网络通信方法网桥设备节点以及网络通信系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010614420.4 (22)申请日 2020.06.30 (71)申请人 上海乾隆节能科技有限公司 地址 200131 上海市浦东新区自由贸易试 验区张衡路1999号3号楼3楼西办公室 申请人 苏州欧普照明有限公司 欧普照明股份有限公司 (72)发明人 杨富友王耀海李琦王涛 彭向辉周振华 (74)专利代理机构 北京国昊天诚知识产权代理 有限公司 11315 代理人 赵传海 (51)Int.Cl. H04L 12/46(2006.01) (54)发明名称 网络通信方法， 。

2、网桥设备节点， 以及网络通 信系统 (57)摘要 本发明涉及用于管理服务平台向设备节点 进行数据信息发送的网络通信方法， 其特征在 于， 该方法包括， 设备节点接收管理服务平台发 送的数据信息； 所述数据信息包括该设备节点及 其周边其他设备节点的数据信息； 所述设备节点 解析出与自身相关的数据信息； 如果所述设备节 点具备本地通信能力， 则通过本地网络向周边其 他设备节点发送周边其他设备节点相关的数据 信息。 本发明中的技术方案采用了NB通信网络+ 本地通信网络的模式， 选择一个网桥节点来统一 和管理服务平台的通信， 解决了现有技术中单纯 使用NB通信网络导致的并行发送能力差的问题， 提升了并。

3、行发送效率， 用户的感知度大大提高。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 111628922 A 2020.09.04 CN 111628922 A 1.一种用于管理服务平台向设备节点进行数据信息发送的网络通信方法， 其特征在 于， 该方法包括， 设备节点接收管理服务平台发送的数据信息； 所述数据信息包括该设备节点及其周边其他设备节点的数据信息； 所述设备节点解析出与自身相关的数据信息； 如果所述设备节点具备本地通信能力， 则通过本地网络向周边其他设备节点发送周边 其他设备节点相关的数据信息。 2.根据权利要求1所述的网络通信方法， 其特征在于， 如果所述设备节点不具备本地通信能力， 。

4、则设备节点向网络服务平台发送自身不具备 本地通信能力消息。 3.根据权利要求1所述的网络通信方法， 其特征在于， 所述数据信息中包括每个设备节点的ID信息。 4.根据权利要求3所述的网络通信方法， 其特征在于， 当所述网络通信方法用于灯具控制系统时， 数据信息中包括设备节点的开关、 调光信 息。 5.根据权利要求1所述的网络通信方法， 其特征在于， 所述设备节点通过NB网络接收管理服务平台发送的数据信息； 所述设备节点和其他设备节点之间通过本地网络进行通信。 6.根据权利要求5所述的数据信息发送方法， 其特征在于， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 7.一种网。

5、络通信方法， 其特征在于， 该方法包括， 设备节点通过本地网络向网桥节点发送自身设备信息； 网桥节点根据业务策略将设备节点信息通过NB网络发送给管理服务平台； 管理服务平台对网桥节点发送的设备节点信息进行处理。 8.根据权利要求7所述的网络通信方法， 其特征在于， 在设备节点向网桥节点发送自身设备信息之前， 设备节点寻找网桥节点。 9.根据权利要求8所述的网络通信方法， 其特征在于， 设备节点寻找网桥节点包括， 设备节点向周边设备节点发送寻找网桥节点消息； 能够作为网桥的设备节点向该设备节点发送确认作为网桥节点的消息。 10.根据权利要求9所述的网络通信方法， 其特征在于， 所述业务策略包括，。

6、 网桥节点定期地收集周边设备节点的信息并集中上报。 11.根据权利要求7所述的网络通信方法， 其特征在于， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 12.一种网桥设备节点， 其特征在于， 包括： NB通信模块、 处理器、 存储器， 以及本地通信模块； 其中， 所述处理器分别和NB通信模块、 存储器， 以及本地通信模块电连接； NB通信模块， 配置为接收管理服务平台发送的数据信息并转发给处理器； 处理器， 配置为将与该网桥设备节点相关的数据信息保存在存储器中， 并将其他设备 权利要求书 1/2 页 2 CN 111628922 A 2 节点的数据信息， 发送给本地通信。

