CN104780626A - 混合多跳移动自组织网络通讯装置及通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合多跳移动自组织网络通讯装置及通讯方法，其中混合多跳移动自组织网络通讯装置包括设置于主机上的通讯接口，通讯接口为LED光通讯接口、对讲通讯接口、车载无线通讯接口、红外线通讯接口中的至少任意两个；以及用于对主机的通讯接口进行转换的通讯接口转换装置，实现了移动自组织网络能在多种通讯介质之间实现自组织网络组建。基于通讯装置的通讯方法通过自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质，可以任意选择匹配通讯介质建立通讯连接并完成信息传递，解决了现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，导致使用条件受限的技术问题，扩大了自组织网络组建的组建范围，提高了网络通讯的稳定性和可靠性。

Description

混合多跳移动自组织网络通讯装置及通讯方法

技术领域

本发明涉及自组织网络通讯领域，特别地，涉及一种混合多跳移动自组织网络通讯装置及通讯方法。

背景技术

随着科技的进步，人们对信息交流的要求也越来越高，但蜂窝移动通讯系统要有基站和移动交换中心等功能设施的支持，无线局域网一般也工作在有接入点和有限骨干网的模式下。但对于有些特殊的应用场合，有中心的移动通信技术并不能胜任。比如，战场上部队的快速展开和推进，发生地震和水灾等大型灾害的营救，野外科考，偏远矿山作业以及临时性组织的大型会议等。这些场合的通信不能依赖于任何预先假设的网络设施，或者预先架设的网络基础设施已经因灾害摧毁而失去效用，为了确保这些场合的信息畅通，可靠、安全且无处不在，建立起一个覆盖面广的、服务类型完备的、兼具独立性、安全性、经济性的无线专用网络是必然的。这就需要一种能够临时快速自动组网的移动通信技术，无线自组织网络可以满足这些特殊场合的需要。

现有常见的无线自组织网络可以看作是一个独立的自治系统或者是一个对因特网的多跳无线扩展。作为一个自治系统，它有自己的路由协议和网络管理机制；作为多跳无线扩展，它应该对因特网提供一种灵活、无缝的接入。与传统的通信网络相比，无线自组织网络具有其自身的优点，比如自组织特点，这是自组织网络相对常规网络通信而言最大的区别，即它可以在任何时刻、任何地点不需依靠基础设施的支持，快速构建起一个移动通信网络；多跳路由特点，当节点要与覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的多跳转发，自组织网络中的多跳路由是由普通的网络节点完成的，网络中的每一个网络节点扮演着多个角色，它们可以是服务端、终端、也可以是路由器，更重要的是，由于网络拓扑结构的变化，网络路由是随时间变化的，网络拓扑结构变化的不可预知性增加了路由的难度；动态变化的网络拓扑结构特点，自组织网络中，网络节点可以以任意速度和任意方式在网中移动，加上无线发送装置发送功率的变化、无线线道间的相互干扰因素、地形等综合因素的影响，节点间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的，网络拓扑结构会出现分割和合并。

现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，其使用条件受限。特别是国内常用的无线自组织网络主要利用无线网络或基于无线网络的传感器网络实现自组织网络组建，当组建环境在没有无线网络的情况下便不能实现自组织网络组建，从而导致在某些特殊通信情况下移动设备间无法通讯。所以亟需提供一种能在多种通讯介质之间实现自组织网络组建的通讯装置和通讯方法。

发明内容

本发明提供了一种混合多跳移动自组织网络通讯装置与通讯方法，以解决现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，导致使用条件受限的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种混合多跳移动自组织网络通讯装置，包括：

设置于主机上的通讯接口，通讯接口包括LED光通讯接口、对讲通讯接口、车载无线通讯接口、红外线通讯接口中的至少任意两个；以及

通讯接口转换装置，通讯接口转换装置用于对主机的通讯接口进行转换；

LED光通讯接口通过LED光通讯介质实现通讯，对讲通讯接口通过对讲通讯介质实现通讯，车载无线通讯接口通过车载无线通讯介质实现通讯，红外线通讯接口通过红外线通讯介质实现通讯。

