mesh网络
2020-05-07 18:54:19 0 举报mesh组网
作者其他创作
大纲/内容
P/T
2
长度9+N
协调器路由信息表
counter++
节点设备鉴权流程
构造并发送路由检测消息
按优先级添加到协调器的路由，标志位temp
恢复配置数据
路由长度
接入成功？
网络地址：0x XX
A-Key match?
协调器广播
0x0000
1
路由检测
工作周期
节点宽度
接入拒绝
CRC
0
路由更新接受
Y
应用
接入请求
Period=45S
重定向?
N
广播信道
下一跳
1.信道占用比例X:Y:Z，即信道用于路由检测时长为X，用于系统调度的Y，用于数据传输为Z2.入网节点由协调器指配入网ID，此ID为占用广播信道的顺序，如1就代表第一个占用广播信道的节点3.信标帧里会有基础时间戳，节点通过此时间计算下一个广播周期的开始，并通过ID计算本身节点发起广播的时间4. 所有节点在完成本身节点广播后进入监听状态，完成路由检测以及系统调度和数据传输，等待下一个广播周期5. 若有节点因为设备故障或其他原因被替换，该节点原有时隙暂时保留，待协调器知晓设备已经彻底去网后，节点ID可被另行指配；单节点广播duration=a ms相邻两个广播间隔为t ms网络节点数量capability为C全网广播时长为 B = a*（C+1)+t*C全网管理时长为M = a*（C+1)+t*C * （Y/X)全网数据传输时长为 D= a*（C+1)+t*C * （Z/X)工作周期period=B+M+D假设a=5ms，t=1ms，C=100 X:Y:Z=1:1:2B = 605ms M=605ms D = 1210ms则工作周期为2420ms
消息类型
.......
转发地址
终端
ID
搜索网络
等待 协调器下发路由更新指示
频点
沿途节点建立相应上下行路由信息，路由标识为temp
在线激活
PAN ID
备份路由2
加密密钥：用于后续数据的加密网络地址：分配给发起接入请求的节点的IP地址节点深度：发起接入请求节点的节点深度
4
网络 ID
信标帧
更新路由删除信息中的下一跳地址，转发
上行路由
...
退出入网流程
XX+XX+XX
0xXXXX
配置数据删除
在线未激活
........
0x000B
1. 系统调度过程中，节点仍须载波监听机制避免信道占用冲突；
节点3
协调器
沿途节点按下一跳地址检测是否需要删除，按目的地址删除各条路由（提取路由里的下一跳地址），N-1
设备脱网
备用路由1/2
0x0001
mesh网络休眠/唤醒流程
时隙
是否需要更新？
扫描可用网络列表
接入接受（设备未激活）
路由表更新流程
接入请求确认
节点NodeF
新设备入网路由更新流程
节点深度
加密密钥
前导码：消息类型：目的地址：下一跳：子节点IP地址，子节点根据此地址判断是否转发此消息原因值：接入拒绝的原因值，IMEI验证失败、A-key验证失败等CRC校验：
目的地址
Mesh网络终端
沿途节点更新路由标识位persist
入网流程
3
接入重定向
下一跳地址
新链路上节点更新路由标识为persist
设备状态
路由器Router F
0x1234
命令类型设备类型
转发地址：构造或者转发此消息时，填写本节点地址源地址 ：此消息的发起节点的IP地址，如果本节点就是消息构造者，即填写本节点地址下一跳 ：需要继续处理此消息的下一跳地址，即本节点路由表中目的地址为0x0000的激活路由地址下辖节点地址列表： 构造此消息的节点下辖所有节点IP地址路由长度 ：每经过一次转发+1，最后即为构造此消息的节点的网络深度
路由器
路由更新指示
节点Node2
路由标识
设备重新入网
优先级
mesh网络的中心根节点，负责建网，系统调度及路由更新等
mesh网络的底层节点，无任何子节点
0.5
节点N
长度12+2N
8
设备已经完成初步入网，但缺少有效性数据配置
备份路由1
协调器Coordinator
前导码：命令类型：标识本消息的类型，对照命令列表源地址 ：本消息的源IP地址，接入请求一般为一个随机的临时地址目的地址：此处固定为协调器地址0x0000转发地址：转发本消息的节点IP地址，用于建立反向链路路由下一跳 : 父节点IP地址，父节点根据此地址判断是否需要转发此消息备份路由 ：用于协调器接入重定向以及父节点备份IMEI : 14位设备ID，用于设备合法性鉴权A-KEY : 用于设备合法性鉴权，协调器和节点都内置算法，以IMEI或者MAC为基础算出32位的数据路由长度：第一次发送此消息为1，每经一次转发+1，最后由此得出入网节点网络深度
前导码
2xN
节点2
Mesh网络路由器
路由更新发起节点收到后，更新自身路由表
接入接受
结束
源地址
0x0002
原因值
目的地址下辖节点地址
设备有效性检查？
路由更新请求
路由器Router1
接入确认，入网成功？
节点入网
mesh网络的中间节点，负责转发上下行信令及数据
0x1235
源地址：发起路由检测的节点地址路由列表：扫描可用网络，按路由优先选择算法得到三个备选路由，按优先级从左到右
时间戳
A-key
需删除的路由列表
IMEI合法？
设备完成入网及有效性鉴权
路由列表
逻辑信道
入网完成+数据校验
网关
0x0003
保存入网信息
根据IMEI计算A-key
搜索成功？
系统管理1. 节点入网2. 路由更新
1.急救1）降速
设备类型
长度10(B)
单信道mesh网络时分机制
有变化？
路由器路由信息表
0xDCBA
路由更新确认？
IP 地址
按PAN ID分组
节点Node N+FE
搜网流程
服务器
搜索激活路由信号
数据
由协调器构造，根据系统负荷及节点容量，进行动态调度，目的节点收到此消息后发起路由更新请求；
下辖节点地址
N>1
本周期广播开始
全网停电后的时分机制恢复？
频段
路由器/终端上电流程
网络容量
接入接受（设备激活）
Period=60S
终端路由信息表
按入网优先级进行接入试探
路由更新流程
1M、50k路由全网全路由更新
0x000A
目的地址（临时）
网络深度
下行路由
......
