CN111343700A - 无线传感网络通信方法 - Google Patents

Abstract

一种无线传感网络通信方法，包括：通过代理接口发布备份装置信息的订阅；接收传感数据；当侦测到与主回程相关的网络断线事件时，通过代理接口发布网络断线事件；根据订阅发布网络断线事件的结果，通过代理接口接收备份装置信息并选择选取装置标识符；用表头封装传感数据，表头具有与选取装置标识符相关的传送目的地；当发生网络断线事件时，根据传送目的地传输传感数据以进行数据记录，而不是通过主回程传输。

Description

无线传感网络通信方法

技术领域

本发明关于一种计算机技术，尤指一种无线传感网络的通信方法。

背景技术

随着智能家居的火热发展，各种无线技术也开始应运而生，其中ZigBee无线组网技术就是其中一种。ZigBee无线组网技术具有低功耗、低成本、多节点等优点而被多数方案厂商应用在智能家居中。ZigBee无线组网技术中一般包括协调器(由网关构成)及复数传感器节点，而所述传感器节点一般是藉由电池来进行供电。怎样合理利用电池电量，使得传感器节点能尽可能工作更长的时间是急需克服的一个技术难题。

发明内容

有鉴于此，本说明书提供了一种用于无线传感网络中的网关装置和协调器的故障转移方法。

本发明实施例揭露一种无线传感网络通信方法，包括：通过代理接口发布备份装置信息的订阅；接收传感数据；当没有网络断线事件发生时，通过主回程传输上述传感数据以进行数据记录；侦测与上述主回程相关的网络断线事件；当侦测到与上述主回程相关的网络断线事件时，通过上述代理接口发布上述网络断线事件；根据订阅发布上述网络断线事件的结果，通过上述代理接口接收第一备份装置能力讯息和第二备份装置能力讯息以作为备份装置信息，其中，上述第一备份装置能力讯息和上述第二备份装置能力讯息分别包括装置标识符，计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度，上述第一备份装置能力讯息具有第装置标识符，上述第二备份装置能力讯息具有第二装置标识符；根据上述第一备份装置能力讯息和上述第二备份装置能力讯息，从上述第一装置标识符和上述第二装置标识符中选择一选取装置标识符；用表头封装上述传感数据，其中上述表头具有与上述选取装置标识符相关的传送目的地；以及当发生上述网络断线事件时，根据上述传送目的地传输上述传感数据以进行数据记录，而不是通过上述主回程传输。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：根据上述第一备份装置能力讯息中的计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和取得上述第一备份装置能力讯息的第一分数；根据上述第二备份装置能力讯息中的计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和取得上述第二备份装置能力讯息的第二分数；以及根据上述第一分数与上述第二分数的比较结果从上述第一装置标识符和上述第二装置标识符中选择出上述选取装置标识符。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：取得与上述选取装置标识符对应的装置能力；确定上述选取装置标识符所对应的上述装置能力是否与受限备份状态或正常备份状态匹配；以及当上述选取装置标识符所对应的上述装置能力与上述受限备份状态匹配时，广播第一命令以致能上述受限备份状态以限制上述传感数据的传输。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：取得与上述选取装置标识符对应的上述装置能力；确定上述选取装置标识符所对应的上述装置能力是否与上述受限备份状态或上述正常备份状态匹配；以及当上述选取装置标识符所对应的上述装置能力与上述正常备份状态匹配时，广播第二命令以失能上述受限备份状态。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：由第一备份装置通过第一代理连接接口发布断线信息的第一订阅；由上述第一备份装置根据上述断线信息的上述第一订阅接收上述网络断线事件以作为上述第一断线信息；以及由上述第一备份装置通过上述第一代理连接接口发布上述第一备份装置能力讯息。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：当与上述第一备用装置关联的上述第一装置标识符被选为上述选取装置标识符时，通过第一回程传送传输上述传感数据以进行数据记录。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：由第二备份装置通过第二代理连接接口发布第二断线信息的第二订阅；由上述第二备份装置根据上述断线信息的上述第二订阅接收上述网络断线事件以作为上述第二断线信息；以及由上述第二备份装置通过上述第二代理连接接口发布上述第二备份装置能力讯息。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：当与上述第二备用装置关联的上述第二装置标识符被选为上述选取装置标识符时，通过第二回程传送传输上述传感数据以进行数据记录。

