一种无线传感网络节点的分组方法和通讯方法与流程

1.本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种无线传感网络节点的分组方法和通讯方法。


背景技术：

2.无线传感网络可通过wi-fi、rf2.4、蓝牙、zigbee、nb-iot、rf433、lora等多种通讯方式组网，并且具有传感器节点数量多、类型多，安装分布范围广、维护难度大，节点硬件配置低、网络带宽小等特点。为了更高效、快捷的管理为数众多的传感器节点，并节约有限的硬件及网络资源，很多情况下需要对传感器进行分组管控。在进行具体操作时，可根据需要选择某些特定分组中传感器节点批量处理。例如：要求某个区域内的传感器节点上报数据；对某种类型的传感器进行复位操作；对特定区域内、特定类型的传感器进行固件升级等等。
3.现有技术中节点的管理包括静态分组和基于网络结构的分组；其中静态分组比较适合节点规模相对标准的网络，不适合弹性空间较大的网络，只能用枚举的方法选择多个分组，并不能对分组进行过滤选择；例如，在申请公开号为“cn111866914a”、名称为“一种5g网络中大规模物联网工作节点配置方法”的专利中，首先将物联网划分成多个分区，在分区下构建多个分组，采用基于遗传算法的多目标规划算法获得每一分区满足覆盖要求的节点可行配置；采用笛卡尔积合并各分区的节点可行配置，优先从中选择非关键节点激活，构成最终的工作节点当前配置，该方法传感器分组过滤效率低。
4.其中基于网络结构的分组，根据传感器的聚类区域或者距离来确定传感器的分组，主要用于生成或优化网络结构，作用对应网络层或传输层，而非应用层，无法提供高效、灵活的分组过滤能力；分组依据固化在算法中，不可改变；例如，在公告号为“cn108471357b”、名称为“一种基于窄带物联网的终端接入调度方法及装置”的专利中，将区域划分为多个小区，每个小区选取一个中心点作为该小区下进行小组聚类的参照节点，计算区域内每个终端与每个参照节点的距离，根据计算距离进行分组，该方法依靠聚类算法，不能灵活设置分组。
5.针对上述无线传感网络应用场景，现有方法普遍分组过滤效率低、灵活性差。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种无线传感网络节点的分组方法和通讯方法，以解决现有技术中传感器分组过滤效率低、灵活性差的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种无线传感网络节点的分组方法，包括：
8.传感器节点分组：
9.对无线传感器网络构建若干网关，每个网关下包含有若干个传感器节点，对所述传感器节点进行分组，所述分组包括物理分组和虚拟分组，所述虚拟分组为多个物理分组的规则组合和/或自由组合；所述分组的总数不大于255；每个物理分组下的传感器节点个数不大于255；
10.所述每个传感器节点进行双字节地址编码，所述每个传感器节点的双字节地址编码包括唯一的分组编码和对应分组下的节点编码；
11.使能配置：
12.分组使能配置：根据分组的总数确定所述分组使能的字节数，每个字节下的各个bit对应一个分组，当bit为0时对应分组不使能，当bit为1时对应分组使能；
13.物理分组使能配置：按照预设字节数分别对各个物理分组进行使能配置，在每个物理分组下，每个字节的各个bit对应该物理分组下的一个传感器节点，当bit为0时对应的传感器节点不使能，当bit为1时对应的传感器节点使能；
14.虚拟分组使能配置：按照预设字节数对所有虚拟分组进行使能配置，每个字节下的各个bit对应一个物理分组，当bit为0时对应物理分组不使能，当bit为1时对应物理分组使能。
15.优选地，所述虚拟分组包括规则分组和逻辑分组；
16.所述规则分组通过多个物理分组按照预设规则进行组合得到，所述预设规则包括按照分组编码对所有物理分组进行等分分组或倍数分组；
17.所述逻辑分组为多个物理分组的自由组合，每个逻辑分组中的物理分组个数自由设定。
18.优选地，所述按照分组编码对所有物理分组进行等分分组还包括：将每个等分分组作为一个组块，为所有组块进行使能配置，并对使能配置后的组块进行自由组合得到组块位图，所述组块位图采用双字节无符号整数表示，每个bit对应一个组块。
