CN114666396B - 节点控制方法、主控节点及节点 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种节点控制方法、主控节点及节点，能够支持和适用于近距离、多节点、节点热插拔、一进多出、快速感知节点接入、低成本的应用场景。本申请实施例中，节点系统的通讯协议无需根据应用场景进行更新或者改进，即节点可任意添加到节点系统，或者节点系统也可根据用户的使用需求删除节点，实现节点系统的多节点配置以及节点的热插拔和节点接入的快速感知，并且每个节点的任意一条边都可以作为信息接收的通道以及其他多条边都可以作为信息发送的通道，数据在节点内实现一进多出，使得节点系统可支持和适用于近距离、低成本的应用场景。

Description

节点控制方法、主控节点及节点

技术领域

本申请实施例涉及物联网领域，具体涉及一种节点控制方法、主控节点及节点。

背景技术

根据信号传输方式可将通讯协议分为有线通讯协议和无线通讯协议。无线通讯协议，数据发送方与数据接收方之间未通过线缆进行通信连接，属于空中数据传输，典型的无线通讯协议如蓝牙技术、无线局域网802.11(Wi-Fi)、红外线数据传输(IrDA)、ZigBee、超宽频、短距通信、WiMedia、GPS、DECT、无线1394等等。有线通讯协议，数据收发双方通过线缆通讯连接，稳定性、实时性会比无线通讯协议要高，典型的有线通讯协议如IIC、标准串口、SPI、RS485、RS232、Modbus、KNX等。

通讯协议种类繁多，其应用场景亦是，开发人员需要根据当前系统的应用场景需要，选择最为合适的通讯协议。当应用场景略微不符合时，我们可以采用变种的协议。但是，当出现一种完全无法使用已有通讯协议的应用情景时，开发人员只有改变应用场景或者自定义一种适应于当前应用场景的专用协议，例如节点可随时添加的场景、多节点接入的场景等，而现有的通讯协议难以支持和适用于近距离、多节点、节点热插拔、一进多出、快速感知节点接入、低成本的应用场景。

发明内容

本申请实施例提供了一种节点控制方法、主控节点及节点，能够支持和适用于近距离、多节点、节点热插拔、一进多出、快速感知节点接入、低成本的应用场景。

本申请实施例第一方面提供了一种节点控制方法，所述方法应用于主控节点，所述主控节点与多个节点中的一级节点通讯连接，所述多个节点中每个等级的节点与前一等级的节点通讯连接；

所述方法包括：

向所述一级节点发送读请求，以使得所述多个节点的各节点分别向各自的下级节点转发读请求，并分别将本节点的节点数据以及各自的下级节点的节点数据发送至各自的上级节点；

接收所述一级节点响应所述读请求而返回的所述多个节点的节点数据；

根据所述多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态；

根据所述多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

向所述一级节点发送携带所述各级节点的节点控制数据的写请求，以使得所述一级节点向其下级节点转发写请求，所述一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时所述一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能。

本申请实施例第二方面提供了一种节点控制方法，多个节点中每个等级的节点与前一等级的节点通讯连接，所述多个节点中的一级节点与主控节点通讯连接；

所述方法包括：

所述一级节点接收所述主控节点发送的读请求，响应所述读请求而获取本节点的节点数据，并向其下级节点转发读请求；

所述一级节点之后的各级节点响应于各自接收到的读请求，分别向各自的下级节点转发读请求并分别获取本节点的节点数据，并向各自的上级节点发送本节点获取的节点数据以及各自的下级节点的节点数据；

所述一级节点响应所述读请求，向所述主控节点返回所述多个节点的节点数据，以使得所述主控节点根据所述多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，以及根据所述多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

所述一级节点接收所述主控节点发送的携带所述各级节点的节点控制数据的写请求，并向其下级节点转发写请求，所述一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时所述一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能。

本申请实施例第三方面提供了一种主控节点，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述第一方面的方法。

本申请实施例第四方面提供了一种节点，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述第二方面的方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

节点系统的通讯协议无需根据应用场景进行更新或者改进，即节点可任意添加到节点系统，或者节点系统也可根据用户的使用需求删除节点，实现节点系统的多节点配置以及节点的热插拔和节点接入的快速感知，并且每个节点的任意一条边都可以作为信息接收的通道以及其他多条边都可以作为信息发送的通道，数据在节点内实现一进多出，使得节点系统可支持和适用于近距离、低成本的应用场景。