根据本发明实施例，无线传感网络通信方法更包括：判断是否侦测到协调器；若侦测到上述协调器时，复数传感器向上述协调器发送存取请求以维持上述传感器正常提供数据；若未侦测到上述协调器时，控制上述传感器中的第一传感器切换为备选协调器，以接收其余的第二传感器所传送的上述存取请求以维持上述第二传感器正常提供数据；以及当上述第一传感器切换为上述备选协调器时，上述第二传感器存取上述备选协调器，且上述第二传感器停止搜索上述协调器，其中上述传感器包括上述第一传感器和一个或多个上述第二传感器。

附图说明

图1显示根据本发明实施例所述的协调器的应用环境图。

图2显示根据本发明实施例所述的无线传感网络的通信系统的功能模块图。

图3显示根据本发明实施例所述的协调器的功能模块图。

图4显示根据本发明实施例所述的无线传感网络的通信方法的步骤流程图。

图5显示根据本发明实施例所述的协调器的控制方法的步骤流程图。

图6显示根据本发明实施例所述的智能家居系统。

图7显示根据本发明另一实施例所述的无线传感网络的通信方法的步骤流程图。

图8显示根据本发明实施例所述的电子装置的功能方块图。

主要元件符号说明

协调器 1

传感器 2a、2b、2c、2d

控制终端 3

第一储存单元 4

第一处理器 5

第二储存单元 6

第二处理器 7

第一判断模块 11

第一模式建立模块 12

第二模式建立模块 13

设定模块 14

计算模块 15

第二判断模块 16

执行模块 17

查找模块 18

物联网装置 20

网关装置 30、31、32

消息队列遥测传输服务器 40

网络 50

外部服务器 60

通信系统 100

回程 200、201

消息单元 301、311、321

备份解决方案处理单元 302

路由单元 303

代理接口 304

代理连接接口 312、322

电子装置 90

处理器 901

内存 902

大容量储存器 903

步骤流程 S1-S14、S400-S404、S500-S508

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。其中，图示和说明书中使用的相同的组件编号可表示相同或类似的组件。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

图1显示根据本发明实施例所述的协调器的应用环境图。智能家居系统包括协调器1，控制终端3和多个传感器。传感器可以是现有技术的智能家居系统中所使用的传感器，比如，温度传感器、空气传感器、门禁传感器、灯光传感器等等，用于感测外界信息并将感测的外界信息转换为电信号。传感器可以藉由电池或其他方式来供电。所述传感器个数并无限定，可以多于四个或者少于四个。以下以传感器的个数为四个为例(即传感器2a、2b、2c、2d)进行说明。

协调器1用于接收并管理每一传感器2a、2b、2c、2d采集的资料，还可以与控制终端3进行通信，并接收控制终端3发送的控制指令。每一传感器2a、2b、2c、2d可以藉由无线方式与协调器1进行通信。传感器2a包括两种工作模式，即工作模式一和工作模式二。当传感器2a为工作模式一时，传感器2a为常规传感器模式，用于感测外界信息并将感测的外界信息转换为电信号。

当传感器2a为工作模式二时，传感器2a可以充当备选协调器。此时，传感器2a可以代替协调器1进行工作，接收并管理每一传感器2b、2c、2d采集的资料。由于传感器2a在充当备选协调器是需要消耗较多的电力，因此传感器2a可以连接直流电源或藉由适配器连接市电来获取电力信号。传感器2a可以是在现有传感器基础上增设路由器功能的软件模块来实现。

协调器1可以是网关或者其他可以实现建立和管理传感器网络的装置。控制终端3可以是手机、计算机等设备。藉由手机APP发送一控制指令至协调器1，协调器1再根据该控制指令执行相应操作。

参阅图2，无线传感网络的通信系统100包括第一储存单元4以及第一处理器5。第一储存单元4包括第一判断模块11，第一模式建立模块12，第二模式建立模块13和设定模块14。第一判断模块11用于判断是否侦测到协调器1。第一模式建立模块12用于在第一判断模块11判断侦测到协调器1时，控制复数传感器请求与协调器1建立通信连接。无线传感网络的通信系统100还包括第二模式建立模块13。第二模式建立模块13用于在未侦测到协调器1时，控制传感器2a切换为备选协调器，并控制其余的传感器2b、2c、2d请求与备选协调器(传感器2a)建立通信连接。

需要说明的是，当传感器2b、2c、2d未侦测到协调器1时，传感器2b、2c、2d将会反复搜寻外界环境中是否存在协调器1的标识信息，此过程将会极大地消耗其内部电池的电量，导致传感器2b、2c、2d需要频繁更换电池。利用传感器2a在未侦测到协调器1时切换为备选协调器，从而使得传感器2b、2c、2d可以连接到备选协调器，避免传感器2b、2c、2d反复搜寻外界环境中的协调器1的标识信息，节省传感器2b、2c、2d所需的电力消耗。需要说明的是，复数传感器中可以仅设置一个传感器具有两种工作模式，而其他传感器均只包括传感器模式。

