 者 出的廣播包之后（確認(rèn)自身的父節(jié)點(diǎn)，確定路由）發(fā)出一個(gè)它自己的廣播包； 監(jiān)測(cè)到廣播命令包后根據(jù)命令的類型需要完成相應(yīng)的操作或者簡(jiǎn)單地將該廣播包丟棄。 示該包屬于廣播包。 6 5 4 3 2 1 0 f 數(shù)據(jù)包中 類型 0 送的采集數(shù)據(jù) 1 是數(shù)據(jù)（可能是命令或者用戶定義的有特殊意義的任何數(shù)據(jù)） 1 廣播發(fā)起者的類型 0 是否需要回復(fù) 0 要回復(fù) 1 需要回復(fù) 3 播類型 0 對(duì)多（此時(shí)后續(xù)字段 D 沒(méi)有意義，可忽略） 1 to 對(duì)點(diǎn) 4 留，為 0。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于初始化階段，由 出的 播命令包建議 段設(shè)置為 0，即不需要回復(fù)。 10 10 D 字段共 3于唯一標(biāo)志 屬的網(wǎng)絡(luò) ，只有同屬于同一個(gè)D 的 間、 間才能夠進(jìn)行通訊。 D 在出第一個(gè)用于確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的命令廣播時(shí)確定，以后每一個(gè)監(jiān)測(cè)到該廣播并且沒(méi)有 D 標(biāo)志的 將該 D 拷貝作為自身的 D。 D 字段共 6發(fā)送廣播的 者 D 和 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。 D 字段共 6接收廣播的 者 D 和 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。如果廣播形式為 1 對(duì)多的方式，則該字段沒(méi)有意義，其值可能為任何值。 如果廣播形式為 1 對(duì)多的形式，則字段沒(méi)有意 義，為固定值 0 字段共 1示具體的命令，根據(jù)命令需要進(jìn)行不同的操作。已定義的命令操作如下： 命令代碼 命令名 命令類型 包類型 說(shuō)明 0令包 確定網(wǎng)絡(luò)中所有激活的 收到該命令的 要回復(fù)自身采集的數(shù)據(jù)。 0D 令包 用于檢查網(wǎng)絡(luò)中所有激活的收到該命令的 要回復(fù)返回自身的 令包 當(dāng)路由出現(xiàn)問(wèn)題（父節(jié)點(diǎn)無(wú)法返回?cái)?shù)據(jù)確認(rèn)）時(shí) 要發(fā)出該命令，接收到該命令的 要做出回復(fù)確認(rèn) 0to 令包 用于確定具體的 否在網(wǎng)絡(luò)中存在，接收到該命令的 要回復(fù)確認(rèn) 11 11 0止使用，其余未作出規(guī)定的命令代碼均作為保留使用。 RC 驗(yàn)字段，共 2 據(jù)包 數(shù)據(jù)包的格式如下，用于在 間， 間 傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為（ 21+N） 示該包屬于數(shù)據(jù)包。 D 字段共 3于唯一標(biāo)志 屬的網(wǎng)絡(luò)，只 有同屬于同一個(gè)D 的 間、 間才能夠進(jìn)行通訊。 D 在出第一個(gè)用于確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的命令廣播時(shí)確定，以后每一個(gè)監(jiān)測(cè)到該廣播并且沒(méi)有 D 標(biāo)志的 將該 D 拷貝作為自身的 D。 D 字段共 6發(fā)送廣播的 者 D 和 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。 D 字段共 6 接收廣播的 者 D 和 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確D D D x 07 3 12 12 定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。如果廣播形式為一對(duì)多的方式，則該字段沒(méi)有意義，其值可能為任何值。 字 段共一個(gè)字節(jié)，表示后續(xù) 段的字節(jié)數(shù)，所以 段最多只能有 28 = 256 是受限于整個(gè)數(shù)據(jù)包最多只能有 132 以本字段最大取值只能為（ 132 21 = 111）。 體的數(shù)據(jù)。 RC 于 驗(yàn)。 復(fù) 當(dāng) 者 到需要回復(fù)的命令時(shí)進(jìn)行回復(fù)時(shí)采用該種數(shù)據(jù)格式，包總長(zhǎng)度為（ 22 + N） 6 5 4 3 2 1 0 復(fù)模式 數(shù)據(jù)確認(rèn) 數(shù)據(jù)確認(rèn)：表示收到到數(shù)據(jù)正確與否。 - 0 表示收到的數(shù)據(jù)正確 - 1 表示收到的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，需要重發(fā) - 回復(fù)模式： 01 表示回復(fù)的對(duì)象是數(shù)據(jù) 10 表示回復(fù)的對(duì)象是重新路由廣播 00， 11 保留使用 D D D x 13 13 D 字段共 3于唯一標(biāo)志 有同屬于同一個(gè) D 的 間、 間才能夠進(jìn)行通訊。 