前导码：PAN ID： 将64位MAC地址通过算法缩短为16位网络地址，算法可参考MEID转为pESNIP地址： 协调器IP地址固定为0x0000，其余节点由协调器在入网时分配节点深度： 当前发起信标的节点在网络中的深度，协调器固定为0，其余节点设备入网时指定节点容量：当前发起信标的节点所直连下属节点的数量，用于分时计算的参数CRC校验：帧数据完整性校验，校验不通过，帧数据直接丢弃
离线激活
设备已经完成过入网及有效性检查，但目前离线
节点Node1
此消息只能由协调器构造，收到路由更新请求后且在路由更新接受前发送，无需确认目的地址：上一条路由更新时的源地址所对应的路由表中的下一跳地址；需删除的路由列表：路由更新的源地址以及消息所带下辖节点的地址列表节点深度：发起路由更新请求的节点的网络深度，每转发一次-1，直至为1目的地址接收到此消息，判定节点深度>0，则继续转发此消息，目的地址填写路由表中，需删除的路由的下一跳地址，以此类推，直到发起路由更新请求的父节点为止
0xABCD
路由器Router2
协调器执行路由动态调度算法
协调器构造路由更新确认消息，沿新链路发送，
搜索备用路由信号
构造接入请求消息
路由更新
第一次上电？
离线未激活 – 数据配置完成且设备未曾入网；在线未激活 – 设备已经完成初步入网，但缺少有效性数据配置；在线激活 – 设备完成入网及有效性鉴权离线激活 – 设备已经完成过入网及有效性检查，但目前离线
将当前可用路由信息对比路由表信息
入网完成
沿途节点删除临时路由信息
1. 软件重启；2. 硬件重启；3. 初始化复位； - 复位前删除所有入网信息4. 断电重启5. 异常重启
输出网络列表退出搜网流程
上电类型
16
客户端
2x3
counter<10
等待下一次路由检测周期
1. PAN ID;2. 子网IP 地址；3. 路由表；4. 网络深度标识；5. 相关密钥；
离线未激活
重定向地址
长度(B)
网络非忙时？
状态为在线激活？
路由删除
长度32(B)
1. 节点入网搜网时长最小值；2. 最大值为广播时长+工作周期
搜索到可用网络？
节点Node N+1
1. 采用树形结构，以协调器为中心节点，作为系统调度，网络优化的唯一计算中心2. 以50kbps为基础速率，最大速率可以支持1Mbps，若有孤岛节点可以进一步降低速率来急救；3. 单信道？上下行同信道？4. 路由表两张，按50kbps和1Mbps?5. 全网分时机制？
提取IMEI和A-Key
沿途节点建立反向临时路由，标识位temp
CRC校验
数据传输
发起单次搜网流程
counter<20
节点 ID
长度12（B）
网络地址：0x XX 255个地址0x00固定为协调器网络地址，0xFF 目标为整个网络所有设备；0xF0~FE为终端节点入网临时地址
协调器构造路由删除消息，发给原链路节点节点深度N
网络地址
待机
IMEI
Mesh网络协调器
建立/更新自身路由表
counter=1duration=XXperiod=XX
数据配置完成且设备未曾入网
节点设备状态转换示意图
数据校验完成
节点1
节点发送路由更新请求
物理信道
1. 设备合法性鉴权 - 保证设备入网的合法性；2. 设备有效性鉴权 - 使能/去使能设备上下行数据功能；
设备上电
长度23(B)
日常路由更新流程（双向链路？）
全网广播时长1. 路由检测
搜索到了可用网络，是否需要循环搜索几次，确定没有因为搜索窗口不匹配导致错过？
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