在本说明书的实施方式中，第一判断模块11还用于判断传感器2a、2b、2c、2d与协调器1是否连接成功。当传感器2a、2b、2c、2d与协调器1连接成功时，传感器2a、2b、2c、2d与协调器1进行通信，以实现智能家居功能。第二模式建立模块13用于当传感器2a与协调器1连接不成功时，控制第一传感器2a切换为备选协调器。所述第一判断模块11还用于在传感器2b与协调器1连接不成功时，判断是否侦测到备选协调器。

所述通信系统100还包括设定模块14，设定模块14用于当未侦测到备选协调器时设定传感器2b于预设时间后再次侦测并尝试与协调器1连接。当侦测到备选协调器时，第二模式建立模块13还用于控制传感器2b请求与备选协调器建立通信连接。当传感器2b与备选协调器连接成功时，传感器2b与备选协调器进行通信。当传感器2b与备选协调器连接不成功时，设定模块14还用于设定传感器2b于预设时间后再次侦测协调器1并尝试与协调器1连接。当传感器2c、2d与协调器1连接不成功时，其处理流程与传感器2b相同，在此不再详述。

在本说明书的实施方式中，第二模式建立模块13还用于当协调器1恢复工作后控制传感器2a由备选协调器切换为传感器模式，使得第一传感器2a断开与传感器2b、2c、2d的通信连接，进而传感器2a、2b、2c、2d请求与协调器1建立通信连接。

参阅图3，协调器1包括第二储存单元6以及第二处理器7。第二储存单元6包括计算模块15、第二判断模块16、执行模块17及查找模块18。计算模块15用于接收事件的执行指令并计算执行所述事件所需的运行时间。该执行指令可以是控制终端3发出的。该事件是指执行指令指代的操作，运行时间是协调器1执行完该操作所需要的时间。例如，计算模块15接收固件升级的执行指令并计算执行所述固件升级所需的运行时间，若完成固件升级所需要的时间为5分钟，则运行时间为5分钟，事件为固件升级。需要说明的是，该事件是指协调器1在执行时将会与传感器2a、2b、2c、2d断开连接的操作，例如，固件升级、软件更新，系统更新等等。传感器2a、2b、2c、2d可以设定每隔一周期时间更新并回报一次采集的信息。

第二判断模块16用于判断计算模块计算得出的运行时间是否大于第一预设时间。第一预设时间可以根据实际情况进行设定，优选依据传感器2a、2b、2c、2d的周期时间来进行设定。若运行时间在该第一预设时间内表明传感器2a、2b、2c、2d在该运行时间内不会因为无法连接协调器1而出现较大的异常状态。比如设定第一预设时间为10分钟。

执行模块17用于在计算模块计算得出的运行时间不大于该第一预设时间时，将该事件通报至每一传感器2a、2b、2c、2d。执行模块17依据执行指令执行该事件。举例而言，由于固件升级所需要的运行时间为5分钟，而第一预设时间为10分钟，因此运行时间小于第一预设时间。执行模块17将接下来要进行固件升级的事件通报至每一传感器2a、2b、2c、2d，并在完成通报后依据接收的固件升级指令执行固件升级。传感器2a、2b、2c、2d接收到执行模块17发出的事件通报后，将会获知在接下来的5分钟内不能侦测到协调器1，避免传感器2a、2b、2c、2d在这段时间内由于不能侦测到协调器1，而反复搜寻外界环境中是否存在协调器1的标识信息。

在本说明书的实施方式中，第二判断模块16还用于判断每一传感器2a、2b、2c、2d是否接收到执行模块17将要进行固件升级的事件通报。当判断每一传感器2a、2b、2c、2d均接收到该事件通报时，执行模块17依据固件升级指令执行固件升级。当存在至少一个传感器2a未接收到该事件通报时，第二判断模块16还用于判断该事件的通报时间是否大于第二预设时间。执行模块17还用于在该事件的通报时间大于第二预设时间时，依据固件升级指令执行固件升级，从而来避免由于至少一个传感器的故障或其他异常行为而未接收到该事件通报，而导致执行模块17无法进行固件升级。第二预设时间可以根据时间需要进行设定，例如设定第二预设时间为30秒。