进一步地，通讯接口转换装置为网关装置。

进一步地，网关装置与主机集成一体。

进一步地，混合多跳移动自组织网络通讯装置还至少包括WIFI通讯接口、蓝牙通讯接口、无线传感通讯接口及NFC通讯接口中的一种或者多种；

WIFI通讯接口通过WIFI通讯介质实现通讯，蓝牙通讯接口通过蓝牙通讯介质实现通讯，无线传感通讯接口通过无线传感网络通讯介质实现通讯，NFC通讯接口通过NFC通讯介质实现通讯。

进一步地，混合多跳移动自组织网络通讯装置还包括广播通讯接口，广播通讯接口通过广播通讯介质实现通讯。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于上述混合多跳移动自组织网络通讯装置的通讯方法，包括：

混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机定时自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质；

选择至少一种匹配通讯介质建立通讯连接，从而形成通讯链路；

基于通讯链路完成信息传递。

进一步地，选择至少一种匹配通讯介质建立通讯连接包括：

混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机判断匹配通讯介质中信号传递的功率大小；

通讯接口转换装置将主机上的通讯接口切换至匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口；

基于匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口建立通讯连接。

进一步地，基于通讯链路完成数据信息传递包括：

混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机向附近匹配装置询问是否知道去目的地址路径；

若是则记录路径信息并将数据信息沿着路径信息传递，直至将数据信息传送到目的地；若否则将数据信息进行广播。

进一步地，数据信息还包括混合多跳移动自组织网络通讯装置的身份信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种混合多跳移动自组织网络通讯装置与通讯方法，混合多跳移动自组织网络通讯装置通过设置于主机上的通讯接口，通讯接口包括LED光通讯接口、对讲通讯接口、车载无线通讯接口、红外线通讯接口中的至少任意两个；以及通讯接口转换装置，通讯接口转换装置用于对主机的通讯接口进行转换，实现了移动自组织网络能在多种通讯介质之间实现自组织网络组建。混合多跳移动自组织网络通讯方法通过自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质，可以任意选择匹配通讯介质建立通讯连接并完成信息传递，解决了现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，导致使用条件受限的技术问题，扩大了自组织网络组建的组建范围，提高了网络通讯的稳定性和可靠性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的混合多跳移动自组织网络通讯装置结构示意图；

图2是本发明优选实施例利用LED光通讯介质组建的自组织网络；

图3是本发明优选实施例利用广播通讯介质组建的自组织网络；

图4是本发明优选实施例利用LED光通讯介质和广播通讯介质组建的自组织网络；

图5是本发明优选实施例的混合多跳移动自组织网络通讯装置的通讯方法流程图。

附图标记说明：

10、第一主机；20、第二主机；30、第三主机；1、通讯接口转换装置；2、LED光通讯接口；3、对讲通讯接口；4、车载无线通讯接口；5、红外线通讯接口；6、WIFI通讯接口；7、NFC通讯接口；8、无线传感通讯接口；9、蓝牙通讯接口；11、广播通讯接口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种混合多跳移动自组织网络通讯装置，包括：设置于主机上的通讯接口，通讯接口包括LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5中的至少任意两个；以及通讯接口转换装置1，通讯接口转换装置1用于对主机的通讯接口进行转换；LED光通讯接口2通过LED光通讯介质实现通讯，对讲通讯接口3通过对讲通讯介质实现通讯，车载无线通讯接口4通过车载无线通讯介质实现通讯，红外线通讯接口5通过红外线通讯介质实现通讯。

本发明的混合多跳移动自组织网络通讯装置通过设置于主机上的通讯接口，通讯接口包括LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5中的至少任意两个；以及通讯接口转换装置1，通讯接口转换装置1用于对主机的通讯接口进行转换，通过设置通讯接口转换装置1，实现了移动自组织网络能在多种通讯介质之间实现自组织网络组建，解决了现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，导致使用条件受限的技术问题，扩大了自组织网络组建的组建范围，提高了网络通讯的稳定性和可靠性。

