TW201731259A - 用於網格網路的資料轉發方法及節點設備 - Google Patents

Abstract

本發明公開了用於網格網路的資料轉發方法及節點設備。所述網格網路包括多個節點，所述多個節點中的至少一個節點作為中繼節點，用於將源節點產生的封包轉發至目標節點。所述方法包括：根據所述封包的類型和轉發計數，判斷是否轉發所述封包，其中，在轉發所述封包時，根據所述封包的類型進行不同的計數以獲得所述轉發計數。所述資料轉發方法可以減少封包的轉發次數，從而實現節能和提高網路通信效率。

Description

用於網格網路的資料轉發方法及節點設備

本發明涉及網路資料通信技術，更具體地，涉及用於網格網路的資料轉發方法及節點設備。

隨著物聯技術的發展，越來越多的智慧型設備接入網路。網格網路(mesh network)具有可動態擴展、高連線性、高可靠性和高穩定性的優點，因而越來越受到關注。作為終端的智慧型設備可以先接入網格網路，然後進一步接入相同或不同類型的其他網路，從而實現智慧型設備的遠端系統管理、定時控制和參數調節等功能。

網格網路是包括網路控制器和多個節點的網路架構。網路控制器可以有一個或者幾個，網路節點有多個。網路控制器用於節點之間的通信調度和節點與外部網路之間的通信路由。節點可以經由網路控制器訪問外部網路。在同一時刻，一般只有一個網路控制器對網路進行控制。現有技術通過廣播來實現網格網路，實現的協定不盡相同。例如，可以基於藍牙協定4.0實現網格網路。

在網格網路中，利用相鄰的節點轉發資料，以代替長 距離的直接連接，這種通信方式也稱為“多跳(multi-hop)”通信。節點通過轉發收到的封包來實現資料的傳遞，這種方式可以通過以節點作為中繼的方式實現資訊的傳遞。在整個網路中，節點的資料轉發都是基於隨機延時實現的。然而，頻繁的資料轉發使得整個網路的功耗可能變得很大。如果不加約束的對封包進行轉發，則甚至會由於封包碰撞而導致網路的崩潰。

因此，期望進一步改進網格網路的資料通信控制方法以降低網路設備功耗和減少封包碰撞。

鑒於上述問題，本發明的目的在於提供一種可以限制封包轉發次數的資料轉發方法及節點設備，從而可以實現節能和提高網路通信效率。

根據本發明的一態樣，提供一種用於網格網路的資料轉發方法，所述網格網路包括多個節點，所述多個節點中的至少一個節點作為中繼節點，用於將源節點產生的封包轉發至目標節點，所述方法包括：根據所述封包的類型和轉發計數，判斷是否轉發所述封包，其中，在轉發所述封包時，根據所述封包的類型進行不同的計數以獲得所述轉發計數。