查找模块18用于查找是否存在备选协调器。当存在备选协调器，执行模块17还用于在计算模块15计算得出的运行时间大于第一预设时间时，将该事件通报至备选协调器，并在完成通报后依据执行指令执行该事件。

在本说明书的实施方式中，第二判断模块16还用于判断备选协调器是否接收到事件通报。当备选协调器接收到该事件通报时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件。当备选协调器未接收到该事件通报，第二判断模块16还用于判断该事件的通报时间是否大于第四预设时间。执行模块17还用于在该事件的通报时间大于第四预设时间时，依据该执行指令执行所述事件，从而来避免由于备选协调器的故障或其他异常行为而未接收到该事件通报，而导致执行模块17无法执行所述事件。第四预设时间可以根据时间需要进行设定，例如设定第四预设时间为30秒。举例而言，当计算模块15接收软件更新的执行指令，而执行该软件更新所需要的执行间为15分钟，其大于第一预设时间，则传感器2a可以切换为备选协调器。执行模块17还用于将该事件通报至备选协调器，并在完成通报后依据执行指令执行软件更新。

在本说明书的实施方式中，当查找模块18未查找到备选协调器且运行时间大于第一预设时间时，表明传感器2a可能出现异常不能切换为备选协调器或者传感器2a、2b、2c、2d均为普通模式的传感器。第二判断模块16还用于进一步判断运行时间是否大于传感器的回报时间。传感器2a、2b、2c、2d的回报时间是指传感器2a、2b、2c、2d在距离最近一次更新并回报的剩余时间。若该回报时间为3分钟，即表示传感器2a、2b、2c、2d将在3分钟后向协调器1回报其采集的数据。在完成回报后，传感器2a、2b、2c、2d又将经历一个周期时间后向协调器1回报其采集的数据。

当计算模块15计算得出的运行时间不大于回报时间时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件。当计算模块15计算得出的运行时间大于回报时间时，执行模块17还用于等待接收传感器2a、2b、2c、2d的信息回报，并在接收到传感器2a、2b、2c、2d的信息回报后，再依据该执行指令执行所述事件。当等待时间大于第三预设时间且仍未接收到传感器2a、2b、2c、2d的信息回报时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件，从而避免无限期等待接收传感器2a、2b、2c、2d的信息回报，而导致执行模块17无法执行所述事件。在本发明实施方式中，第三预设时间优选大于该回报时间。例如，若回报时间为3分钟，则第三预设时间可以设置为3分30秒或者4分钟。

图4为本发明实施方式中无线传感网络的通信方法的流程图。本通信方法可以运行在图2所示的无线传感网络的通信系统100中。

步骤S400，第一判断模块11判断是否侦测到协调器1。步骤S402，若侦测到协调器1，第一模式建立模块12控制复数传感器2a、2b、2c、2d与协调器1建立通信连接。步骤S404，若未侦测到协调器1，第二模式建立模块13控制传感器2a切换为备选协调器，并与其余的传感器2b、2c、2d建立通信连接。

在本说明书的实施方式中，传感器2a具有两种工作模式，当传感器2a为工作模式一时，传感器2a为常规传感器模式，用于感测外界信息并将感测的外界信息转换为电信号。当传感器2a为工作模式二时，传感器2a可以充当备选协调器，此时传感器2a可以代替协调器1进行工作，接收并管理其余传感器2b、2c、2d采集的资料。传感器2b、2c、2d可以是现有技术的智能家居系统中所使用的传感器，用于感测外界信息并将感测的外界信息转换为电信号。

在本说明书的实施方式中，第一判断模块11还判断传感器2a、2b、2c、2d与协调器1是否连接成功，当传感器2a、2b、2c、2d与协调器1连接成功时，传感器2a、2b、2c、2d与协调器1进行通信。当传感器2a与协调器1连接不成功时，第二模式建立模块13控制第一传感器2a切换为备选协调器。

当传感器2b与协调器1连接不成功，第一判断模块11还判断是否侦测到备选协调器。当未侦测到备选协调器时，设定模块14还用于设定传感器2b于预设时间后再次侦测并尝试与协调器1连接。当侦测到备选协调器时，第二模式建立模块13还控制传感器2b请求与备选协调器建立通信连接。当传感器2b与备选协调器连接成功时，传感器2b与备选协调器进行通信。当传感器2b与备选协调器连接不成功时，设定模块14还用于设定传感器2b于预设时间后再次侦测协调器1并尝试与协调器1连接。传感器2c、2d与协调器1连接不成功时，其处理流程与传感器2b相同，在此不再详述。