附图说明

图1为本申请实施例中节点系统一种系统架构示意图；

图2为本申请实施例中主控节点与节点一个结构示意图；

图3为本申请实施例中节点控制方法一个流程示意图；

图4为本申请实施例中节点控制数据一种定义格式示意图；

图5为本申请实施例中目标通讯协议的数据格式一种格式示意图；

图6为本申请实施例中节点系统内部的节点连接方式一种示意图；

图7为本申请实施例中节点控制方法另一流程示意图；

图8为本申请实施例中快速转发策略与普通转发策略的效果对比示意图；

图9为相关技术方案中环形拼接问题的示意图；

图10为本申请实施例中节点系统另一系统架构示意图；

图11为本申请实施例中主控节点与多个节点的通讯流程示意图；

图12为本申请实施例中主控节点一个结构示意图；

图13为本申请实施例中节点一个结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种节点控制方法、主控节点及节点，能够支持和适用于近距离、多节点、节点热插拔、一进多出、快速感知节点接入、低成本的应用场景。

请参阅图1，本申请实施例中节点系统的系统架构包括：

主控节点及多个节点；

其中，节点系统的该多个节点可划分出多个等级，与主控节点通讯连接的节点为一级节点，与一级节点通讯连接的节点为二级节点，与二级节点通讯连接的节点为三级节点，以此类推，可对该多个节点划分出多个等级。因此，主控节点与该多个节点中的一级节点通讯连接，该多个节点中每个等级的节点与前一等级的节点通讯连接。

该多个节点中每个等级可包括至少一个节点，例如，如图所示，与主控节点通讯连接的一级节点包括1个节点，与一级节点通讯连接的二级节点包括2个节点，与二级节点通讯连接的节点包括4个节点。

本申请实施例的节点系统可以是任意的多个节点拼接而成且相连接的节点之间可实现通信交互和数据传输的系统，例如可以是拼接灯具系统。以拼接灯具系统为例，其包括主控节点和多个灯节点，每个灯节点在空间结构上可以是任意的结构形状，如图示的六边形，当然也可以是其它形状，如三角形、菱形、正方形、条状、球形等平面图形或者立体图形。

拼接灯具系统中灯节点之间以及主控节点与一级灯节点之间可使用线缆进行通讯连接，例如可使用一根线缆进行通讯连接。主控节点为整个系统的控制器，控制了协议数据的收发。一种通讯方式是，灯节点之间或者主控节点与一级灯节点之间可以是单线连接、双向通讯，并且以约定好的特定的高低电平作为通讯交互手段，从而实现数据在拼接灯具系统内的自动转发。

并且，节点系统的多个节点中任意节点的一条边可作为接收上级节点下发的信息的通道，且该任意节点的其他边可作为向下级节点下发信息的通道，实现数据在节点内一进多出的技术效果。

在拼接灯具系统中，灯节点的形状不同，其信息处理方式也会不同。例如，如图1所示，若主控节点发出指令，则一级灯节点的六条边中与主控节点接触的边为输入边，而一级灯节点的其他边会作为信息输出边，即主控节点向一级灯节点发送指令或者数据时将通过一级灯节点的输入边的线缆输入给一级灯节点，而一级灯节点向其下级灯节点发送的数据或者指令，将通过与下级灯节点接触的输出边的线缆输出给下级灯节点。

请进一步参照图2，灯节点可由协议收发模块/核心控制器、LED模块、传感器模块等模块组成，其中，协议收发模块/核心控制器有数据处理、协议收发控制等功能；LED模块用于调节灯节点的发光效果以及控制发光；传感器模块可包括按键、红外线感应器、触控屏、手势感应器等具有传感器功能的组件，用于感应用户的触发或者获取环境参数，例如感知用户的手势、采集环境温度、感知人体体温以检测附近是否有人等等。此外，可选地，灯节点也可配置角度传感器，获取角度传感器所采集的本节点与其他灯节点之间的连线与重力方向形成的角度，该角度可传输至主控节点以便于主控节点处理该角度数据。

至于主控节点，其可由核心控制器、网络模块、协议收发模块、传感器模块等模块组成，其中，核心控制器用来处理各方数据，并可控制协议收发模块、网络模块、传感器模块等模块的运行，以使各模块执行相应的动作；网络模块用来与手机、平板电脑等终端进行通讯，实现数据收发；协议收发模块作为主控节点与节点通讯的桥梁，通过网络模块可接收节点发送的数据或者向节点发送指令和数据。传感器模块可包括按键、红外线感应器、触控屏、手势感应器、重力感应器等具有传感器功能的组件，可通过重力识别主控节点的朝向，也可以采集外界的温湿度、声音的大小等环境参数，相当于多种传感器功能的集合。