D 在 后每一個(gè)監(jiān)測(cè)到該廣播并且沒(méi)有D 標(biāo)志的 將該 D 拷貝作為自身的 D。 D 字段共 6發(fā)送廣播的 者 D 和 D 用于唯一標(biāo)志每一個(gè) 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。 D 字段共 6接收廣播的 者 D 和 D 用于唯一標(biāo)志每一個(gè) 一個(gè) 出廠都已經(jīng)確定寫入 ，該 固定無(wú)法修改。 字段共 1示后續(xù)的 段一共有多少 括填充字節(jié)）。所以 8 = 256是受限于整個(gè)數(shù)據(jù)包最多只能由 以該字段最大為 播包攜帶的具體數(shù)據(jù)，包括填充字節(jié) 0度根據(jù)需要確定 RC 驗(yàn)字段，共 2 14 14 路管理 鏈路管理的主要功能為創(chuàng)建、維持和釋放鏈路，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要維持一張鏈路表，通過(guò)鏈路表來(lái)管理該節(jié)點(diǎn)發(fā)起和收到的所有連接。 A一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以發(fā)起鏈接類型包括： 1、 不需要回復(fù)的廣播：成功發(fā)出廣播包即釋放鏈接 2、需要回復(fù)的廣播：成功發(fā)出廣播包即釋放鏈接 3、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸：成功發(fā)出數(shù)據(jù)包后需要維持該鏈路，直到收到 釋放鏈接 注：如果收到的 求重發(fā)，則重新開(kāi)始發(fā)送過(guò)程。 B一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以接收的鏈接類型包括： 1、接收不需要回復(fù)的廣播：對(duì)該廣播包解析完畢后即馬上釋 放鏈接 2、接收需要回復(fù)的廣播：對(duì)該廣播包解析完畢后開(kāi)始發(fā)送回復(fù)數(shù)據(jù)包，發(fā)送成功后釋放鏈接 3、接收點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)：對(duì)該包解析完畢成功發(fā)回 釋放鏈接 C一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包括： 1、轉(zhuǎn)發(fā)需要回復(fù)的廣播：成功發(fā)出廣播包即釋放鏈接 2、轉(zhuǎn)發(fā)不需要回復(fù)的廣播：成功發(fā)出廣播包即釋放鏈接 3、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：成功發(fā)出數(shù)據(jù)包后需要維持該鏈路，直到收到 釋放鏈接 注：如果收到的 求重發(fā)，則重新開(kāi)始發(fā)送過(guò)程。 一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少要同時(shí)維持 3 個(gè)鏈接，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)，一個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，如果節(jié) 點(diǎn)維持的鏈接數(shù)達(dá)到了最大鏈接數(shù)，則該節(jié)點(diǎn)將拒絕所有連接請(qǐng)求并且也不能發(fā)起任何新的連接請(qǐng)求。 鏈路表結(jié)構(gòu)如下： 鏈路編號(hào) 鏈路類型 連接類型 鏈路狀態(tài) 數(shù)據(jù)包地址 數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度 1送需要 送不需要 收 轉(zhuǎn)發(fā) 廣播 數(shù)據(jù) 連接 已釋放 數(shù)據(jù)包存放的內(nèi)存地址 數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，最長(zhǎng) 256層 所有的 使用相同的頻點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用同一個(gè)信道，因此必須使用一個(gè)協(xié)議控 制和分配節(jié)點(diǎn)對(duì)信道的使用權(quán)，即 質(zhì)訪問(wèn)控制）技術(shù)。 節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)上是否有別的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)，如果有，說(shuō)明信道忙， 15 15 如果沒(méi)有，則說(shuō)明信道空閑，然后根據(jù)預(yù)定策略決定動(dòng)作： - 如果信道空閑，是否立即發(fā)送 - 如果信道忙，是否繼續(xù)監(jiān)聽(tīng) 聽(tīng)算法 監(jiān)聽(tīng)算法并不能避免發(fā)送沖突，但是可以減小發(fā)送沖突的概率。 非堅(jiān)持型：當(dāng)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)監(jiān)聽(tīng)信道： - 如果信道空閑，立即發(fā)送，否則轉(zhuǎn)下一步 - 如果信道忙，則后退一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后重復(fù)上一 步 減少了沖突，但是信道利用率降低。 