本实施例中在主机上设置的LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5等多个通讯接口以及用于对主机的通讯接口进行转换的通讯接口转换装置1，可以实现了移动自组织网络能在多种通讯介质之间实现自组织网络组建。其中，LED光通讯接口2主要利用LED光通讯介质进行通讯，其属于可见光无线通信的一种，可见光无线通信(称为LiFi——Light Fidelity)是利用快速的光脉冲无线传输信息。根据不同速率在光中编码信息完全可行，例如LED开表示1，关表示0，通过快速开关就能传递信息，由于LED的发光强度，人眼不会注意到光的快速变化且LED光通讯具有高带宽，高速率的优点。LED光通讯技术是通过在已铺设好的设备上植入微小芯片，使其成为类似于有接入点的无线网络设备，从而使终端随时能接入网络。本实施例的对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5也具有采用与其各自通讯接口进行通讯的各自优点，本实施例正是对对应不同通讯介质的通讯接口进行集成和转换，从而形成有效利用多种通讯介质实现自组织网络的组建。

需要说明的是，本实施例中的对讲通讯介质是现有实现对讲通讯所采用的电磁波频段、同样地，车载无线通讯介质、红外线通讯介质的本质也都为电磁波，只是所处的电磁波频段不一样而已。

此外，本实施例的移动自组网组建采用LED光通讯介质、对讲通讯介质、车载无线通讯介质、红外线通讯介质进行通讯的方式，相对于现有常用的利用WIFI或基于WIFI的传感器网络通讯介质进行自组网组建的方式成本较低，使用范围大，且特别适合在一些无基站或无移动交换中心等功能实施支持的场合。

可选地，通讯接口转换装置1为网关装置。由于采用不同的通讯介质进行网络通讯和实现自组织网络组建对应不同的网络协议和路由协议，现有的采用单一通讯介质的自组织网络由于其网络中的每一个网络节点充当了服务端、终端、路由器等功能，故不需要网关等转换设备，而基于本实施例的通讯装置是基于在多种通讯介质中实现自组织网络组建，故需要增加用于不同通讯接口转换的通讯接口转换装置1，本实施例采用网关作为通讯接口转换装置1的硬件支持设备，并结合相应的软件设计实现通讯接口转换。可选地，网关设备与主机集成一体，这样可以充分实现通讯装置的集成化和集成控制。

可选地，混合多跳移动自组织网络通讯装置还至少包括WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7及广播通讯接口11中的一种或者多种；WIFI通讯接口6通过WIFI通讯介质实现通讯，蓝牙通讯接口9通过蓝牙通讯介质实现通讯，无线传感通讯接口8通过无线传感网络通讯介质实现通讯，NFC通讯接口7通过NFC通讯介质实现通讯，广播通讯接口11通过广播通讯介质实现通讯。本实施例中的WIFI通讯介质、蓝牙通讯介质、无线传感通讯介质、广播通讯介质、NFC通讯介质等其本质都属于电磁波，只是各自所采用的电磁波频段不一样而已。

本实施例的LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5主要适用于无wifi网络情况下，通过在本实施例设置至少包括WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7、广播通讯接口11，可以实现LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5与WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7、广播通讯接口11之间的互联互通。通过增加WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7这些常用的通讯接口，实现了自组织网络组建根据实际情况和实际需要选取不同的通讯介质进行自组织网络组建，集成了多种通讯介质对应的通讯接口，提高了通讯的稳定性和可靠性，扩大了通讯装置的适应范围。

参照图2，本实施例提供了一种利用LED光通讯介质的自组织网络，本实施例中第一主机10、第二主机20均包括九个通讯接口，分别是LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5、WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7、广播通讯接口11。其中，第一主机10与第二主机20之间通过LED光通讯接口2实现通讯。