7、模块， 由本地通信模块利用本地网络将其他设备节点的 数据信息通过广播或组播发送出去。 13.根据权利要求12所述的网桥设备节点， 其特征在于， 所述数据信息中包括每个设备节点的ID信息。 14.根据权利要求12所述的网桥设备节点， 其特征在于， 当所述网络通信方法用于灯具控制系统时， 数据信息中包括设备节点的开关、 调光信 息。 15.根据权利要求12所述的网桥设备节点， 其特征在于， 所述设备节点通过NB网络接收管理服务平台发送的数据信息； 所述设备节点和其他设备节点之间通过本地网络进行通信。 16.根据权利要求15所述的数据信息发送方法， 其特征在于， 所述本地网络包括PCL网络， Zig。

8、bee网络， 或Wifi网络。 17.一种网络通信系统， 其特征在于， 该系统包括权利要求12-16任一项所述的网桥设备节点， 通过该网桥设备节点实现与 管理服务平台通信的设备节点， 以及管理服务平台。 18.一种网桥设备节点， 其特征在于， 包括： NB通信模块、 处理器、 存储器， 以及本地通信模块； 其中， 所述处理器分别和NB通信模块、 存储器， 以及本地通信模块电连接； 本地通信模块配置为接收其他设备节点发送的寻找网桥节点消息， 并将所述寻找网桥 节点消息发送给处理器； 处理器配置为， 根据寻找网桥节点消息生成一确认作为网桥节点消息， 并将该确认作 为网桥节点消息发送给本地通信模块，。

9、 由本地通信模块通过本地网络广播或组播出去； 本地通信模块还配置为接收其他设备节点发送的自身设备信息， 并该将自身设备信息 发送给处理器； 所述处理器配置为根据业务策略将设备节点信息通过NB通信模块发送给管理服务平 台。 19.根据权利要求18所述的网桥设备节点， 其特征在于， 所述业务策略包括， 定期地收集周边设备节点的信息并集中上报。 20.根据权利要求18所述的网桥设备节点， 其特征在于， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 21.一种网络通信系统， 其特征在于， 该系统包括权利要求18-20任一项所述的网桥设备节点， 通过该网桥设备节点实现与 管理服务平。

10、台通信的设备节点， 以及管理服务平台。 22.根据权利要求21所述的网络通信系统， 其特征在于， 所述设备节点为智慧路灯。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111628922 A 3 网络通信方法， 网桥设备节点， 以及网络通信系统 技术领域 0001 本发明属于路灯领域， 具体涉及一种智慧路灯控制系统。 背景技术 0002 NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术， 支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接， 也 被叫作低功耗广域网(LPWAN)。 NB-IoT支持待机时间长、 对网络连接要求较高设备的高效连 接。 NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年， 同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据。

11、连接 覆盖。 0003 NB-IoT给智慧路灯带来了很大便利： 1.简化了安装调试环节,大大降低了针对组 网功能的安装调试难度,普通路灯安装人员即可完成， 而无需专业的工程师参与； 2.网络稳 定性增强,每个灯控节点都有单独的上行通道优于原方案下仅网关节点具备上行能力。 0004 基于NB-IoT单模式通信方案,由于NB-IoT原生的速率,带宽等带来的并发能力差 的问题就会导致基于该通信方案的应用一旦涉及到并行处理的场景就会受到瓶颈限制甚 至无法满足应用要求例如针对3万盏连续路段的路灯控制平台,要求应急处理1分钟内能将 3万盏灯设置在某一状态,在当前NB-IoT技术阶段日常工作时无法达到该并行。

12、控制能力。 0005 而基于传统网关三级组网方案的路灯控制系统中,由于网关是控制中枢一旦网关 故障就会导致子网所有设备通信控制中断系统的稳定性对网关单节点稳定强依赖。 同时传 统三级组网方案中的本地网络例如采用PLC， ZigBee等技术方案的路灯控制系统中,由于本 地组网部署的调试技术难度导致施工人员的要求较高。 发明内容 0006 本发明的目的， 就是解决现有技术中的路灯网络并行发送能力差的问题， 提出了 一种新型的网络通信方法， 网桥设备节点， 以及网络通信系统。 0007 本发明的技术方案一： 一种用于管理服务平台向设备节点进行数据信息发送的网 络通信方法， 该方法包括， 设备节点接收。