上述提到的各模块，其具体的硬件形式可以是芯片、电子电路、功能集合体等，本申请对各模块的硬件形式不作限定。

同时，节点系统的电源模块可为主控节点和各节点的运行提供电力支持，其具体可以是绿色电源模块、开关电源模块、UPS、变频器电源等类型的电源模块。

本申请实施例中，主控节点可以是手机、控制器、平板电脑等控制终端，也可以是灯节点，即节点系统中的某个灯节点作为主控节点来对整个系统的运行进行控制，并且作为主控节点的灯节点也具有与普通灯节点同样的功能，即主控节点基于计算机程序执行发光操作以及对节点系统的多个节点中其他灯节点的控制操作，实现根据指令发光以及调节其他灯节点的发光效果等功能，同时，主控节点是多个灯节点中的一个，使得整个拼接灯具系统看起来更加简洁，不会因为主控节点与其他灯节点存在外观上的区别而显得突兀，从而提升产品外观视觉美感。本申请实施例对主控节点的存在形式不作限定。

下面结合图1节点系统的系统架构以及图2所示的主控节点和节点的结构，对本申请实施例中的节点控制方法进行描述：

请参阅图3，本申请实施例中节点控制方法一个实施例包括：

301、向一级节点发送读请求，以使得多个节点的各节点分别向各自的下级节点转发读请求，并分别将本节点的节点数据以及各自的下级节点的节点数据发送至各自的上级节点；

本实施例的方法可应用于图1和图2所示的主控节点。其中，主控节点向一级节点下发的读请求，以及节点系统中每个等级的节点向各自的下级节点发送的读请求，均是用于请求读取下级节点的节点数据。因此，各节点收到上级节点（一级节点的上级节点为主控节点）的读请求时，将获取本节点的节点数据，并向各自的上级节点发送本节点获取的节点数据。也就是说，各节点会接收到各自下级节点所发送的各自下级节点的节点数据，因此，各节点也将向各自的上级节点发送本节点的下级节点的节点数据。其中，本节点的节点数据与本节点的下级节点的节点数据可同时发送给本节点的上级节点，也可以分开发送，此处不作限定。

302、接收一级节点响应读请求而返回的该多个节点的节点数据；

由于节点系统中各节点的节点数据都会发送给上级节点，并且各节点的下级节点的节点数据也会发送给上级节点，因此，节点系统中每个节点的节点数据最终会汇总到一级节点，进而一级节点可响应主控节点的读请求，将节点系统中所有节点的节点数据返回给主控节点，则主控节点可获取到节点系统中每个节点的节点数据。

303、根据该多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态；

本实施例中，节点的位置信息用于表示节点系统中每个节点之间的拼接关系以及每个节点在节点系统中的位置；节点触发状态用于表示节点是否被触发，即是否被用户的手势触发，或者被用户的触控操作触发等等。

其中，节点数据包括节点的边所连接的另一节点以及节点的状态信息，则根据该多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，其具体实施方式可以是，根据每个节点的边所连接的节点确定相连接的节点，以及根据每个节点所相连接的节点确定该多个节点的拼接关系图，从拼接关系图确定每个节点的位置信息，并根据节点的状态信息确定每个节点的节点触发状态，节点触发状态可以表示节点是否被触发、触发节点发出某一种颜色的光以及发光时间等表示触发节点的发光状态的信息。

在一种优选的实施方式中，主控节点可配置有角度传感器，该角度传感器可采集主控节点与一级节点之间的连线与重力方向形成的角度，因此，主控节点可获取角度传感器采集的该角度的数据，并向连接主控节点的终端发送该角度，以使终端根据该角度显示拼接灯具的灯节点拼接关系图。

例如，主控节点与一级节点之间连线与重力方向的夹角为0°，表示一级节点在主控节点的正下方；该夹角为90°，表示一级节点在主控节点的正右方向或者正左方向；该夹角为180°，表示一级节点在主控节点的正上方。因此，可根据主控节点与一级节点之间连线与重力方向的夹角确定节点系统中多个节点相对于主控节点的方向，便于终端根据该方向绘制节点系统的拼接关系图，从终端便可看到拼接灯具实际的灯节点布局，实现的效果。