較佳地，所述封包的類型包括命令封包和狀態封包，以及在轉發所述命令封包時進行遞增計數，在轉發所述狀態封包時進行遞減計數。

較佳地，所述方法還包括獲得所述多個節點的網路相對位置。

較佳地所述多個節點包括控制器，所述多個節點的網路相對位置表示所述多個節點與所述控制器之間的最短路徑的節點數量。

較佳地，在網路初始化期間，所述控制器產生命令封包，將所述命令封包經由所述最短路徑到達所述多個節點的轉發次數作為所述多個節點的網路相對位置。

較佳地，所述多個節點在網路初始化期間儲存網路相對位置。

較佳地，所述多個節點在轉發命令封包時更新網路相對位置。

較佳地，將所述源節點的網路相對位置作為所述轉發計數的初始值。

較佳地，所述源節點產生狀態封包，並且在產生狀態封包時設置所述轉發計數的初始值。

較佳地，判斷步驟包括將所述轉發計數與參考值相比較。

較佳地，所述封包為命令封包，所述參考值為預設的最大值。

較佳地，如果所述轉發計數小於等於所述最大值，則轉發所述命令封包，如果所述轉發計數大於等於所述最大值，則中止轉發所述命令封包。

較佳地，所述封包為狀態封包，所述參考值為所述中 繼節點的網路相對位置。

較佳地，如果所述轉發計數大於等於所述中繼節點的網路相對位置，則轉發所述命令封包，如果所述轉發計數小於所述中繼節點的網路相對位置，則中止轉發所述命令封包。

較佳地，所述方法還包括在轉發所述封包之前，進行隨機延時。

根據本發明的另一態樣，提供一種用於網格網路的節點設備，所述節點設備在所述網格網路中作為中續節點，用於將源節點產生的封包轉發至目標節點，所述節點設備包括：節點控制器，用於從所述封包的內容獲得封包類型和轉發計數；最大值暫存器，用於儲存轉發計數的最大值；相對位置標識暫存器，用於節點設備自身的相對位置標識；射頻收發器，用於實現所述封包的接收和發送；以及收發時序控制器，用於為所述射頻收發器提供時鐘和控制信號，從而實現對所述射頻收發器的狀態控制，其中，所述節點控制器根據所述封包的類型和轉發計數，判斷是否轉發所述封包，在轉發所述封包時，根據所述封包的類型進行不同的計數以獲得所述轉發計數。

較佳地，所述節點設備還包括隨機延時控制器，用於為所述收發時序控制器提供延時信號。

較佳地，所述節點控制器在網路初始化期間，根據接收到的命令封包獲得所述轉發計數的最大值和自身的相對位置標識，並且分別儲存在所述最大值暫存器和所述相對 位置標識暫存器中。

較佳地，所述多個節點設備在轉發命令封包時更新網路相對位置。

較佳地，所述節點控制器在網路正常工作期間，在接收到封包之後，根據所述封包的轉發計數和自身的網路相對位置產生用於指示是否轉發的控制命令，將該控制命令提供給所述射頻轉發器，從而控制所述節點設備的轉發功能。

較佳地，所述封包的類型包括命令封包和狀態封包，所述節點控制器在轉發所述命令封包時進行遞增計數，在轉發所述狀態封包時進行遞減計數。

較佳地，在接收到所述命令封包時，如果所述轉發計數大於等於所述最大值，則所述節點控制器中止轉發所述命令封包。

較佳地，在接收到所述狀態封包時，如果所述轉發計數小於等於所述節點設備自身的相對位置標識，則所述節點控制器中止轉發所述狀態封包。

較佳地，所述射頻收發器為遵循藍牙協定、WIFI協定、ZigBee中至少一種協議的無線收發器。

較佳地，所述節點設備為選自電視、冰箱、熱水器、LED燈、攝像頭、監控器、插座和計時器中的一種，並且支援網路連接功能。

根據本發明實施例的資料轉發方法，針對命令封包和狀態封包，採用不同的處理方式處理封包的內容。根據封 包的類型和轉發計數判斷是否轉發封包。由於根據封包的類型進行不同的計數，因此可以減少無效的資料傳送，從而有效地減少網路對封包的轉發次數，從而實現節能和提高網路通信效率。

在較佳的實施例中，將產生封包的源節點的網路相對位置作為轉發計數的初始值，並且在轉發命令封包時進行遞增計數，在轉發所述狀態封包時進行遞減計數。在判斷是否轉發封包時，針對命令封包，採用預設的轉發計數最大值為參考值，針對狀態封包，採用該節點自身的網路相對位置為參考值，根據封包的轉發計數和參考值的比較結果判斷是否進行轉發。該方法可以進一步限制封包中續的資料傳送方向，從而在減少封包的轉發次數的同時，保證封包的有效轉發，從而進一步提高網路通信效率。

在較佳的實施例中，節點設備在轉發命令資料時更新該節點設備的網路相對位置標識。由於節點設備可以動態更新節點設備的網路相對位置，因此可以適應於動態變化的網路網路結構。即使在網格網路工作期間，節點設備***或去除，節點設備也仍然可以有效地適應新的網路結構，正確執行上述封包的轉發。