在本说明书的实施方式中，当协调器1恢复工作后，第二模式建立模块13还控制传感器2a由备选协调器切换为传感器模式，使得第一传感器2a断开与传感器2b、2c、2d的通信连接，进而传感器2a、2b、2c、2d重新请求与协调器1建立通信连接。

图5为本发明实施方式中协调器的控制方法的流程图。步骤S500，计算模块15接收事件的执行指令并计算执行所述事件所需的运行时间。步骤S502，第二判断模块16判断所述运行时间是否大于第一预设时间。步骤S504，若所述运行时间不大于所述第一默认时间，执行模块17将所述事件通报至每一传感器2a、2b、2c、2d，并依据所述执行指令执行所述事件。步骤S506，若所述运行时间大于所述第一默认时间，查找模块18查找是否存在备选协调器。步骤S508，若存在备选协调器，执行模块17将所述事件通报至备选协调器，并依据所述执行指令执行所述事件。

在本说明书的实施方式中，第二判断模块16还判断每一传感器2a、2b、2c、2d是否接收到执行模块17发送的事件通报，当判断每一传感器2a、2b、2c、2d均接收到该事件通报时，执行模块17依据该执行指令执行该事件。当存在至少一个传感器2a未接收到该事件通报时，第二判断模块16还用于判断该事件的通报时间是否大于第二默认时间，执行模块17还用于在该事件的通报时间大于第二预设时间时，依据该执行指令执行该事件。

在本说明书的实施方式中，若所述运行时间大于所述第一默认时间且查找模块18查找到备选协调器时，第二判断模块16还用于判断备选协调器是否接收到事件通报，当备选协调器接收到该事件通报时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件。当备选协调器未接收到该事件通报，第二判断模块16还用于判断该事件的通报时间是否大于第四默认时间，执行模块17还用于在该事件的通报时间大于第四预设时间时，依据该执行指令执行所述事件。

在本说明书的实施方式中，若所述运行时间大于所述第一默认时间且查找模块18未查找到备选协调器时，第二判断模块16还用于进一步判断运行时间是否大于传感器的回报时间。当计算模块15计算得出的运行时间不大于回报时间时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件。当计算模块15计算得出的运行时间大于回报时间时，执行模块17还用于等待接收传感器2a、2b、2c、2d的信息回报，并在接收到传感器2a、2b、2c、2d的信息回报后，再依据该执行指令执行所述事件。当执行模块17等待的等待时间大于第三预设时间且仍未接收到传感器2a、2b、2c、2d的信息回报时，执行模块17依据该执行指令执行所述事件，从而避免执行模块17无限期等待接收传感器2a、2b、2c、2d的信息回报，而导致执行模块17无法执行所述事件。

参照图6，无线传感网络包括物联网(IoT)装置20，网关装置30，31和32，消息队列遥测传输(Message queuing telemetry transport，MQTT)服务器40和外部服务器60。网关装置30连接到消息队列遥测传输(MQTT)服务器40。消息队列遥测传输(MQTT)是国际标准化组织(ISO)标准ISO/IEC 20922发布的消息传递协议。候选网关装置31和32可以连接到消息队列遥测传输(MQTT)服务器40。多个物联网(IoT)装置20连接到网关装置30，并将传感数据传输到网关装置30的路由单元303。网关装置30中的路由单元303通过回程(backhaul)200和网络50将传感器数据传输到外部服务器60。外部服务器60可以存储并进一步处理传感数据，诸如通过图形用户界面呈现传感数据。例如，服务器40可以使用传感资料来训练一个或多个机器学习模型，并将训练后的模型用于人工智能服务。

图7显示网关装置30中的消息单元301，该消息单元301通过代理接口304向队列遥测传输(MQTT)服务器40发布对备份装置信息的订阅(步骤S1)。在本说明书的实施例中，备份装置信息包括网关装置30的备份装置的能力信息。候选网关装置31和32是网关装置30的备份装置。在本说明书的另一实施例中，备份装置信息包括协调器1的备份装置的能力信息。传感器2a和2b是协调器1的备份装置。消息单元301作为MQTT客户端。候选网关装置31中的消息单元311通过代理连接接口312向队列遥测传输(MQTT)服务器40发布用于断线信息的第一订阅(步骤S2)。消息单元311作为MQTT客户端。候选网关装置32中的消息单元321通过代理连接接口322向队列遥测传输(MQTT)服务器40发布断线信息的第二订阅(步骤S3)。消息单元321作为MQTT客户端。