19.优选地，所述分组使能配置还包括仅对所有物理分组和所述逻辑分组进行使能配置，其余分组的使能直接采用对应分组下的物理分组的使能配置。
20.优选地，所述物理分组中的节点编码为0的传感器节点为组管理节点，所述组管理节点还用于代替网关管理对应物理分组中的所有传感器节点。
21.优选地，所述传感器节点上保存有对应的传感器类型属性，所述传感器类型属性用于消息过滤，将所述传感器类型属性作为可选通讯附加字段，在通讯过程中采用自定义方式决定该传感器类型是否传输。
22.优选地，所述消息过滤包括：当传感器节点接收到含有传感器类型属性的待处理消息时，判断传感器节点上保存的和待处理消息里包含的传感器类型属性是否相同，若相同则正常处理，若不同则不处理。
23.本发明还提供了一种无线传感网络节点的通讯方法，包括：
24.利用如上所述的无线传感网络节点的分组方法的步骤进行传感器节点分组和使能配置；
25.分组和使能配置后的传感器节点和网关根据预选的通讯方式进行通讯；所述预选的通讯方式包括标准通讯和扩展通讯，所述标准通讯是指网关直接与传感器节点通信，所述网关独立完成消息的发送和接收，所述扩展通讯是指将组管理节点作为网关和传感器节点之间的通讯中介完成消息的发送和接收。
26.优选地，所述标准通讯包括：
27.网关根据指定传感器节点的双字节地址编码向指定传感器节点发送和接收消息；
28.网关根据指定分组的分组编码向指定分组下的所有传感器节点发送和接收消息；
29.网关根据指定虚拟分组的分组编码判断所述指定虚拟分组下的各个物理分组是否使能，向使能的物理分组下的传感器节点发送和接收消息。
30.优选地，所述拓展通讯包括：
31.网关根据指定传感器节点的双字节地址编码确定组管理节点，通过组管理节点向指定传感器节点发送和接收消息；
32.网关根据指定分组的分组编码确定组管理节点，通过组管理节点向指定分组下的所有传感器节点发送和接收消息；
33.网关根据指定虚拟分组的分组编码确定组管理节点，判断所述指定虚拟分组下的各个物理分组是否使能，通过组管理节点向使能的物理分组下的传感器节点发送和接收消息。
34.本发明所提供的一种无线传感网络节点的分组方法和通讯方法，对无线传感器节点构建不同分组，最多分成255个组，避免占用更多内存，所述分组包括物理分组和虚拟分组，每个物理分组中最多包含255个传感器节点；所述虚拟分组为所述物理分组的规则组合和/或自由组合，通过不同的分组规则实现传感器节点分组的灵活性和多样性；并在网关下进行不同分组及不同传感器节点的使能配置，达到高效过滤，根据分组规则和使能配置使得通讯效率更高、更快；本发明相比于现有技术，提高了传感器分组过滤效率，能够高效、灵活的实现无线传感网络的管理、维护和消息处理。
附图说明
35.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明所提供的一种无线传感网络节点的分组方法的一种具体实施例的流程图；
37.图2为本发明实施例中所提供的一种无线传感网络节点的分组结构示意图；
38.图3为本发明所提供的一种无线传感网络节点的通讯方法的一种具体实施例的流程图；
39.图4为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的指定节点单播消息及回复的示意图；
40.图5为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的指定分组组播消息及回复的示意图；
41.图6为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的全网广播消息及回复的示意图；
42.图7为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的组块过滤后的单播、组播消息及回复的示意图；
43.图8为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的倍数分组过滤后的单播、组播消息及回复的示意图；
44.图9为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的标准通讯下的逻辑分组过滤