101‧‧‧節點控制器

102a‧‧‧最大值暫存器

102b‧‧‧相對位置標識暫存器

103‧‧‧射頻收發器

104‧‧‧收發時序控制器

105‧‧‧隨機延時控制器

通過以下參照圖式對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特徵和優點將更為清楚，在圖式中：圖1示出第一類型的網格網路的拓撲結構； 圖2示出第二類型的網格網路的拓撲結構；圖3示出根據本發明實施例的封包的資料結構；圖4示出根據本發明實施例的節點設備的示意性方塊圖；圖5示出根據本發明實施例的控制器控制方法的流程圖；圖6示出根據本發明實施例的節點資料轉發方法的流程圖。

以下將參照圖式更詳細地描述本發明。在各個圖式中，相同的元件採用類似的圖式標記來表示。為了清楚起見，圖式中的各個部分沒有按比例繪製。此外，可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本發明的許多特定的細節，例如資料結構、網路通訊協定、網路拓撲結構、網路設備硬體結構等，以便更清楚地理解本發明。但正如本領域的技術人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節來實現本發明。

在本申請中使用的術語“源節點”和目標節點”分別表示產生封包和預期接收封包的設備，“源節點”和“目標節點”可以是網路控制器和節點設備中的任一種，“中繼節點”則表示轉發封包的節點設備。

本發明可以各種形式呈現，以下將描述其中一些示 例。

圖1示出第一類型的網格網路的拓撲結構。該網格網路包括網路控制器NC和多個節點N1至N15。網路控制器NC例如為手機、電腦等智慧型終端，也可以是專用的網路控制器，節點設備例如為智慧型設備，例如具備網路連接功能的電視、冰箱、熱水器、LED燈、攝像頭、監控器、插座、計時器等。

第一類型的網格網路為單路徑網路，其中，以網路控制器NC為中心提供多條信號路徑，在每條信號路徑上包括串聯的多個節點，且不同信號路徑上的多個節點彼此不連接。

如圖1所示，以網路控制器NC為中心，節點N1、N6和N11依次連接在第一信號路徑上，節點N2、N7和N12依次連接在第二信號路徑上，節點N3、N8和N13依次連接在第三信號路徑上，節點N4、N9和N14依次連接在第四信號路徑上，節點N5、N10和N15依次連接在第五信號路徑上。第一至第五信號路徑共同連接至網路控制器，彼此之間未連接。每條路徑上的節點在轉發資料時，只能轉發至同一信號路徑上的相鄰節點。也即，每個節點只能經由唯一的信號路徑轉發封包至相鄰的節點或網路控制器。例如，節點N9在轉發資料時，只能轉發至第四信號路徑上的相鄰節點N4和N14。

網路控制器NC與外部網路之間採用WIFI協定、移動通信協定或藍牙協定4.0互聯，網路控制器NC與多個 節點之間、以及多個節點彼此之間可以採用藍牙協定4.0、ZigBee協定、WIFI協定互聯。網路控制器NC不僅控制網格網路內部的資料通信，而且為網格網路與外部網路之間的通信提供路由功能，使得網格網路中的多個節點可以經由網路控制器訪問外部網路。

在網格網路中，節點轉發的封包主要有兩種類型：命令封包和狀態封包。網路控制器NC產生命令封包，用於向節點發送控制指令和配置資料，以實現對節點的控制。另一方面，網路控制器NC和節點均可以產生狀態封包，其中，用於報告網路控制器NC和節點自身的狀態。網格網路中的節點據接收到的指令和配置資料改變自身的狀態，或者轉發接收到的封包。