13、管理服务平台发送的数据信息； 所述数据信息包括 该设备节点及其周边其他设备节点的数据信息； 所述设备节点解析出与自身相关的数据信 息； 如果所述设备节点具备本地通信能力， 则通过本地网络向周边其他设备节点发送周边 其他设备节点相关的数据信息。 0008 进一步的， 如果所述设备节点不具备本地通信能力， 则设备节点向网络服务平台 发送自身不具备本地通信能力消息。 0009 进一步的， 所述数据信息中包括每个设备节点的ID信息。 0010 进一步的， 当所述网络通信方法用于灯具控制系统时， 数据信息中包括设备节点 的开关、 调光信息。 0011 进一步的， 所述设备节点通过NB网络接收管理服务平台。

14、发送的数据信息； 所述设 备节点和其他设备节点之间通过本地网络进行通信。 0012 进一步的， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 说明书 1/6 页 4 CN 111628922 A 4 0013 本发明的技术方案二： 一种网络通信方法， 该方法包括， 设备节点通过本地网络向 网桥节点发送自身设备信息； 网桥节点根据业务策略将设备节点信息通过NB网络发送给管 理服务平台； 管理服务平台对网桥节点发送的设备节点信息进行处理。 0014 进一步的， 在设备节点向网桥节点发送自身设备信息之前， 设备节点寻找网桥节 点。 0015 进一步的， 设备节点寻找网桥节点包括。

15、， 设备节点向周边设备节点发送寻找网桥 节点消息； 能够作为网桥的设备节点向该设备节点发送确认作为网桥节点的消息。 0016 进一步的， 所述业务策略包括， 网桥节点定期地收集周边设备节点的信息并集中 上报。 0017 进一步的， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 0018 本发明的技术方案三： 一种网桥设备节点， 包括： NB通信模块、 处理器、 存储器， 以 及本地通信模块； 其中， 所述处理器分别和NB通信模块、 存储器， 以及本地通信模块电连接； NB通信模块， 配置为接收管理服务平台发送的数据信息并转发给处理器； 处理器， 配置为将 与该网桥设备节点。

16、相关的数据信息保存在存储器中， 并将其他设备节点的数据信息， 发送 给本地通信模块， 由本地通信模块利用本地网络将其他设备节点的数据信息通过广播或组 播发送出去。 0019 进一步的， 所述数据信息中包括每个设备节点的ID信息。 0020 进一步的， 当所述网络通信方法用于灯具控制系统时， 数据信息中包括设备节点 的开关、 调光信息。 0021 进一步的， 所述设备节点通过NB网络接收管理服务平台发送的数据信息； 所述设 备节点和其他设备节点之间通过本地网络进行通信。 0022 进一步的， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 0023 本发明的技术方案四： 一种。

17、网络通信系统， 该系统包括前述的网桥设备节点， 通过 该网桥设备节点实现与管理服务平台通信的设备节点， 以及管理服务平台。 0024 本发明的技术方案五： 一种网桥设备节点， 包括： NB通信模块、 处理器、 存储器， 以 及本地通信模块； 其中， 所述处理器分别和NB通信模块、 存储器， 以及本地通信模块电连接； 本地通信模块配置为接收其他设备节点发送的寻找网桥节点消息， 并将所述寻找网桥节点 消息发送给处理器； 处理器配置为， 根据寻找网桥节点消息生成一确认作为网桥节点消息， 并将该确认作为网桥节点消息发送给本地通信模块， 由本地通信模块通过本地网络广播或 组播出去； 本地通信模块还配置为。

18、接收其他设备节点发送的自身设备信息， 并该将自身设 备信息发送给处理器； 所述处理器配置为根据业务策略将设备节点信息通过NB通信模块发 送给管理服务平台。 0025 进一步的， 所述业务策略包括， 定期地收集周边设备节点的信息并集中上报。 0026 进一步的， 所述本地网络包括PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络。 0027 本发明的技术方案六： 一种网络通信系统， 该系统包括前述的网桥设备节点， 通过 该网桥设备节点实现与管理服务平台通信的设备节点， 以及管理服务平台。 0028 进一步的， 所述设备节点为智慧路灯。 0029 本发明的有益效果为： 本发明中的技术方案采用了NB通。