304、根据该多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

本实施例一种实施方式中，节点系统具体可以是拼接灯具系统，则节点系统的节点可包括拼接灯具中的灯节点。因此，主控节点根据每个节点的节点信息和节点触发状态所生成的各级节点的节点控制数据定义了节点的颜色变化、变化时间、变化方式等信息，可包括节点配置数据、时间变化数据以及灯光控制数据。其中，节点配置数据用于表示灯节点的颜色循环状态、使能状态以及版本信息；时间变化数据用于表示灯节点的发光状态随时间变化的变化状况；灯光控制数据用于表示灯节点的发光颜色信息。

例如，如图4所示，假设灯节点的颜色循环可以是在红色光和蓝色光之间循环发光，则可用任意值来表示灯节点的颜色循环状态，如用0值表示颜色不循环的状态，用1值表示颜色循环的状态；灯节点的使能状态即用于表示节点控制数据是否控制灯节点的运行，同样可用任意值来表示使能状态，如用0值表示不使能状态，即节点控制数据不能控制灯节点运行，用1值表示使能状态，即节点控制数据可控制灯节点运行；同样可使用任意值来表示灯节点的版本信息。时间变化数据可以是任意值，可预先定义时间刻度以及时间变化范围，时间变化数据就是该时间变化范围中的一个值，例如时间刻度可以是50毫秒，而时间变化数据为10，则时间变化数据乘以时间刻度为500毫秒，表示灯节点将在500毫秒内改变发光状态。

同理，灯光控制数据可以是任意值，不同值表示不同发光颜色，如可预先定义灯节点的发光颜色的变化范围，如以十六进制表示变化范围00至ff，假设灯光控制数据的值为ff 00 00 00 00，分别对应图4所示的表格中R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）、C（冷白光）、W（暖白光），将其转换为十进制值为255 0 0 0 0，即255这一数值对应红光，且其余颜色的值均为0，则可确定此灯光控制数据将控制灯节点发出红色光。

需要说明的是，图4所示的节点控制数据以及基于图4表格所列举的例子仅仅是为了对节点控制数据进行示例性说明，本申请实施例对节点控制数据的具体值以及内容不作限定，只要节点控制数据能够表示出对灯节点的各项运行参数的控制情况即可。

305、向一级节点发送携带各级节点的节点控制数据的写请求，以使得一级节点向其下级节点转发写请求，一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能；

在生成各节点的节点控制数据之后，主控节点可将各节点的节点控制数据封装在写请求中并将写请求发送至一级节点，一级节点也会向下级节点转发写请求，一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求。同时，节点系统的各节点接收到写请求时，分别从写请求中提取出本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能，例如灯节点将根据节点控制数据发出亮光，发光时间和发光亮度等发光状态将根据节点控制数据进行调节和控制。

本实施例中，主控节点与一级节点之间以及该多个节点中各级节点之间基于目标通讯协议进行通讯连接，该目标通讯协议包括：

语法，包括数据格式、编码和信号等级。其中，数据格式为至少一个起始位、至少一个数据位以及至少一个停止位，其格式可以是如图5所示的数据格式。读请求的信号等级为至少一个时基的低电平和至少一个时基的高电平，写请求的信号等级为至少一个时基的低电平和至少一个时基的高电平，例如读请求的信号等级可以是4个时基的低电平6个单元的高电平，写请求的信号等级可以是2个时基的低电平8个单元的高电平。

语义，包括该多个节点的各节点之间的拼接关系数据以及上述的节点控制数据，拼接关系数据用于表示各节点之间的拼接关系以及各节点的形状、各节点的传感器信息。例如，拼接关系数据可包括任意值，如定义值0000对应三角形，值0001对应正方形，值0010对应六边形，当灯节点的拼接关系数据包括值0010时，表示该灯节点的形状为六边形；或者是，定义拼接关系数据中的特定值表示灯节点的边，则可通过识别拼接关系数据中的值来确定灯节点的边，以及确定各灯节点中与周围灯节点连接的边；而传感器信息同样可以采用特定的值来表示灯节点的各类传感器，如以值00表示灯节点中的红外线感应器，以数值表示灯节点中的温度传感器，如数值256表示温度传感器采集到的温度25.6℃，等等。

时序，包括主控节点与一级节点之间的通讯顺序以及该多个节点中各级节点之间的通讯顺序。

举例来说，如图6所示，当控制器（即主控节点）每100ms发出一次读请求时，节点2可接收到该读请求，并向控制器返回其存储的拼接关系数据，同时向下级节点3、5、1依次转发读请求，同时也能收到各下级节点发送的各下级节点的拼接关系数据，节点2将这些数据存储后，这些数据也是下一次收到控制器发送的读请求时需要回复给控制器的数据。同时，节点3、5、1也会向下转发读请求，以此重复上述操作。此时控制器已经获得了各节点的拼接关系数据，即可获得每个节点的地址（即位置）。需要注意的是，控制器会从拼接关系数据提取相关信息，并在软件上为每个节点分配节点地址，便于后续通讯。