在第一類型的網格網路中，根據現有的資料轉發方法，不論封包是何種類型，封包的轉發方式均是類似的。在第一種情形下，網路控制器NC產生命令封包，並且將其發送到所有的節點或者特定的節點，節點N1至N15中的每個節點在收到命令封包後會根據協定要求來判斷是否做資料轉發。在第二種情形下，網路控制器NC產生狀態封包，並且將其發送到所有的節點或者特定的節點，節點N1至N15中的每個節點在收到狀態封包後會根據協定要求來判斷是否做資料轉發。在第三種情形下，節點N1至N15中的一個節點產生狀態封包，並且將其轉發同一信號路徑上的相鄰節點。

在上述的資料轉發方法中，位於同一信號路徑的多個 節點通過轉發封包，將封包發送至相鄰的節點。相鄰的節點轉發該封包，從而中繼封包的傳送，直到網路控制器NC收到封包為止。以第四信號路徑上的節點N4為源節點示例說明。節點N4產生狀態封包，並且沿著第四信號路徑傳送。節點N4與網路控制器NC和節點N9相鄰。在節點N4產生的狀態封包到達網路控制器NC之後，網路控制器NC不再轉發該封包。在節點N4產生的狀態封包到達節點N9之後，節點N9既可能向後轉發，也可能向前轉發。在向後轉發時，節點N9向第四信號路徑中的下一個節點N14轉發封包。在向前轉發時，節點N9向第四信號路徑中的上一個節點N4返回封包。無論向前還是向後轉發，每次轉發之後，轉發計數均遞增。

該網格網路的資料轉發方法，由於轉發計數始終遞增，因此可以利用最大值限制轉發次數。該最大值是預設值，對應不同的網路規模大小。通過比較轉發計數和該最大值，防止封包被無限次的無效轉發。然而，最大值限制仍然產生過多的轉發次數。例如，如圖1所示，對於狀態封包而言，節點N4產生的封包向後傳送是不需要的。

圖2示出第二類型的網格網路的拓撲結構。該網格網路包括網路控制器NC和多個節點N1至N15。

第二類型的網格網路為多路徑網路，其中，以網路控制器NC為中心提供多條信號路徑，在每條信號路徑上包括串聯的多個節點，且不同信號路徑上的多個節點可以彼此連接。

如圖2所示，以網路控制器NC為中心，節點N1、N6和N11依次連接在第一信號路徑上，節點N2、N7和N12依次連接在第二信號路徑上，節點N3、N8和N13依次連接在第三信號路徑上，節點N4、N9和N14依次連接在第四信號路徑上，節點N5、N10和N15依次連接在第五信號路徑上。第一至第五信號路徑共同連接至網路控制器，不同信號路徑的信號節點還可以彼此連接。例如第一信號路徑上的節點N1與第五信號路徑上的節點N10彼此連接，第二信號路徑上的節點N7和第三信號路徑上的節點N3彼此連接。每條路徑上的節點在轉發資料時，不僅可能轉發至同一信號路徑上的相鄰節點，而且可能轉發至相鄰信號路徑上的相鄰節點。也即，每個節點可能經由多條不同的信號路徑轉發封包至相鄰的節點或網路控制器。

在第二類型的網格網路中，根據現有的資料轉發方法，不論封包是何種類型，封包的轉發方式均是類似的。在第一種情形下，網路控制器NC產生命令封包，並且將其發送到所有的節點或者特定的節點，節點N1至N15中的每個節點在收到狀態封包後會根據協定要求來判斷是否做資料轉發。在第二種情形下，網路控制器NC產生狀態封包，並且將其發送到所有的節點或者特定的節點，節點N1至N15中的每個節點在收到狀態封包後會根據協定要求來判斷是否做資料轉發。在第三種情形下，節點N1至N15中的一個節點產生狀態封包，並且將其轉發同一信號路徑上的相鄰節點。