网关装置30中的路由单元303继续从物联网(IoT)装置20接收传感数据。在本说明书的实施例中，物联网(IoT)装置20可以包括协调器1和传感器2a-2d。在本说明书的实施例中，网关装置30作为控制器3。在本说明书的实施例中，传感器2a和传感器2b中的分别包括两种操作模式。

当没有网络断线事件发生时，路由单元303通过主回程200将接收到的传感数据传送到外部服务器60以进行数据记录。在本说明书的实施例中，当主回程200断线时，消息单元301检测与主回程200相关联的网络断线事件(步骤S4)，并且通过代理接口304将网络断线事件发布到队列遥测传输(MQTT)服务器40(步骤S5)。队列遥测传输(MQTT)服务器40将与主回程200相关联的网络断线事件发布给候选网关装置31和32(步骤S6和S7)。候选网关装置31中的消息单元311根据断线信息的第一订阅来接收网络断线事件以作为断线信息(步骤S6)。当接收到网络断线事件时，候选网关装置31中的消息单元311通过代理连接接口312将第一备份装置能力消息发布给队列遥测传输(MQTT)服务器40(步骤S8)。候选网关装置32中的消息单元321根据断线信息的第二订阅来接收网络断线事件以作为断线信息(步骤S7)。当接收到网络断线事件时，候选网关装置32中的消息单元321通过代理连接接口322将第二备份装置能力消息发布给队列遥测传输(MQTT)服务器40(步骤S9)。队列遥测传输(MQTT)服务器40将第一备份装置能力消息和第二备份装置能力消息发布到网关装置30。

根据订阅网络断线事件的发布的结果，消息单元301通过代理接口304接收第一备份装置能力消息和第二备份装置能力消息作为备份装置信息。第一备份装置能力消息和第二备份装置能力消息分别包括设备标识符、计算能力、信道带宽、装置工作量、内存容量和量测温度。第一备用装置能力消息具有第一设备标识符、计算能力、信道带宽，装置工作量，内存容量和候选网关装置31的量测温度。第二备用装置能力消息具有第二设备标识符、计算能力、信道带宽、装置工作量、内存容量和候选网关装置32的量测温度。

备份解决方案处理单元302基于第一备份装置能力消息和第二备份装置能力消息，从第一装置标识符和第二装置标识符中选择选取装置标识符，并指示路由单元303以表头(header)封装传感数据，其中表头具有与所选装置标识符相关联的传送目的地(步骤S12)。表头中的传送目的地代表所选的候选网关装置。表头中的发送目的地可以由选取装置标识符来表示。选取装置标识符可以包括从产品序列号，媒体访问控制(MAC)地址和网络协议(Internet protocol，IP)地址等。网关装置30中的路由单元303继续从物联网(IoT)装置20接收传感数据(步骤S13)。

当发生网络断线事件时，路由单元303将接收到的传感数据通过传送目的地传输到外部服务器60以进行数据记录，而不是通过主回程200(步骤S14)。在选择候选网关装置31的第一装置标识符作为选取装置标识符的条件下，传送目的地以候选网关装置31为目标。候选网关装置31通过第一候选回程接收传感数据并将其传输至外部服务器60。在选择候选网关装置32的第二装置标识符作为选取装置标识符的条件下，传送目的地以候选网关装置32为目标。候选网关装置32通过第二候选回程接收传感数据并将其传输至外部服务器60。

在步骤S12中，备份解决方案处理单元302从第一备份装置能力消息取得计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和中获得第一备份装置能力消息的第一分数，并从第二备份装置能力消息取得计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和中获得第二备份装置能力消息的第二分数。备份解决方案处理单元302基于第一分数和第二分数的比较结果从第一装置标识符和第二装置标识符中选出一者作为选取装置标识符。用于计算候选网关装置的分数S的公式如下：

S＝w1*B-w2*1/e+w3*C+w4*1/L+w5*M+w6*1/T (1)

其中，参数w1，w2，w3，w4，w5和w6为权重。权重可以根据实际情况变化。变量B是备用装置的可用信道带宽，例如，以兆位每秒(Mbps)为单位。变量e是从G/A’获得的电池寿命，其中G是电池容量或备用装置，例如，以安培小时(Ah)为单位，而变量A'是备用装置消耗的电流。请注意，如果装置已插入电源插头，则e＝∞。变量C是备用装置的中央处理单元(CPU)频率，例如以兆赫(MHz)为单位。变量L是备用装置的CPU工作量，例如，以百分比(％)度量。变量M是备用装置的剩余内存容量，例如，以兆字节(MB)为单位。变量T是备用装置的CPU温度，例如，以摄氏度为单位。