参照图3，本实施例提供了一种利用广播通讯介质组建的自组织网络，其中，第一主机10与第二主机20之间通过广播通讯接口11实现通讯。

参照图4，本实施例提供了一种利用LED光通讯介质和广播通讯介质组建的自组织网络，本实施例中第一主机10、第二主机20和第三主机30均包括九个通讯接口，分别是LED光通讯接口2、对讲通讯接口3、车载无线通讯接口4、红外线通讯接口5、WIFI通讯接口6、蓝牙通讯接口9、无线传感通讯接口8、NFC通讯接口7、广播通讯接口11。其中，第一主机10与第二主机20之间通过LED光通讯接口2实现通讯，第二主机20和第三主机30之间通过广播通讯接口11实现通讯。本实施例不限于三个主机实现自组织网络组建，也不限于采用本实施例所提供的LED光通讯介质和广播通讯介质组建自组织网络，当组建自组织网络的主机增多时，主机可以根据需要任意选择九种通讯接口中的任一接口实现两个主机之间的通讯，从而形成了混合多跳的移动自组织网络。

参照图5，根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于混合多跳移动自组织网络通讯装置的通讯方法，包括：

步骤S101，混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机定时自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质；

步骤S103，选择至少一种匹配通讯介质建立通讯连接，从而形成通讯链路；

步骤S105，基于通讯链路完成数据信息传递。

本发明的基于混合多跳移动自组织网络通讯装置的通讯方法，通过自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质，可以任意选择匹配通讯介质建立通讯连接并完成信息传递，解决了现有的无线自组织网络只能在一种通讯介质中实现自组织网络组建，导致使用条件受限的技术问题，大大扩大了自组织网络组建的使用范围，且提高了自组织网络通讯的稳定性和可靠性。

可选地，步骤S103，选择至少一种匹配通讯介质建立通讯连接包括：

混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机判断匹配通讯介质中信号传递的功率大小；

通讯接口转换装置将主机上的通讯接口切换至匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口；

基于匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口建立通讯连接。

本实施例中通讯接口转换装置将主机上的通讯接口切换至匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口主要是通过软件的方法实现对匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口进行驱动，从而实现转换。

本实施例并不限于采用信号传递功率大小的优先级来选择匹配通讯介质，例如还可以根据信息传递距离优先级或信息传递时间优先级来设计相关的算法确定匹配通信介质。本实施例采用选择匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的匹配通讯介质作为建立通讯连接的匹配通讯介质，但本实施例不限于只选择匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的匹配通讯介质作为建立通讯连接的匹配通讯介质。具体地，本实施例可以根据实际需求，选择两种、甚至所有通讯接口所对应的通讯介质作为匹配通讯介质进行数据传输。也即本实施例可以根据具体传输要求，选择多种匹配通讯介质，实现对数据信息的同时传递。采用多种匹配通讯介质同时对数据信息进行传递的方法，可以有效保障数据传输的准确性和完整性，可以避免当出现某一匹配通讯介质传输效果不好，或者匹配通讯介质受到环境干扰时导致传输数据信息丢失所带来的问题，采用多种匹配通讯介质同时对数据信息进行传递保障了数据传输的完整性和准确性。

可选地，步骤S105，基于通讯链路完成数据信息传递包括：

混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机向附近匹配装置询问是否知道去目的地址路径；

若是则记录路径信息并将数据信息沿着路径信息传递，直至将数据信息传送到目的地；若否则将数据信息进行广播。

本实施例混合多跳移动自组织网络通讯装置在确定好匹配通讯介质以及建立通讯链路后便开始实现数据信息传递，装置在已经建立的通讯链路上，传送自我身份信息，并通过匹配的通讯装置以接力的方式，一跳一跳向前传递至其他装置，其他装置接收信息后，可记录该装置的身份信息，路径信息，便于后续通讯的路由选择。例如，当需要基于已经建立好的通讯链路完成移动节点A到移动节点D的数据通信时，A主机首先向附近匹配装置询问是否知道去移动节点D的路径，若A主机附近的匹配装置B知道去移动节点D的路径，则B反馈路径信息到A，A记录该路径信息并将数据信息沿着路径信息传递，直至将数据信息传送到移动节点D，若A主机附近的匹配装置不知道去移动节点D的路径，则A主机将数据信息进行广播，并将数据信息传送至A主机附近装置能够连接的其他装置，然后由这些装置负责进行路由转发。需要说明的是，当移动节点B完成到移动节点D的数据传递时，其具体过程和移动节点A一样，即B主机首先向附近匹配装置询问是否知道去移动节点D的路径，若B主机附近的匹配装置C知道去移动节点D的路径，则C反馈路径信息到B，B记录该路径信息并将数据信息沿着路径信息传递，直至将数据信息传送到移动节点D，若B主机附近的匹配装置不知道去移动节点D的路径，则B主机将数据信息进行广播，并将数据信息传送至C主机附近装置能够连接的其他装置，然后由这些装置负责进行路由转发。