在上述的資料轉發方法中，網格網路中的多個節點通過轉發封包，將封包發送至同一信號路徑或不同路徑上的相鄰節點，從而中繼封包的傳送，使得目標節點收到封包。以網路控制器NC作為源節點示例說明。網路控制器NC產生命令封包，並且沿著第一信號路徑傳送。節點N1與網路控制器NC相鄰。在網路控制器NC產生的命令封包到達節點N1之後，節點N1既可能向後轉發，也可能向前轉發。在向後轉發時，節點N1向第一信號路徑中的相鄰節點N6轉發封包，或者向第五信號路徑的相鄰節點N10轉發封包。在向前轉發時，節點N1向網路控制器NC返回封包。無論向前還是向後轉發，每次轉發之後，轉發計數均遞增。

該網格網路的資料轉發方法，由於轉發計數始終遞增，因此可以利用最大值限制轉發次數。該最大值是預設值，對應不同的網路規模大小。通過比較轉發計數和該最大值，防止封包被無限次的無效轉發。然而，最大值限制仍然產生過多的轉發次數。

圖3示出根據本發明實施例的封包的資料結構。封包不僅包括位址資訊、內容資訊和校驗資訊，還包括轉發計數。在該封包中，位址資訊可以包括源節點和目標節點的位址，命令封包和狀態封包的內容資訊分別是命令資訊和狀態資訊。校驗資訊用於對內容資訊的正確性和完整性進行檢查，例如可以是基於內容資訊生成的同位資訊。

與現有技術不同，根據本發明實施例的資料轉發方法 根據封包的類型和源節點在網路中的相對位置進行轉發計數，以及根據轉發計數和中繼節點在網路中的相對位置判斷是否進行轉發。

圖4示出根據本發明實施例的節點設備的示意性方塊圖。節點設備包括節點控制器101、最大值暫存器102a、相對位置標識暫存器102b、射頻收發器103、收發時序控制器104、隨機延時控制器105。該節點設備可以作為圖1和2所示的網格網路的節點。

節點控制器101從封包的內容獲得封包類型和轉發計數。例如，可以根據數包的內容資訊判斷封包類型。

最大值暫存器102a和相對位置標識暫存器102b分別儲存轉發計數的最大值和節點設備自身的相對位置標識。節點控制器101從最大值暫存器102a和相對位置標識暫存器102b獲得轉發計數的最大值和節點設備自身的相對位置標識。

射頻收發器103實現封包的收發，例如可以是2.4GHz、5.8GHz、Sub1GHz等頻段的無線收發器，包括遵循藍牙協定、WIFI協定、ZigBee協定的無線收發器。由於節點設備100越來越多地支援跳頻模式，因此，射頻收發器103可能工作在不同的工作頻率。例如，基於藍牙廣播模式實現的網格網路，節點設備100有3個廣播通道可以選擇，射頻收發器103可以工作於相應的工作頻率。

收發時序控制器104用於為射頻收發器103提供時鐘和控制信號，從而實現對射頻收發器103的狀態控制，根 據協定要求實現對射頻接收/發送狀態的開關和跳轉。

較佳地，所述節點設備包括隨機延時控制器105，用於為收發時序控制器104提供延時信號。在基於資料轉發的網格網路中，接收到封包後，為了防止轉發的封包發生碰撞，都需要經過一段隨機的延時後再轉發封包。隨機延時控制器105與收發時序控制器104一起實現延時轉發功能。

在網路初始化期間，節點控制器101根據接收到的命令封包獲得轉發計數的最大值和自身的相對位置標識，並且分別儲存在最大值暫存器和相對位置標識暫存器中。

在網路正常工作期間，節點控制器101在射頻收發器103接收封包之後，根據封包的轉發計數和節點設備自身在網路中的相對位置產生用於指示是否轉發的控制命令，該控制命令提供給射頻收發器103，從而控制節點設備的轉發功能。

此外，在轉發封包的情形下，節點控制器101修改封包中的轉發計數，使得轉發後的封包括新的轉發計數值。

圖5示出根據本發明實施例的控制器控制方法的流程圖。網路控制器的主要功能是發送命令封包或自身的狀態封包，並接收來自節點的狀態封包。該方法可以用於圖1和2所示的網格網路，由網路控制器執行該控制方法的各個步驟。