19、信网络+本地通信网络的 模式， 选择一个网桥节点来统一和管理服务平台的通信， 解决了现有技术中单纯使用NB通 说明书 2/6 页 5 CN 111628922 A 5 信网络导致的并行发送能力差的问题， 提升了并行发送效率， 用户的感知度大大提高。 附图说明 0030 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍， 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 领域的普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其 他的附图。 0031 图1为本发明实施例优选的应用于智慧路灯的设备节点控制系统架构示。

20、意图； 0032 图2为本发明实施例优选的管理服务平台向设备节点发送数据信息的方法示意 图； 0033 图3为本发明实施例优选的设备节点向管理服务平台上传信息的方法一示意图； 0034 图4为本发明实施例优选的作为网桥节点的设备节点的结构示意图。 具体实施方式 0035 为了使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述， 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 所有其它实施例， 都属于本发明保护的范围。 0036 下面结合附图对本发明作进一步。

21、说明。 0037 实施例一 0038 图1为本发明实施例优选的应用于智慧路灯的设备节点控制系统架构示意图。 0039 如图1所示， 设备节点控制系统包括， 管理服务平台1， 基站2， 以及设备节点3。 其 中， 一个管理服务平台1下设置有多个基站2， 例如基站2A， 基站2B， 基站2C等， 一个基站2下 面设置有多个设备节点3A， 设备节点3B， 设备节点3C， 设备节点3D等。 基站2和设备节点3之 间可通过NB-IoT通信网络连接， 设备节点3之间可通过本地通信网络连接， 本地通信网络可 以是PCL网络， Zigbee网络， 或Wifi网络等， 基站2和设备节点3之间也可以不连接， 例如。

22、图1 中， 基站2B分别和设备节点3A、 设备节点3B、 设备节点3C、 设备节点3D， 但基站2B和设备节点 3E未连接。 设备节点3之间也可以不连接， 例如设备节点3A只和基站2B保持NB连接， 跟其他 设备节点之间没有本地连接。 0040 由于通信链路中每个设备节点3的通信能力不同， 可将设备节点3分为游离节点， NB单链节点， 本地单链节点， 双向双链节点。 不同通信能力的设备节点3的特征如下表所示: 0041 名称特征 游离节点NB链路通信失效， 本地链路通信失效 NB单链节点NB链路通信正常， 本地链路通信失效 本地单链节点NB链路通信失效， 本地链路通信正常 双向双链节点NB链路。

23、通信正常， 本地链路通信正常 0042 表1 0043 从是否能够为本地设备节点3代理的角度可以将设备节点3分为4中角色： 网桥节 点， 网桥候选节点， 中继节点， 普通节点。 不同角色的设备节点的具体介绍如下表所示： 说明书 3/6 页 6 CN 111628922 A 6 0044 0045 表2 0046 结合表1和表2可以看出， 双向双链节点可作为网桥节点和网桥候选节点， 中继节 点可以是本地单链节点或双向双链节点， NB单链节点只能和基站2进行NB通信， 不能作为网 桥节点以及中继节点。 而游离节点处于失联状态， 在管理服务平台1上无法获取该游离节点 的状态信息， 管理服务平台1也无。

24、法向该游离节点传输命令和数据， 对于游离节点需要维护 人员进行维修， 使得游离节点入网。 0047 实施例二 0048 图2为本发明实施例优选的管理服务平台向设备节点发送数据信息的方法示意 图。 0049 如图2所示， 管理服务平台1向设备节点3发送数据信息的方法步骤如下： 0050 S21、 设备节点3接收网络服务平台1发送的数据信息； 0051 具体的， 网络服务平台1先将数据信息发送给基站2， 由基站2通过NB网络向设备节 点3发送数据信息。 所述数据信息包括该设备节点3相关的数据信息， 以及该设备节点3周边 其他设备节点相关的数据信息。 0052 S22、 该设备节点解析出与对数据信息。