后的单播、组播消息及回复的示意图；
45.图10为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的指定节点单播消息及回复的示意图；
46.图11为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的指定分组组播消息及回复的示意图；
47.图12为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的全网广播消息及回复的示意图；
48.图13为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的组块过滤后的单播、组播消息及回复的示意图；
49.图14为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的倍数分组过滤后的单播、组播消息及回复的示意图；
50.图15为本发明实施例中所提供的无线传感网络节点的扩展通讯下的逻辑分组过滤后的单播、组播消息及回复的示意图。
具体实施方式
51.本发明的核心是提供一种无线传感网络节点的分组方法和通讯方法，对无线传感器节点构建不同分组，包括物理分组和虚拟分组，虚拟分组是物理分组的规则组合和/或自由组合，通过这种方式实现分组的灵活性和多样性；并在网关下进行不同分组及不同传感器节点的使能配置，达到高效过滤；根据分组规则和使能配置使得通讯效率更高、更快，提高传感器分组过滤效率，实现无线传感网络管理、维护和消息处理的高效性和灵活性。
52.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.请参考图1，图1为本发明所提供的一种无线传感网络节点的分组方法一种具体实施例的流程图，首先建立网关并对所有传感器网络节点进行分组，将其分为物理分组和虚拟分组，每个物理分组中最多包含255个传感器节点，虚拟分组为物理分组的规则组合和/或自由组合，并在网关下进行不同分组及不同传感器节点的使能配置，下面对无线传感网络节点的分组方法进行具体阐述。
54.本实施例中的一种无线传感网络节点的分组方法，具体包括：
55.一、传感器分组：
56.请参考图2，图2为本实施例利用本发明所提供的一种无线传感网络节点的分组方法得到一种无线传感网络节点分组示意图。
57.本实施例中，该无线传感网络采用星型结构，包含一个网关和最多57120个传感器节点，将传感器节点最多分成255个分组，分组包括物理分组和虚拟分组，如果需要布设更大数据量的传感器，使用多个网关即可。
58.本实施例中，网关和传感器节点都采用双字节地址编码，第一字节为分组id(用gid表示)，第二字节为节点id(用nid表示)。网关地址为固定的，采用0x000表示，即gid和nid都为0。gid的取值范围为0到255，其中组0到组223为物理分组，而0为默认gid；组224到
组255为用于特殊功能的虚拟分组。
59.本实施例中传感器节点划分为224个物理分组，32个虚拟分组，其中12个逻辑分组、10个规则分组，9个用于未来功能拓展的分组和一个全部物理分组的组合；本实施例中将传感器最多分成255个分组，不进行过多分组是为避免占用过多内存。作为其他实施方式，虚拟分组可以仅包含逻辑分组或仅包含规则分组，根据用户实际需求进行设定。
60.虚拟分组是指多个物理分组的规则组合或自由组合，当对某个虚拟分组进行控制时，相当于对其包含的所有物理分组进行控制。其中，虚拟分组224-235为逻辑分组，即多个物理分组的自由组合；虚拟分组241-250为倍数分区(规则分组)，按照不同倍数规则对物理分组进行组合，一共有10个分区，依次为奇数组(241组)、偶数组(242组)、三倍数组(243组)、四倍数组(244组)、依次类推，一直到十倍数组(250组)。例如在消息中指定的gid为245，则选择的是5倍数组，则此时选择的即是gid为0、5、10、15、
……
、215、220的物理分组，其中，组255为全部物理分组组合(也属于规则分组)。将虚拟分组的236-240、251-254进行保留，用于根据实际需求对未来功能进行扩展(也可用于规则分组和自由分组)。