在步驟S101中，網路控制器根據協定要求自動處於空閒/睡眠狀態，既不發送也不接收封包，以保證網路控 制器低功耗。

在步驟S102中，網路控制器執行網格網路初始化。

在網格網路初始化中，網路控制器發送命令封包。網路控制器在節點設備的所有廣播通道上進行廣播，使得所有的節點設備都可以接收到命令封包。

該命令封包的命令資訊可以包括：通信通道配置資訊和轉發計數的最大值配置資訊。如上所述，在網格網路初始化期間，節點設備接收命令封包。進一步地，節點設備根據通信通道配置資訊設備無線收發器的工作頻率，並且將最大值配置資訊儲存在轉發計數最大值暫存器中。

網路控制器可以要求所有節點設備工作於同一個通道上，也可以提供多個通道讓節點設備自由選擇。最大值配置資訊用於在節點設備上設置轉發計數的最大值。該最大值是預設值，對應不同的網路規模大小。通過比較轉發計數和該最大值，防止封包被無限次的無效轉發。

如上所述，命令封包包括轉發計數。節點設備在每次轉發接收到的封包時需要把轉發計數加1。節點設備可以根據第一次收到命令封包的轉發計數標識來標誌自身的網路相對位置，也可以通過將多次收到的命令封包的轉發計數來取平均來獲取自身的網路相對位置。節點設備的網路相對位置表示該節點設備與網路控制器之間的最短路徑的節點數量。

在步驟S103，網路控制器判斷是否進入接收狀態或發送狀態。

如果進入發送狀態，則在步驟S104中，網路控制器發送命令或狀態封包。

在步驟S105中，網路控制器判斷是否進入接收狀態。如果未進入接收狀態，則網路控制器返回空閒/睡眠狀態。

如果在步驟S103和步驟S105中判斷進入接收狀態，則在步驟S106中，網路控制器接收狀態封包。

在步驟S107中，網路控制器判斷接收到的狀態封包是否有效。

如果接收到的狀態封包有效，則在步驟S108中，網路控制器對狀態封包進行處理，記錄狀態封包的資訊內容。否則返回步驟S106，重新接收狀態封包。

圖6示出根據本發明實施例的節點資料轉發方法的流程圖。節點設備的主要功能是接收網路控制器發送的命令封包，發送自身的狀態封包，以及轉發接收到的狀態封包。該方法可以用於圖1和2所示的網格網路，由節點執行該方法的各個步驟。

在步驟S201中，節點設備根據協定要求自動處於空閒/睡眠狀態，既不發送也不接收封包，以保證節點設備低功耗。

在步驟S202，節點設備判斷是否進入接收狀態或發送狀態。

如果進入發送狀態，則在步驟S203中，節點設備產生和發送自身的狀態封包。在該步驟中，節點設備從網路 相對位置標識暫存器中讀取自身的網路相對位置標識，將該節點設備的網路相對位置作為轉發計數的初始值寫入狀態封包中。

如果在步驟S202中判斷進入接收狀態，則在步驟S204中，節點設備接收封包。該接收到的封包即可能是網路控制器產生的命令封包，也可能是網路控制器或另一節點設備產生的狀態封包。

在步驟S205中，節點設備判斷接收到的封包是否有效。

如果接收到的封包有效，則進入步驟S206，否則返回步驟S204，重新接收封包。

在步驟S206中，節點設備判斷接收到的封包的類型，即判斷是否為命令封包或狀態封包。例如，節點設備可以通過解析封包的內容資訊來獲得封包的類型資訊。

如果在步驟S206中判斷接收到的封包為命令封包，則在較佳的步驟S207中，節點設備獲取命令封包裡的轉發計數，並且將其作為最新的網路相對位置標識，並且更新該節點設備的網路相對位置標識暫存器。在該步驟可以動態更新節點設備的網路相對位置，從而適應於動態變化的網路網路結構。例如，即使在網格網路工作期間，節點設備***或去除，也仍然可以有效地適應新的網路結構，正確執行上述封包的轉發。