下面将在前述图3所示实施例的基础上，结合图1节点系统的系统架构以及图2所示的主控节点和节点的结构，进一步详细地描述本申请实施例。请参阅图7，本申请实施例中节点控制方法另一实施例包括：

701、一级节点接收主控节点发送的读请求，响应读请求而获取本节点的节点数据，并向其下级节点转发读请求；

702、一级节点之后的各级节点响应于各自接收到的读请求，分别向各自的下级节点转发读请求并分别获取本节点的节点数据，并向各自的上级节点发送本节点获取的节点数据以及各自的下级节点的节点数据；

与图3所示实施例类似，节点系统上电之后，主控节点向一级节点发送读请求，一级节点接收主控节点发送的读请求，响应读请求而获取本节点的节点数据，并向其下级节点转发读请求。

而一级节点之后的各级节点响应于各自接收到的读请求，分别向各自的下级节点转发读请求并分别获取本节点的节点数据，并向各自的上级节点发送本节点获取的节点数据以及各自的下级节点的节点数据。

703、一级节点响应读请求，向主控节点返回该多个节点的节点数据，以使得主控节点根据该多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，以及根据该多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

由于节点系统中各节点均会向各自的上级节点发送本节点的节点数据以及下级节点的节点数据，因此最终一级节点可接收到节点系统除了主控节点之外所有节点的节点数据，则一级节点可响应主控节点的读请求，向主控节点返回节点系统的该多个节点的节点数据，以便于主控节点根据该多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，以及根据该多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据。其中，节点数据包括节点形状、节点的拼接关系数据及节点的状态信息，其中拼接关系数据用于表示节点的边所连接的另一节点，节点的状态信息用于表示节点的触发状态。节点数据、节点的位置信息和节点触发状态以及节点控制数据的具体内容和含义在图3所示实施例均有详细描述，此处不再赘述。

704、一级节点接收主控节点发送的携带各级节点的节点控制数据的写请求，并向其下级节点转发写请求，一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能；

本实施例中，可采取快速转发策略来进行数据传输，即该多个节点中上级节点向下级节点发送写请求的步骤可包括：

上级节点从接收到的写请求中获取本节点和下级节点的节点数据，并从本节点和下级节点的节点数据提取本节点的节点数据，将下级节点的节点数据封装于写请求中并向下级节点发送本节点封装的写请求。

在普通转发的情况中，上级节点接收到多个节点的节点控制数据时，会首先对节点控制数据进行解析，从解析后的节点控制数据中获取本节点的节点控制数据，再将剩余的节点控制数据发送给下级节点。而本申请实施例的快速转发策略中，上级节点从接收到的写请求中获取本节点和下级节点的节点数据，并不立即进行数据解析，而是从本节点和下级节点的节点数据提取本节点的节点数据，再将剩余的节点控制数据（即下级节点的节点数据）封装于写请求中并向下级节点发送本节点封装的写请求，之后再对本节点的节点数据进行解析。

如图8所示，假设主控需要发送5个节点的节点控制数据。普通转发时，节点一接收到这5个节点的节点控制数据时，需要解析出每个节点的节点控制数据，再从中提取本节点的节点数据，再将剩余的节点控制数据发送给节点二，节点二同样需要解析数据并提取自己的节点控制数据，再向节点三发送剩余节点控制数据，以此类推，直到节点五获取到自己的节点控制数据，假设解析1个节点的节点控制数据需花费时间为a秒，普通转发时全程总共会产生15次解析操作，则全程需要花费15a秒的时间。而快速转发时，节点一接收到这5个节点的节点控制数据时，仅提取自己的节点控制数据，剩余4个节点的节点控制数据发送给节点二，节点二也仅提取自己的节点控制数据，剩余3个节点的节点控制数据发送给节点三，以此类推，直到节点五获取到自己的节点控制数据，由于每个节点仅解析自己的节点控制数据，因此全程只会产生5次解析操作，则全程只需花费5a秒的时间。

显然，相比于普通转发，本实施例的快速转发策略不会让数据解析的过程耽误节点控制数据向下级节点转发，因而可以让数据的发送更加快捷，节点之间的信息交互更加快速高效，使得节点系统能够快速高效地响应用户的指令，提升用户使用体验。