61.其中，物理分组0到223中每组下面有一个管理节点和254个普通节点，节点的个数可以根据实际分组过程中传感器节点的数量进行调整，但不能大于255，每个物理分组下nid的取值为01-fe，如表1所示：
62.表1：
63.[0064][0065]
本实施例中还对物理分组构建组块，即对所有物理分组进行等分，根据物理分组组号(gid)将每16个物理分组划分为一个组块，其中224个物理分组可以划分为14个组块(组块1-组块14)，即组块1对应物理分组0值物理分组15，组块2对应物理分组16至物理分组31；依次类推，组块14对应物理分组208到物理分组223。对所有组块构建组块位图，组块位图用一个双字节无符号整数(unsigned short)表示，共16位(bits)。采用位运算，每个bit
对应一个分组。例如，如果组块位图(gmp)等于0则仅包括默认分组；如果组块位图(gmp)等于1则仅包括1号组块(物理分组0到15)；如果组块位图等于3，则包括1号和2号两个组块(物理分组0到31)。其中，构建的组块也可以作为规则分组，也可以单独设置。作为其他实施方式，等分个数也可以根据用户需求自由设定。
[0066]
二、使能配置：
[0067]
网关(组0的0号节点)管理所有传感器节点，因此需要存储本无线传感器网络的相关分组配置。在本实施例中，根据上述分组规则，保存三类配置项，每类配置项可包括一个或多个配置条目，具体描述如表2所示：
[0068]
表2：
[0069][0070]
物理分组和逻辑分组在网关上配置为使能后才有效。因此，通过设置“分组使能位图”可实现控制无线传感器网络规模的作用。默认只有组0使能，既“分组使能位图”默认只有最低位为1(bit0＝1)，其他位全部为0。例如，如果要使能0-63分组(既前64个分组)，则只需将配置项的前8个字节设置为0xff，其余24个字节均置为0x00即可。本实施例中只对组0到组235进行配置，组0到组235中各组对应的bit为1时才使能。作为其他实施方式，也可以对所有分组进行配置。
[0071]
其中，“分组使能位图”对应的逻辑分组位为1时表示启用该逻辑分组，此时应配置该逻辑分组包含哪些物理分组；在每个逻辑分组下，每个bit对应一个物理分组，当bit为0时对应物理分组不使能，当bit为1时对应物理分组使能。
[0072]
其中，组0的节点使能位图必须配置，同时也作为其他物理分组的默认节点使能位图。换言之，对于一个物理分组，可以为其显式设定节点使能位图，如果没有设定，则默认使用与组0相同的节点使能位图。此规则可以大大简化多个相同配置物理分组的配置和维护。
[0073]
在本实施例中，物理分组和逻辑分组之外的其他分组的作用规则由本实施例中上述已配置情况决定，无需配置，从而简化了配置过程、也节约了存储空间，网关存储资源占用小于8k字节。
[0074]
同时，每组中的0号节点作为各组的管理节点，组0到组223中的0号节点既可以作为普通传感器节点使用，也可以用来代替网关管理本组中的传感器节点，是否使用组管理节点代替网关管理本组节点可根据实际使用需求进行确定。使用此功能的好处是可以减轻网关的处理压力，并且提高可靠性，但是组管理节点需要满足一定的配置要求。如果使用组管理节点功能，则组管理节点需要保存逻辑分组配置(384字节，同网关)以及本组的节点使用位图(32字节)。因此需要额外占用小于512字节的存储空间。此外，启用组管理节点也会影响通讯，在不使用组管理节点的情况下，通讯流程比较简单，可称为标椎通讯规程。而在使用组管理节点功能的情况下，通讯流程会稍微复杂一些，将其称为扩展通讯流程。
[0075]
本实施例中，每个传感器配置一个传感器类型属性，占一个字节，该数据仅在传感器节点上保存，网关和组管理节点都无需保存，因此几乎不会占用额外空间。同时为了后续的通讯，将传感器类型作为可选通讯附加字段，传感器节点在收到相关消息后将判断是否含有此附加字段，如果有此字段并且字段值与自身的类型属性不一样，则忽略此消息，如果没有此字段或者字段值与自身的类型属性一致，则正常处理，通过这样一种方式可以按照传感器的类型对接收到的消息进行高效过滤。
[0076]