接著，在步驟S208中，節點設備判斷自身是否是該命令封包的目標節點。例如，節點設備可以通過解析命令 封包的內容資訊來獲得封包的目標節點資訊。

如果在步驟S208中判斷自身是該命令封包的目標節點，則在步驟S209中進行隨機延時。然後，在步驟S210中，節點設備產生和發送自身的狀態封包。在該步驟中，節點設備從網路相對位置標識暫存器中讀取自身的網路相對位置標識，將該節點設備的網路相對位置作為轉發計數的初始值寫入狀態封包中。

如果在步驟S208中判斷自身並非是該命令封包的目標節點，則在步驟S211中，進一步判斷封包的轉發計數是否小於最大值。通過比較轉發計數和該最大值，防止封包被無限次的無效轉發。

如果在步驟S211中判斷命令封包的轉發計數大於等於最大值，則節點設備中止轉發該命令封包，返回空閒/睡眠狀態。。

如果在步驟S211中判斷命令資料的轉發計數小於最大值，則在步驟S212中進行隨機延時。然後，在步驟S213中，節點設備轉發該命令封包。在該步驟中，節點設備從命令封包中讀取封包的轉發計數，然後將轉發計數加1獲得新的轉發計數，將新的轉發計數寫入命令封包中。在轉發命令封包之後，節點設備返回空閒/睡眠狀態。

如果在步驟S206中判斷接收到的封包為狀態封包，則在步驟S214中，節點設備進一步判斷狀態封包的轉發計數是否大於自身的相對位置標識。在該步驟中，節點設 備從狀態封包中讀取封包的轉發計數，從網路相對位置標識暫存器中讀取自身的網路相對位置標識。

如果在步驟S214中判斷狀態封包的轉發計數小於等於自身的相對位置標識，則節點設備中止轉發該狀態封包，返回空閒/睡眠狀態。

如果在步驟S214中判斷狀態封包的轉發計數大於自身的相對位置標識，則在步驟S215中進行隨機延時。然後，在步驟S216中，節點設備轉發該狀態封包。在該步驟中，節點設備從狀態封包中讀取封包的轉發計數，然後將轉發計數減1獲得新的轉發計數，將新的轉發計數寫入狀態封包中。在轉發狀態封包之後，節點設備返回空閒/睡眠狀態。

在上述的實施例中描述了根據本發明實施例的節點設備及其資料轉發方法，該節點設備可以用於圖1所示的第一類型的網格網路，或者圖2所示的第二類型的網格網路。然而，本發明不限於特定的網格網路類型。例如，在網格網路中，每個節點都可以與一個或多個相鄰的節點連接，從而形成複雜的網路拓撲，以提供更多的冗餘通信路徑。本發明的資料轉發方法可以適用於這種複雜的網路拓撲。

應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包 括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。

Claims (25)