候选网关装置31的信道带宽B可以是第一候选回程的可用带宽。在其他实施例中，候选网关装置31的信道带宽B可以是候选网关装置31与网关装置30之间的第一连接的可用带宽。此外，候选网关装置31的信道带宽B可以小于从第一候选回程的可用带宽或第一连接的可用带宽。类似地，候选网关装置32的信道带宽B可以是第二候选回程的可用带宽。在其他实施例中，候选网关装置32的信道带宽B可以是候选网关装置32与网关装置30之间的第一连接的可用带宽。此外，候选网关装置32的信道带宽B可以小于从第二候选回程的可用带宽或第二连接的可用带宽。

当候选网关装置31的分数大于候选网关装置32的分数时，备用解决方案处理单元302可以选择第一装置标识符作为选取装置标识符。当候选网关装置32的分数大于候选网关装置31的分数时，备用解决方案处理单元302可以选择第二装置标识符作为选取装置标识符。

备份解决方案处理单元302可以取得与选取装置标识符对应的装置能力，并且确定选取装置标识符所对应的设备能力是否与受限备份状态(restricted backup status)或正常备份状态(normal backup status)匹配。当选取装置标识符所对应的设备能力与受限备份状态匹配时，备份解决方案处理单元302指示消息单元301广播命令以致能(enable)受限备份状态以限制传感数据的传输。收到命令后，每个物联网装置都会限制传感数据的生成。如果将传感数据分类为不同的类别，则物联网(IoT)装置会根据致能受限备份状态的命令优先传送具有优先级较高的传感数据，并延迟传输具有较低优先级的传感数据。

备份解决方案处理单元302可以取得与选取装置标识符对应的装置能力，并且确定选取装置标识符所对应的设备能力是否与受限备份状态(restricted backup status)或正常备份状态(normal backup status)匹配。当选取装置标识符所对应的设备能力与正常备份状态匹配时，备份解决方案处理单元302指示消息单元301广播命令以失能(disable)受限备份状态。

在本说明书的另一个实施例中，协调器1的备用装置通过队列遥测传输(MQTT)服务器40发布对断线信息的订阅。当回程201断线时，消息单元301检测与回程201相关联的网络断线事件，并且通过代理接口304将网络断线事件发布到队列遥测传输(MQTT)服务器40。队列遥测传输(MQTT)服务器40将与主回程201相关联的网络断线事件发布到协调器1的备用装置。

协调器1的每个备用装置根据断线信息的订阅来接收网络断线事件以作为断线信息，并通过队列遥测传输(MQTT)服务器40发布备用装置的能力消息以作为响应。例如，根据订阅网络断线事件的发布，消息单元301通过代理接口304接收第三备份装置能力消息和第四备份装置能力消息作为备份装置信息。第三备用装置能力消息和第四备用装置能力消息中皆包括装置标识符、计算能力、信道带宽、装置工作量、内存容量和量测温度。第三备用装置能力消息具有第三装置标识符、计算能力、信道带宽、装置工作量、内存容量以及传感器2a的量测温度。第四备用装置能力消息具有第四装置标识符、计算能力、信道带宽、装置工作量、内存容量和传感器2b的测量温度。

备份解决方案处理单元302基于第三备份装置能力消息和第四备份装置能力消息，从第三装置标识符和第四装置标识符中选取一者作为选取装置标识符，并指示传感器2a-2d以表头封装传感数据，其中表头具有与选取装置标识符相关联的传送目的地。备份解决方案处理单元302可基于公式(1)从第三备份装置能力消息中取得第三分数。类似地，备份解决方案处理单元302可以基于公式(1)从第四备份装置能力消息取得第四分数。备用解决方案处理单元302基于第三得分和第四得分之间的比较从第三装置标识符和第四装置标识符中选取一者作为选取装置标识符。

当发生网络断线事件时，传感器2a-2d通过传送目的地将传感数据传输到外部服务器60以进行数据记录，而不是通过主回程201。在选择传感器2a的第三装置标识符作为选取装置标识符的条件下，发送目的地以传感器2a为目标。传感器2a通过第三候选回程和网关装置30接收传感数据并将其传输到外部服务器60。在选择传感器2b的第四装置标识符作为选取装置标识符的条件下，发送目的地以传感器2b为目标。传感器2b通过第四候选回程和网关装置30接收传感数据并将其传输到外部服务器60。

模块301-304、311、312、321和322可以包括计算器代码形式的一个或多个软件程序。计算器化的代码可包括由处理器所执行的指令，以为模块301-304、311、312、321和322提供功能。