本发明还提供了一种无线传感器网络节点的通讯方法，请参考图3，图3是本发明所提供的无线传感器网络节点的通讯方法的一种具体实施例的流程图；首先按照上述无线传感器网络节点的分组方法的步骤进行传感器节点分组和使能配置，再根据预选的通讯方式对传感器网络节点进行通讯。本实施例中的无线传感网络节点的通讯方法，按照上述分组方法实施例中得到的组0到组255根据功能要求的不同实现不同方式的通讯(标准通讯和扩展通讯)，用于向传感器节点发送和接收消息。本发明实施例中的通讯方式包括标准通讯和扩展通讯，标准通讯是指网关直接与各个传感器节点通信，网关独立完成消息的发送与接收，扩展通讯是指将组管理节点(各个分组中的0号节点)作为网关和普通传感器之间的通讯中介完成消息的发送与接收。不同通讯方式下的具体通讯流程如下所述：
[0077]
标准通讯：
[0078]
在标准通讯下，网关独立完成消息的发送与接收；根据不同分组和不同和使能配置情况可以分为指定节点单播、指定分组组播、全网广播、组块过滤后的单播和组播、倍数分组过滤后的单播和组播、逻辑分组过滤后的单播和组播。本实施例中，网关对接收到的消息进行解析，然后根据解析结果发送给传感器节点，传感器节点接收到消息再回复网关，同时网关还进行容错处理。
[0079]
a.指定节点单播
[0080]
节点单播消息及回复是最基本的通讯规程，用于向某指定传感器节点发送和接收消息，只需指定分组id和节点id即可，请参考图4，图4为指定物理分组1中21节点的单播消息及回复的示意图，将消息data＝[
……
]从网关0x0000发送给0x0121(gid＝0x01、nid＝0x21)，收到消息的传感器节点回复网关。
[0081]
b.指定分组组播
[0082]
向指定分组中的所有传感器节点发送消息可使用组播通讯规程，只需指定分组
id，并将节点设为255(0xff)即可，收到消息的各传感器节点回复网关，请参考图5，图5为指定物理分组1的组播消息及回复示意图，将消息data＝[
……
]从网关0x0000发送给指定物理分组1中的所有传感器节点(gid＝0x01、nid＝0xff)，收到消息的传感器节点回复网关。
[0083]
c.全网广播
[0084]
对无线传感器网络中的所有节点发送消息可使用全网广播通讯规程，只需将分组id和节点都设为255(0xff)即可，收到消息的各传感器节点回复网关，请参考图6，图6为全网广播消息及回复示意图，将消息data＝[
……
]从网关0x0000发送给所有传感器节点(gid＝0xff、nid＝0xff)，收到消息的传感器节点回复网关。
[0085]
d.组块过滤后的单播、组播
[0086]
向一个或多个组块中的指定或全部传感器节点发送消息可使用组块过滤单播或组播通讯规程。只需指定组块位图(gmp)和nid，网关会根据规则将组块位图解析为这些组块中包括的物理分组，并且判断网关配置中这些分组是否使能，然后将单播或组播消息逐一发送给满足条件的分组。请参考图7，图7描述了向1号和2号组块(包括组0到组31，共32个组)的指定(nid取0到254中的一个)或全部(nid＝255)节点发送消息的流程，网关判断1号和2号组块中的分组是否使能，发送消息给使能分组中的指定节点或全部节点，收到消息的传感器节点回复网关。
[0087]
e.倍数分组过滤后的单播、组播
[0088]
将gid设置为某倍数分组(241到250)、并指定nid，可实现向gid为特定倍数的分组中的指定或全部传感器节点发送消息。请参考图8，图8描述了向十倍数分组(包括组0，10,20,30，
…
，220，共23个组)的指定(nid取0到254中的一个)或全部(nid＝255)节点发送消息的流程。网关会根据倍数过滤规则选取符合条件的物理分组，并且判断网关配置中这些物理分组是否使能，然后将单播或组播消息逐一发送给满足条件的物理分组，收到消息的传感器节点回复网关。
[0089]
f.逻辑分组过滤后的单播、组播
[0090]
逻辑分组包含有任意多个物理分组，在上述分组方法实施例中逻辑分组包含的物理分组是配置项，保存在网关和各管理节点中。使用时只需将gid设置为某逻辑分组(224到235)、并指定nid，网关收到请求后从配置中获取逻辑分组对应的物理分组，然后将单播或组播消息逐一发送给满足条件的分组。请参考图9，图9为网关向逻辑分组224(gid＝0xe0)单播、组播的示例图，网关从配置中确定逻辑分组224对应的物理分组，然后将单播或组播消息逐一发送给满足条件的物理分组，收到消息的传感器节点回复网关。