此外，也可采取主机通讯口不变策略来实现各节点之间数据和指令的收发，具体方式是，该多个节点的每个节点具有至少一个通讯口，且每个节点使用本节点的通讯口接收上级节点发送的数据，该多个节点中下级节点接收上级节点发送的数据的步骤包括：

下级节点将本节点第一次接收到数据时所使用的通讯口确定为主机通讯口，若主机通讯口能够周期性接收上级节点发送的数据，则将本节点除了主机通讯口之外的其他通讯口所接收到的数据忽略，仅使用主机通讯口接收该上级节点发送的数据，直至主机通讯口在一个预设时间段内无法接收该上级节点发送的数据时，该下级节点从本节点的所有通讯口中重新确定主机通讯口。

如图9所示，当节点1接收到数据时，根据协议规则节点1将依次发送给节点2、3发送数据，而节点2接收到数据时，直接转发给节点3的时间与节点1与节点3通讯的时间是没办法把控的，这就导致节点3可能会首先收到节点2发送的数据，也可能首先收到节点1发送的数据，节点3会立即处理最先收到的数据，假设用户想让节点3根据节点2发送的数据进行节点运行控制，但是节点3却最先接收到节点1发送的数据并优先根据节点1发送的数据控制本节点的运行，这显然违背了用户的使用想法，给用户带来不好的使用体验。上述技术问题即为环形拼接问题。

为解决环形拼接问题，本实施例采取主机口不变策略， 即假设节点3第一次接收到数据时所使用的通讯口为与节点2连接的通讯口，则将与节点2连接的通讯口确定为主机通讯口，若该主机通讯口能够周期性接收节点2发送的数据，则将本节点除了该主机通讯口之外的其他通讯口（例如与节点1连接的通讯口）所接收到的数据忽略，仅使用主机通讯口接收节点2发送的数据，直至主机通讯口在一个预设时间段内无法接收节点2发送的数据时，节点3将继续从本节点的所有通讯口中重新确定主机通讯口。因此，本实施例的主机口不变策略可有效解决环形拼接问题，可有效解决端口数据接收的冲突问题。

举例来说，如图6所示，当需要发送数据时，控制器会根据每个节点的地址、每个节点的节点控制数据等拼出一条发送数据，用于下发控制，其数据格式类似于：写请求+节点2+节点3+节点6+节点5+…+节点n。当节点2收到此数据后，其会得到自己的节点控制数据（此节点控制数据可以是发光参数、控制节点重启、复位等等），此时节点2将会根据自己记录的拼接关系数据将剩余数据（节点2+节点3+节点6+节点5+…+节点n）分段为：写请求+节点3+节点6 +…+节点n、写请求+节点5+节点4 +…+节点n、写请求+节点1 +…+节点n等等，并向下级节点转发，下级节点收到数据后重复上述动作。

在此过程中，上级节点向下级节点发送写请求时可采取上述的快速转发策略进行数据和指令的收发，而下级节点接收上级节点发送的数据时可采取上述的主机通讯口不变策略来实现各节点之间数据和指令的收发。

本申请实施例中，当接收到对节点系统中多个节点中的目标节点的删除指令时，该目标节点的上级节点解除与该目标节点的通讯连接；或者，当接收到将新节点添加至该多个节点中目标节点的下级节点的节点接入指令时，该目标节点建立与该新节点的通讯连接。因此，节点系统只要在有新节点接入时便可快速感知并建立通讯连接，实现节点快速感知接入，同时节点的删除和添加也十分便捷，响应速度快，能够最大化支持节点热插拔。

下面将结合上述各实施例，进一步从整体上描述本申请实施例，请参阅图10和图11，如图所示，主控节点通过一根线缆连接到1号节点，两者的连接边会成为0号边，其会逆时针分别定义其他边为1、2、3…，2号节点与1号节点相连，两者的边为2号节点的0号边，2号节点也会逆时针定义其他边为1、2、3…，其他节点同理。

在系统上电时，0时刻主控节点会发送一个读请求，1号会立刻返回主控节点其周围无节点连接的信息，之后会以逆时针的顺序逐个转发读请求，轮询1至5这5条边，即分别向这5条边的每一条转发读请求，当查询到2号边时，2号节点会返回响应信息，此时1号节点就知道2号边连接了节点2，继续查询3号边，4号节点返回响应信息，此时1号节点就知道了2、3号边有节点存在。明确了1号节点与主控节点之间的拼接关系之后，主控节点将给1号节点分配地址。