由于采用本实施例的混合多跳移动自组织网络通讯装置具有多个通讯接口，其可以根据不同外界环境情况(例如有网、无网)实现不同通讯介质下的自组织网络组建，一方面实现了多种环境下的即时通信，另一方面通过对多个通讯接口进行适应性选择，可以使得自组网中的路由表的路径信息随着通讯介质转换而进行更新优化，从而优化了数据传输路径，提高了数据传输速率和传输效率。此外，采用本发明优选实施例的混合多跳移动自组织网络通讯装置可以实现采用不同通讯介质通讯的设备间网络的互联互通，实现起来方便快捷，提高了设备间通讯的稳定性和可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合多跳移动自组织网络通讯装置，其特征在于，包括：

设置于主机上的通讯接口，所述通讯接口包括LED光通讯接口(2)、对讲通讯接口(3)、车载无线通讯接口(4)、红外线通讯接口(5)中的至少任意两个；以及

通讯接口转换装置(1)，所述通讯接口转换装置(1)用于对所述主机的通讯接口进行转换；

所述LED光通讯接口(2)通过LED光通讯介质实现通讯，所述对讲通讯接口(3)通过对讲通讯介质实现通讯，所述车载无线通讯接口(4)通过车载无线通讯介质实现通讯，所述红外线通讯接口(5)通过红外线通讯介质实现通讯。

2.根据权利要求1所述的混合多跳移动自组织网络通讯装置，其特征在于，

所述通讯接口转换装置(1)为网关装置。

3.根据权利要求2所述的混合多跳移动自组织网络通讯装置，其特征在于，

所述网关装置与所述主机集成一体。

4.根据权利要求3所述的混合多跳移动自组织网络通讯装置，其特征在于，

所述混合多跳移动自组织网络通讯装置还至少包括WIFI通讯接口(6)、蓝牙通讯接口(9)、无线传感通讯接口(8)及NFC通讯接口(7)中的一种或者多种；

所述WIFI通讯接口(6)通过WIFI通讯介质实现通讯，所述蓝牙通讯接口(9)通过蓝牙通讯介质实现通讯，所述无线传感通讯接口(8)通过无线传感网络通讯介质实现通讯，所述NFC通讯接口(7)通过NFC通讯介质实现通讯。

5.根据权利要求4所述的混合多跳移动自组织网络通讯装置，其特征在于，

所述混合多跳移动自组织网络通讯装置还包括广播通讯接口(11)，所述广播通讯接口通过广播通讯介质实现通讯。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的混合多跳移动自组织网络通讯装置的通讯方法，其特征在于，包括：

所述混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机定时自动扫描附近匹配装置的匹配通讯介质；

选择至少一种所述匹配通讯介质建立通讯连接，从而形成通讯链路。

基于所述通讯链路完成数据信息传递。

7.根据权利要求6所述的通讯方法，其特征在于，选择至少一种所述匹配通讯介质建立通讯连接包括：

所述混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机判断所述匹配通讯介质中信号传递的功率大小；

所述通讯接口转换装置(1)将所述主机上的通讯接口切换至所述匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口；

基于所述匹配通讯介质中信号传递功率最大对应的通讯接口建立通讯连接。

8.根据权利要求7所述的通讯方法，其特征在于，基于所述通讯链路完成数据信息传递包括：

所述混合多跳移动自组织网络通讯装置的主机向所述附近匹配装置询问是否知道去目的地址路径；

若是则记录路径信息并将所述数据信息沿着所述路径信息传递，直至将所述数据信息传送到目的地；若否则将所述数据信息进行广播。

9.根据权利要求8所述的通讯方法，其特征在于，

所述数据信息还包括所述混合多跳移动自组织网络通讯装置的身份信息。