[0091]
扩展通讯下：
[0092]
在使用组管理节点功能时，组管理节点(各个分组中的0号节点)作为网关和普通传感器之间的通讯中介完成消息的发送与接收。网关只需跟组管理节点通信，同时网关对外标准接口与标准规程完全一致。在扩展通讯下，按照上述分组方法实施例中得到的不同分组和配置情况也可以分为指定节点单播、指定分组组播、全网广播、组块过滤后的单播和组播、倍数分组过滤后的单播和组播、逻辑分组过滤后的单播和组播。本实施例中，网关对接收到的消息进行解析，然后根据解析结果发送给组管理节点，组管理节点再转发给各个传感器节点，传感器节点接收到消息后再回复组管理节点，组管理节点再转发给网关，同时还进行容错处理。
[0093]
a1.指定节点单播
[0094]
网关通过组管理节点向指定普通节点单播消息及接收回复的流程，请参考图10，图10是网关向组1(gid＝0x01)的传感器节点21(nid＝0x21)单播消息及接收回复的示意图，网关0x0000先将消息data＝[
……
]发送给组1(gid＝0x01)的组管理节点(0x0100)，再由组管理节点(0x0100)发送至传感器节点21(0x0121)，传感器节点收到消息再从组管理节点回复网关。
[0095]
b1.指定分组组播
[0096]
网关通过组管理节点向指定分组中的所有传感器节点发送消息，只需指定分组id、并将节点设为255(0xff)，网关仅需将此消息传送给该组的管理节点，然后由组管理节点发送给组内的各传感器节点，收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关，请参考图11，图11是网关向组1的所有传感器节点组播消息及回复的示意图，网关0x0000先将消息data＝[
……
]发送给组1(gid＝0x01)的组管理节点(0x0100)，再由组管理节点(0x0100)发送给所有传感器节点(0x01ff)，收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关。
[0097]
c1.全网广播
[0098]
网关通过组管理节点对本无线传感器网络中的所有节点发送消息，只需将分组id和节点都设为255(0xff)，再需将此消息单播传送给所有已启用分组的管理节点；再由各组的管理节点将消息进行组内分发。收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关，请参考图12，图12是全网广播消息及回复的示意图，网关0x0000先将消息data＝[
……
]发送给各分组(gid＝0xff)的组管理节点(0xff00)，再由组管理节点(0xff00)发送给所有传感器节点(0xffff)，收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关。
[0099]
d1.组块过滤后的单播、组播
[0100]
与标准通讯下组块过滤单播、组播的通讯规程相似，网关通过组管理节点向一个或多个组块中的指定或全部传感器节点发送消息只需指定组块位图(gmp)和nid，网关会根据规则将组块位图解析为这些组块中包括的物理分组，并且判断网关配置中这些分组是否使能，然后将单播或组播消息逐一发送给满足条件的分组的组管理节点，再由各组的组管理节点进行组内分发。请参考图13，图13描述了网关向1号和2号组块(包括组0到组31，共32个组)的指定(nid取0到254中的一个)或全部(nid＝255)节点发送消息的流程，网关0x0000解析组块(gmp＝0x0003)中的物理分组，并判断是否使能，然后将消息data＝[
……
]发送给各使能分组的组管理节点，再由组管理节点发送给一个或所有传感器节点，收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关。
[0101]
e1.倍数分组过滤后的单播、组播
[0102]