间隔T时段后，当主控节点再次发送读请求时，1号节点立刻上报其各边的连接信息，即上次查询后已存储的2、3号边有节点连接这一信息。明确了1号节点与2号和4号节点之间的拼接关系之后，主控节点将给这3个节点分配地址。

间隔2T时段后，主控节点再次发送读请求，过程如上述流程，2号节点会知道3号节点的存在，4号节点会知道5号节点的存在。这时候主控节点可明确1号至5号节点之间的拼接关系，可根据这5个节点的拼接关系数据，按照顺序给这5个节点分配地址，并且可根据这5个节点的地址构建节点拼接关系图，用户可看到节点之间的拼接关系。

间隔3T时段以及以后的时期中，主控节点再次发送读请求时，节点的拼接数据将不变，但是实际流程类似以上叙述的流程。

本申请实施例可应用在多种场景，一种场景可以是，通过节点上报的数据和传感器模块确定了拼接图形与整体图形方向后，手机下发音乐指令，网络模块接收后通知核心处理器，核心处理器通过声音采集传感器获得外界声音，通过内部集成的算法生成调光数据，再使用协议收发模块通知到第一个节点，之后节点自动转发数据，各个节点进行相应的调光动作。

另一场景可以是，通过节点上报的数据和传感器模块确定了拼接图形与整体图形方向后，通过手机、遥控器、主控上的按键下发开始打地鼠游戏，主控节点发送随机点亮某一个灯数据，各级节点转发后找到相应的灯并亮起，当人拍打或触摸到该灯后，该灯上报触发情况发生，主控得知后，随机点亮下一个灯，结束后可将成绩数据上报至手机可查看成绩。

本申请实施例中，节点系统的通讯协议无需根据应用场景进行更新或者改进，即节点可任意添加到节点系统，或者节点系统也可根据用户的使用需求删除节点，应用场景的不断变化并不会导致开发人员需要频繁地更新和改动节点系统的通讯协议，为开发人员的工作带来极大的便利，减轻开发人员的工作负担。

下面对本申请实施例中的主控节点进行描述，请参阅图12，本申请实施例中主控节点一个实施例包括：

该主控节点1200可以包括一个或一个以上中央处理器（central processingunits，CPU）1201和存储器1205，该存储器1205中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。

其中，存储器1205可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器1205的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对主控节点中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1201可以设置为与存储器1205通信，在主控节点1200上执行存储器1205中的一系列指令操作。

主控节点1200还可以包括一个或一个以上电源1202，一个或一个以上有线或无线网络接口1203，一个或一个以上输入输出接口1204，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM, LinuxTM，FreeBSDTM等。

该中央处理器1201可以执行前述图3所示实施例中主控节点所执行的操作，具体此处不再赘述。

下面对本申请实施例中的主控节点进行描述，请参阅图13，本申请实施例中主控节点一个实施例包括：

该主控节点1300可以包括一个或一个以上中央处理器（central processingunits，CPU）1301和存储器1305，该存储器1305中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。

其中，存储器1305可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器1305的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对主控节点中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1301可以设置为与存储器1305通信，在主控节点1300上执行存储器1305中的一系列指令操作。

主控节点1300还可以包括一个或一个以上电源1302，一个或一个以上有线或无线网络接口1303，一个或一个以上输入输出接口1304，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM, LinuxTM，FreeBSDTM等。

该中央处理器1301可以执行前述图7所示实施例中主控节点所执行的操作，具体此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，read-onlymemory）、随机存取存储器（RAM，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (14)

1.一种节点控制方法，其特征在于，所述方法应用于主控节点，所述主控节点与多个节点中的一级节点通讯连接，所述多个节点中每个等级的节点与前一等级的节点通讯连接；

所述方法包括：

向所述一级节点发送读请求，以使得所述多个节点的各节点分别向各自的下级节点转发读请求，并分别将本节点的节点数据以及各自的下级节点的节点数据发送至各自的上级节点；

接收所述一级节点响应所述读请求而返回的所述多个节点的节点数据；

根据所述多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态；

根据所述多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

向所述一级节点发送携带所述各级节点的节点控制数据的写请求，以使得所述一级节点向其下级节点转发写请求，所述一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时所述一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点包括拼接灯具中的灯节点；

所述节点控制数据包括节点配置数据、时间变化数据以及灯光控制数据；

其中，所述节点配置数据用于表示所述灯节点的颜色循环状态、使能状态以及版本信息；

所述时间变化数据用于表示灯节点的发光状态随时间变化的变化状况；

所述灯光控制数据用于表示灯节点的发光颜色信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主控节点与所述一级节点之间以及所述多个节点中各级节点之间基于目标通讯协议进行通讯连接，所述目标通讯协议包括：