1. 一種用於網格網路的資料轉發方法，該網格網路包括多個節點，該多個節點中的至少一個節點作為中繼節點，用於將源節點產生的封包轉發至目標節點，該方法包括：根據該封包的類型和轉發計數，判斷是否轉發該封包，其中，在轉發該封包時，根據該封包的類型進行不同的計數以獲得該轉發計數。
2. 根據請求項1所述的方法，其中，該封包的類型包括命令封包和狀態封包，以及在轉發該命令封包時進行遞增計數，在轉發該狀態封包時進行遞減計數。
3. 根據請求項1所述的方法，還包括獲得該多個節點的網路相對位置。
4. 根據請求項3所述的方法，其中，該多個節點包括控制器，該多個節點的網路相對位置表示該多個節點與該控制器之間的最短路徑的節點數量。
5. 根據請求項4所述的方法，其中，在網路初始化期間，該控制器產生命令封包，將該命令封包經由該最短路徑到達該多個節點的轉發次數作為該多個節點的網路相對位置。
6. 根據請求項4所述的方法，其中，該多個節點在網路初始化期間儲存網路相對位置。
7. 根據請求項6所述的方法，其中，該多個節點在 轉發命令封包時更新網路相對位置。
8. 根據請求項3所述的方法，其中，將該源節點的網路相對位置作為該轉發計數的初始值。
9. 根據請求項8所述的方法，其中，該源節點產生狀態封包，並且在產生狀態封包時設置該轉發計數的初始值。
10. 根據請求項3所述的方法，其中，判斷步驟包括將該轉發計數與參考值相比較。
11. 根據請求項10所述的方法，其中，該封包為命令封包，該參考值為預設的最大值。
12. 根據請求項11所述的方法，其中，如果該轉發計數小於等於該最大值，則轉發該命令封包，如果該轉發計數大於等於該最大值，則中止轉發該命令封包。
13. 根據請求項10所述的方法，其中，該封包為狀態封包，該參考值為該中繼節點的網路相對位置。
14. 根據請求項13所述的方法，其中，如果該轉發計數大於等於該中繼節點的網路相對位置，則轉發該命令封包，如果該轉發計數小於該中繼節點的網路相對位置，則中止轉發該命令封包。
15. 根據請求項1所述的方法，還包括在轉發該封包之前，進行隨機延時。
16. 一種用於網格網路的節點設備，該節點設備在該網格網路中作為中續節點，用於將源節點產生的封包轉發至目標節點，該節點設備包括： 節點控制器，用於從該封包的內容獲得封包類型和轉發計數；最大值暫存器，用於儲存轉發計數的最大值；相對位置標識暫存器，用於節點設備自身的相對位置標識；射頻收發器，用於實現該封包的接收和發送；以及收發時序控制器，用於為該射頻收發器提供時鐘和控制信號，從而實現對該射頻收發器的狀態控制，其中，該節點控制器根據該封包的類型和轉發計數，判斷是否轉發該封包，在轉發該封包時，根據該封包的類型進行不同的計數以獲得該轉發計數。
17. 根據請求項16所述的節點設備，還包括隨機延時控制器，用於為該收發時序控制器提供延時信號。
18. 根據請求項16所述的節點設備，其中，該節點控制器在網路初始化期間，根據接收到的命令封包獲得該轉發計數的最大值和自身的相對位置標識，並且分別儲存在該最大值暫存器和該相對位置標識暫存器中。
19. 根據請求項18所述的節點設備，其中，該多個節點設備在轉發命令封包時更新網路相對位置。
20. 根據請求項16所述的節點設備，其中，該節點控制器在網路正常工作期間，在接收到封包之後，根據該封包的轉發計數和自身的網路相對位置產生用於指示是否轉發的控制命令，將該控制命令提供給該射頻轉發器，從而控制該節點設備的轉發功能。
21. 根據請求項16所述的節點設備，其中，該封包的類型包括命令封包和狀態封包，該節點控制器在轉發該命令封包時進行遞增計數，在轉發該狀態封包時進行遞減計數。
22. 根據請求項21所述的節點設備，其中，在接收到該命令封包時，如果該轉發計數大於等於該最大值，則該節點控制器中止轉發該命令封包。
23. 根據請求項21所述的節點設備，其中，在接收到該狀態封包時，如果該轉發計數小於等於該節點設備自身的相對位置標識，則該節點控制器中止轉發該狀態封包。
24. 根據請求項16所述的節點設備，其中，該射頻收發器為遵循藍牙協定、WIFI協定、ZigBee中至少一種協議的無線收發器。
25. 根據請求項16所述的節點設備，其中，該節點設備為選自電視、冰箱、熱水器、LED燈、攝像頭、監控器、插座和計時器中的一種，並且支援網路連接功能。