网关通过组管理节点向倍数分组单播或组播，只需将gid设置为某倍数分组(241到250)、并指定nid，并将消息逐一发送给满足条件的分组的组管理节点，再由各组的组管理节点进行组内分发。请参考图14，图14描述了十倍数分组(包括组0，10,20,30，
…
，220，共23个组)的指定(nid取0到254中的一个)或全部(nid＝255)节点发送消息的流程，网关0x0000解析十倍数分组(gid＝0xfa)中的物理分组，然后将消息data＝[
……
]发送给各分组的组管理节点，再由组管理节点发送给一个或所有传感器节点，收到消息的各传感器节
点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关。
[0103]
f1.逻辑分组过滤后的单播、组播
[0104]
类似地，网关通过组管理节点向逻辑分组进行单播和组播通信只需将gid设置为某逻辑分组(224到235)、并指定nid，网关或管理节点收到请求后从配置中获取逻辑分组对应的物理分组，并将消息逐一发送给满足条件的分组的组管理节点，再由各组的组管理节点进行组内分发。请参考图15，图15为向逻辑分组224(gid＝0xe0)单播或组播的示意图，网关0x0000解析逻辑分组224(gid＝0xe0)中的物理分组，然后将消息data＝[
……
]发送给各分组的组管理节点，再由组管理节点发送给一个或所有传感器节点，收到消息的各传感器节点回复给本组管理节点，再由组管理节点传递给网关。
[0105]
下面以学校的教学楼为单位部署上述无线传感网络为例进行具体阐述，将一栋教学楼作为一个无线网络，传感器节点在教学楼中多达上千个，传感器节点类型包括温度、湿度、空气质量、噪声、pm2.5、光照度、烟雾、红外雷达、电量采集器等十多种，传感器节点分布在每个教学教室、办公室、实验室、走廊、卫生间、会议室等各个位置处。
[0106]
根据学校教学计划和管理需要，需要灵活地对无线传感网络进行管控，该实施例中将管控范围分为全控、分楼层、楼层分区(左中右三段)、分年级、分教室类型、部分教室、单个教室、传感器类型；管控操作包括更新传感器配置、更新固件、传感器开关、切换工作模式、请求数据上报等。根据上述的无线传感网络节点的分组方法和通讯方法，可以将每个教室、办公室、实验室、会议室、卫生间作为一个物理分组，将一个楼层分为三个组块(每个楼层的左中右三个分区)，每个房间为一个物理分组，每10个房间建立一个组块(按照等分规则)，假设教学楼有4层、每层有30个房间，则一共有120个物理分组、12个组块，将第一层左分区(10个房间)作为1号组块、将第一层中区作为2号组块，依次类推，第四层右区为12号组块。同时，为每个物理分组(每个房间)设置gid时，还需要注意为特殊用途的房间分配倍数分组，例如：卫生间分配十倍数分组、会议室分配九倍数分组、教师办公室分配五倍数分组等。将年级设置为逻辑分组，按年级将各班级的gid设置在对应的逻辑分组中。通过上述设定，能够非常方便地控制此无线传感器网络，高效实现用户的各种管控应用场景。例如：控制三楼中区，只需要发指令给8号组块；控制所有卫生间，只需要发指令给十倍数分组；控制二年级所有教室，只需发指令给对应的逻辑分组。此外，通过“传感器类型-通信附加字段”结合上述分组设定，就能够进一步细化到不同类型的传感器管理，例如关闭所有卫生间中的红外传感器，只需发送带有红外传感器类型的通信附加字段的关闭指令给十倍数分组，此时所有卫生间内的传感器接收到指令后，判断指令中的传感器类型和存储的传感器类型是否一致，不一致的即代表接收到指令的传感器不是红外传感器，不执行关闭指令。
[0107]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0108]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0109]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0110]
以上对本发明所提供的无线传感网络节点的分组方法和通讯方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。