语法，包括数据格式、编码和信号等级，其中所述数据格式为至少一个起始位、至少一个数据位以及至少一个停止位，读请求的信号等级为至少一个时基的低电平和至少一个时基的高电平，写请求的信号等级为至少一个时基的低电平和至少一个时基的高电平；

语义，包括所述多个节点的各节点之间的拼接关系数据以及所述节点控制数据，所述拼接关系数据用于表示各节点之间的拼接关系以及各节点的形状、各节点的传感器信息；

时序，包括所述主控节点与所述一级节点之间的通讯顺序以及所述多个节点中各级节点之间的通讯顺序。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点数据包括节点的边所连接的另一节点以及节点的状态信息；

所述根据所述多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，包括：

根据每个节点的边所连接的节点确定相连接的节点，以及根据每个节点所相连接的节点确定所述多个节点的拼接关系图，从所述拼接关系图确定每个节点的位置信息；

根据节点的状态信息确定每个节点的节点触发状态。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述主控节点配置有角度传感器；所述方法还包括：

获取所述角度传感器采集的所述一级节点与所述主控节点之间的连线与重力方向形成的角度；

向连接所述主控节点的终端发送所述角度，以使所述终端根据所述角度显示所述拼接灯具的灯节点拼接关系图。

6.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述主控节点为所述多个节点中的灯节点，所述主控节点基于计算机程序执行发光操作以及对所述多个节点中其他灯节点的控制操作。

7.一种节点控制方法，其特征在于，多个节点中每个等级的节点与前一等级的节点通讯连接，所述多个节点中的一级节点与主控节点通讯连接；

所述方法包括：

所述一级节点接收所述主控节点发送的读请求，响应所述读请求而获取本节点的节点数据，并向其下级节点转发读请求；

所述一级节点之后的各级节点响应于各自接收到的读请求，分别向各自的下级节点转发读请求并分别获取本节点的节点数据，并向各自的上级节点发送本节点获取的节点数据以及各自的下级节点的节点数据；

所述一级节点响应所述读请求，向所述主控节点返回所述多个节点的节点数据，以使得所述主控节点根据所述多个节点的节点数据确定每个节点的位置信息和节点触发状态，以及根据所述多个节点中每个节点的节点信息和节点触发状态生成各级节点的节点控制数据；

所述一级节点接收所述主控节点发送的携带所述各级节点的节点控制数据的写请求，并向其下级节点转发写请求，所述一级节点之后的各级节点响应于接收到的写请求，分别向各自的下级节点转发写请求，同时所述一级节点及其之后的各级节点分别从接收到的写请求中提取本节点的节点控制数据，并各自根据本节点的节点控制数据执行对应的操作功能。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个节点中上级节点向下级节点发送写请求的步骤包括：

所述上级节点从接收到的写请求中获取本节点和下级节点的节点数据，并从所述本节点和下级节点的节点数据提取本节点的节点数据，将下级节点的节点数据封装于写请求中并向下级节点发送本节点封装的写请求。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个节点的每个节点具有至少一个通讯口，每个节点使用本节点的通讯口接收上级节点发送的数据；

所述多个节点中下级节点接收上级节点发送的数据的步骤包括：

所述下级节点将本节点第一次接收到数据时所使用的通讯口确定为主机通讯口，若所述主机通讯口能够周期性接收上级节点发送的数据，则将本节点除了所述主机通讯口之外的其他通讯口所接收到的数据忽略，仅使用所述主机通讯口接收上级节点发送的数据，直至所述主机通讯口在一个预设时间段内无法接收上级节点发送的数据时，所述下级节点从本节点的所有通讯口中重新确定主机通讯口。

10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述节点数据包括节点形状、节点的拼接关系数据及节点的状态信息，其中所述拼接关系数据用于表示节点的边所连接的另一节点，所述节点的状态信息用于表示节点的触发状态。

11.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当接收到对所述多个节点中目标节点的删除指令时，所述目标节点的上级节点解除与所述目标节点的通讯连接；或者，

当接收到将新节点添加至所述多个节点中目标节点的下级节点的节点接入指令时，所述目标节点建立与所述新节点的通讯连接。

12.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述多个节点中任意节点的一条边作为接收上级节点下发的信息的通道，且所述任意节点的其他边作为向下级节点下发信息的通道。

13.一种主控节点，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。

14.一种节点，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至12中任一项所述的方法。

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