1節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)監(jiān)聽(tīng)信道： - 如果信道空閑，立即發(fā)送，否則轉(zhuǎn)下一步 - 如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑立即發(fā)送 利于信道搶占，但是如果同時(shí)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)時(shí)必然發(fā)生沖突。 節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)監(jiān)聽(tīng)信道： - 如果信道空閑，則以概率 P 發(fā)送，以概率 (1遲一個(gè)時(shí)間單位。 一個(gè)時(shí)間單位等于網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延 T。 - 如果信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑時(shí)重復(fù)上一步 - 如果發(fā)送延遲一個(gè)時(shí)間單位，則重復(fù)第一步 要點(diǎn)在于 P 的選擇，必須在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很高時(shí)網(wǎng)絡(luò)能有效工作。 協(xié)議中采取 法來(lái)防止碰撞， 稱為 載波偵聽(tīng)多址接入 /碰撞避免，其基本機(jī)制為在發(fā)送數(shù)據(jù)前先檢測(cè)信道是否空閑，如果信道忙，則采用退避算法延遲一段時(shí)間再檢測(cè)信道；如果信道空閑，不立即發(fā)送而是延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)送，但是如果在延遲的隨機(jī)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到信道忙，則隨機(jī)時(shí)間被取消，重新采用退避算法延遲一段時(shí)間然后重新開(kāi)始檢測(cè)信道。 D a t a A c 忙 ， 退 避 算 法 延 遲 時(shí) 間 隨 機(jī) 時(shí) 間隨 機(jī)時(shí) 間信 道 忙 ， 退 避 算 法 延 遲 時(shí) 間發(fā) 送T a g 1T a g 2T a gT a g 3圖 4 A 一個(gè)數(shù)據(jù)在信道中的處理周期為 t（包括 網(wǎng)絡(luò)傳播延時(shí)， 處理時(shí)間加上收到 時(shí)間），退避算法延遲時(shí)間為在 ， T（在 0間的隨機(jī)數(shù)），建議 16 16 T 略大于 t，這樣可以盡量保證正在使用信道的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)后能夠收到 免數(shù)據(jù)的重復(fù)發(fā)送。 退避算法采用采用二進(jìn)制指數(shù)后退算法，后退延遲的時(shí)間與后退的次數(shù)（即重發(fā)次數(shù) n）成指數(shù)關(guān)系，重發(fā)的次數(shù)越多，后退延遲的時(shí)間越長(zhǎng)。 n 超過(guò)一定的次數(shù)即認(rèn)為發(fā)送失敗。 絡(luò)路由 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須保存一個(gè)且僅保存一個(gè)父節(jié)點(diǎn)（ 根節(jié)點(diǎn)，沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)）作為自己傳輸數(shù)據(jù)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，這樣形成一個(gè)如下的樹(shù)形路由結(jié)構(gòu)。 父 節(jié) 點(diǎn)_ I n i t e r r o g a t o rT a g 2I n i t e r r o g a t o 點(diǎn)I n i t e r r o g a t o rT a g 1父 節(jié) 點(diǎn)I n i t e r r o g a t o rT a g 5父 節(jié) 點(diǎn)I n i t e r r o g a t o rT a g 7父 節(jié) 點(diǎn) T a g 2T a g 7父 節(jié) 點(diǎn) T a g 7T a g 1 1父 節(jié) 點(diǎn) T a g 5T a g 9父 節(jié) 點(diǎn) T a g 5T a g 3父 節(jié) 點(diǎn) T a g 3T a g 1 5父 節(jié) 點(diǎn) T a g 3T a g 1 2父 節(jié) 點(diǎn) T a g 5T a g 6圖 5 網(wǎng)絡(luò)路由 在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，每個(gè)節(jié)點(diǎn)以監(jiān)測(cè)到的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)初始化廣播的發(fā)起節(jié)點(diǎn)作為自身的父節(jié)點(diǎn) ,將其余的類似廣播都忽略。