参照图8，本说明书所公开的方法可通过储存在储存媒体中的计算器程序来实现，例如电子装置900中的大容量储存器903。当计算器程序由处理器901加载到内存902中时，使得电子装置900中的处理器901执行本说明书所揭露的无线传感网络通信方法。处理器901通过网络接口904与其他实体进行通信。图6中的网关装置30、31、32和队列遥测传输(MQTT)服务器40，皆可为电子装置900的实施例。在其他实施例，图6中的网关装置30、31、32和队列遥测传输(MQTT)服务器40的组合可由电子装置900之一或多个虚拟机中运行。

对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线传感网络通信方法，其特征在于，包括：

通过代理接口发布备份装置信息的订阅；

接收传感数据；

当没有网络断线事件发生时，通过主回程传输上述传感数据以进行数据记录；

侦测与上述主回程相关的网络断线事件；

当侦测到与上述主回程相关的网络断线事件时，通过上述代理接口发布上述网络断线事件；

根据订阅发布上述网络断线事件的结果，通过上述代理接口接收第一备份装置能力讯息和第二备份装置能力讯息以作为备份装置信息，其中，上述第一备份装置能力讯息和上述第二备份装置能力讯息分别包括装置标识符，计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度，上述第一备份装置能力讯息具有第一装置标识符，上述第二备份装置能力讯息具有第二装置标识符；

根据上述第一备份装置能力讯息和上述第二备份装置能力讯息，从上述第一装置标识符和上述第二装置标识符中选择选取装置标识符；

用表头封装上述传感数据，其中上述表头具有与上述选取装置标识符相关的传送目的地；以及

当发生上述网络断线事件时，根据上述传送目的地传输上述传感数据以进行数据记录，而不是通过上述主回程传输。

2.如权利要求1所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

根据上述第一备份装置能力讯息中的计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和取得上述第一备份装置能力讯息的第一分数；

根据上述第二备份装置能力讯息中的计算能力，信道带宽，装置工作量，内存容量和量测温度的加权和取得上述第二备份装置能力讯息的第二分数；以及

根据上述第一分数与上述第二分数的比较结果从上述第一装置标识符和上述第二装置标识符中选择出上述选取装置标识符。

3.如权利要求1所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

取得与上述选取装置标识符对应的装置能力；

确定上述选取装置标识符所对应的上述装置能力是否与受限备份状态或正常备份状态匹配；以及

当上述选取装置标识符所对应的上述装置能力与上述受限备份状态匹配时，广播第一命令以致能上述受限备份状态以限制上述传感数据的传输。

4.如权利要求3所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

取得与上述选取装置标识符对应的上述装置能力；

确定上述选取装置标识符所对应的上述装置能力是否与上述受限备份状态或上述正常备份状态匹配；以及

当上述选取装置标识符所对应的上述装置能力与上述正常备份状态匹配时，广播第二命令以失能上述受限备份状态。

5.如权利要求1所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

由第一备份装置通过第一代理连接接口发布断线信息的第一订阅；

由上述第一备份装置根据上述断线信息的上述第一订阅接收上述网络断线事件以作为上述第一断线信息；以及

由上述第一备份装置通过上述第一代理连接接口发布上述第一备份装置能力讯息。

6.如权利要求5所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

当与上述第一备用装置关联的上述第一装置标识符被选为上述选取装置标识符时，通过第一回程传送传输上述传感数据以进行数据记录。

7.如权利要求5所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

由第二备份装置通过第二代理连接接口发布第二断线信息的第二订阅；

由上述第二备份装置根据上述断线信息的上述第二订阅接收上述网络断线事件以作为上述第二断线信息；以及

由上述第二备份装置通过上述第二代理连接接口发布上述第二备份装置能力讯息。

8.如权利要求7所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

当与上述第二备用装置关联的上述第二装置标识符被选为上述选取装置标识符时，通过第二回程传送传输上述传感数据以进行数据记录。

9.如权利要求1所述的无线传感网络通信方法，其特征在于，更包括：

判断是否侦测到协调器；

若侦测到上述协调器时，复数传感器向上述协调器发送存取请求以维持上述传感器正常提供数据；

若未侦测到上述协调器时，控制上述传感器中的第一传感器切换为备选协调器，以接收其余的第二传感器所传送的上述存取请求以维持上述第二传感器正常提供数据；以及

当上述第一传感器切换为上述备选协调器时，上述第二传感器存取上述备选协调器，且上述第二传感器停止搜索上述协调器，其中上述传感器包括上述第一传感器和一个或多个上述第二传感器。

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