如上圖所示， 于 出的廣播都能監(jiān)測(cè)到，但是先監(jiān)測(cè)到 出的廣播，所以 為自身的父節(jié)點(diǎn)，而將其余的類似廣播都忽略。 6 網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩種，一種為一對(duì)多的形式，所有的 為 一級(jí)節(jié)點(diǎn)；另一種為 N 級(jí)節(jié)點(diǎn)。 17 17 一對(duì)多 立鏈路 在此情況下， 三種狀態(tài)：廣播、接收和回復(fù)； 五種狀態(tài)：監(jiān)聽(tīng)、識(shí)別、記錄、發(fā)數(shù)據(jù)、等待回復(fù)和睡眠。 送命令廣播包（ 開(kāi)始計(jì)時(shí)。在 描述了發(fā)起者的類型（即為 當(dāng)時(shí)間超出， 認(rèn)為所有的 收到廣播，開(kāi)始進(jìn)入接收狀態(tài)。一旦收到 數(shù)據(jù)包， 即返回 復(fù)命令。并判斷是否收到全部 數(shù)據(jù)包，若沒(méi)收到全部，則將時(shí)間窗口 *2，繼續(xù)接收，直到收到全部數(shù)據(jù)。 流程圖如下圖所示： 廣 播等 待T i m e O u t ？Y e sN 數(shù) 據(jù) ？接 收回 復(fù)N oY e 窗 口 * 2收 到 全 部 數(shù) 據(jù) ？Y e sN 立鏈路 18 18 監(jiān) 聽(tīng)識(shí) 別 廣 播Y e s l o 播 ？N 廣 播發(fā) 送 數(shù) 據(jù)等 待有 回 復(fù) ?等 待 下 個(gè)時(shí) 間 窗 口Y e sN 圖 7 立鏈路 周圍發(fā)送命令廣播包（ 并開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)時(shí)間超出時(shí)， 收到廣播，即鏈路已建立，開(kāi)始進(jìn)入接收狀態(tài)。一旦收到 數(shù)據(jù)包，即返回 復(fù)命令。 碰撞 置一段時(shí)間窗口（窗口的大小可自己定義，最小為 時(shí)間窗口又可分為 N 個(gè)時(shí)隙（ 每個(gè)時(shí)隙都足夠 收數(shù)據(jù)。 1隨機(jī)選擇一個(gè) 送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè) 有一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)， 收，并發(fā)送回復(fù)命令到回復(fù)命令后轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)。若一個(gè) 有若干個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，其 下一個(gè)時(shí)間窗口從 1-（ N+N）中重新選擇一個(gè) 送。 I n t e r r o g a t o rt a g 1t a g 2t a g 3時(shí) 間 窗 口 1發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)s l o t 1 s l o t 2 s l o t N回 復(fù)時(shí) 間 窗 口 2s l o t 1 s l o t 2s l o t 2 N發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)回 復(fù) 回 復(fù)T i m e O u t 2T i m e O u t 3睡 眠睡 眠睡 眠圖 8 防碰撞機(jī)制 19 19 建路由樹(shù) 它周圍的 送命令廣播包（ 并開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)時(shí)間超出時(shí)， 認(rèn)為所有的 收到廣播，開(kāi)始進(jìn)入接收狀態(tài)。一旦收到 數(shù)據(jù)包， 即 返回 復(fù)命令。 流程圖如下： 廣 播等 待 數(shù) 據(jù) ？接 收回 復(fù) 撞 ？ 立鏈路 始化后一直處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到有廣播后，便分析 段來(lái)識(shí)別該廣播的來(lái)源為 是 后記錄廣播來(lái)源，并與其父節(jié)點(diǎn)同步計(jì)數(shù)器。 改廣播中某些字段后向其周圍的 播，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)時(shí)間超出時(shí)， 收數(shù)據(jù)。一旦收到數(shù)據(jù)包， 即返回 復(fù)命令。 當(dāng)并計(jì)數(shù)器中的值與 相同時(shí)， 送數(shù)據(jù)，并計(jì)時(shí)等待回復(fù)。若在時(shí)間超出前收到回復(fù)，則結(jié)束；否則進(jìn)行異常處理。 程圖如下所示： 20 20 監(jiān) 聽(tīng)識(shí) 別 廣 播T i m e O u t ？Y e sN 數(shù) 據(jù) ？接 收回 復(fù)N oY e 撞 ？Y e 播 ？N 廣 播發(fā) 送 廣 播N oY e sC o u n t e r = I D ?Y e 數(shù) 據(jù)等 待有 回 復(fù) ?異 常 處 理Y e sN 0 立鏈路 周圍發(fā)