25、进行解析， 提取出与自身相关的数据信息； 0053 具体的， 该设备节点3从数据信息中解析出与自身相关的数据信息， 并保存在该设 备节点3内的存储器中， 后续根据数据信息中的内容执行相关操作， 例如， 在某个时间点执 行开关灯操作， 或执行调光操作。 0054 S23、 该设备节点3判断自身是否具备本地通信能力， 如果具备本地通信能力， 则通 过本地网络向周边其他设备节点发送周边其他设备节点相关的数据信息； 如果不具备， 则 向网络服务平台发送自身不具备本地通信能力消息； 0055 其中， 该设备节点3如果具备本地通信能力， 则该设备节点3就属于双向双链节点， 可以作为网桥节点。 该设备节点3。

26、可通过广播或组播的方式向周边其他设备节点发送数据 说明书 4/6 页 7 CN 111628922 A 7 信息， 例如， 该数据信息中可以包括多个设备节点的ID和该ID对应的数据信息， 当某个设备 节点接收到该数据信息后比对自身ID是否与数据信息中的ID匹配， 如果匹配则提取与自身 相关的数据信息， 如果不匹配则发送给周边其他设备节点， 此时该设备节点作为中继节点。 0056 可选的， 数据信息中可包括广播该数据信息的跳数， 如管理服务平台1设置广播该 数据信息的跳数为5跳， 数据信息每被广播一次减去1， 直到减到0， 则不再进行广播。 0057 实施例三 0058 图3为本发明实施例优选的。

27、设备节点向管理服务平台上传信息的方法一示意图。 0059 如图3所示， 设备节点3向管理服务平台1上传信息的方法步骤如下： 0060 S31、 设备节点3向周边设备节点广播寻找网桥节点消息； 0061 具体的， 由于该设备节点3之前没有通过网桥节点向其发送过消息， 也没有网桥节 点向其发送过消息， 因此， 该设备节点第一次向管理服务平台1发送消息时， 需要寻找可以 作为网桥的设备节点。 0062 S32、 能够作为网桥的设备节点3广播确认自身作为网桥节点的消息， 此时网桥节 点确定。 0063 S33、 设备节点3向网桥节点发送自身设备信息。 0064 S34、 网桥节点根据业务策略将设备节点。

28、信息发送给管理服务平台1。 0065 具体的， 业务策略包括网桥节点定期地收集周边设备节点3的信息， 并转发给管理 服务平台1， 例如， 网桥节点在5分钟的时间内收集多个设备节点3的信息， 并在5分钟到达 时， 一起打包发送给管理服务平台1。 0066 S35、 服务管理平台1对网桥节点发送的设备节点信息进行处理。 0067 设备节点信息可以是设备节点的状态信息， 例如， 电压电流情况， 进水情况， 温度 情况， 灯具开关状态等。 0068 实施例四 0069 图4为本发明实施例优选的作为网桥节点的设备节点的结构示意图。 0070 如图4所示， 作为网桥节点的设备节点(可简称为网桥设备节点)包。

29、括， NB通信模块 41、 处理器42、 存储器43， 以及本地通信模块44。 其中， 处理器42分别和NB通信模块41、 存储 器43， 以及本地通信模块44电连接。 0071 其中， NB通信模块41， 配置为接收管理服务平台1发送的数据信息并转发给处理器 42。 数据信息包括该网桥设备节点的数据信息外， 还可包括周边其他设备节点3的数据信 息， 每个设备节点3的ID对应其数据信息。 0072 处理器42， 配置为将与该网桥设备节点相关的数据信息保存在存储器43中， 并将 其他设备节点的数据信息， 发送给本地通信模块44， 由本地通信模块44利用本地网络将其 他设备节点的数据信息通过广播或。

30、组播发送出去。 数据信息例如是路灯的开关灯时间设置 信息、 调光设置信息等。 0073 当设备节点3需要向管理服务平台1上传数据时， 本地通信模块44配置为接收其他 设备节点发送的寻找网桥节点消息， 并将所述寻找网桥节点消息发送给处理器42。 0074 处理器42配置为， 根据寻找网桥节点消息生成一确认作为网桥节点消息， 并将该 确认作为网桥节点消息发送给本地通信模块44， 由本地通信模块44通过本地网络广播或组 播出去。 说明书 5/6 页 8 CN 111628922 A 8 0075 本地通信模块44还配置为接收其他设备节点发送的自身设备信息， 并该将自身设 备信息发送给处理器42。 处。

31、理器42配置为根据业务策略将设备节点信息通过NB通信模块41 发送给管理服务平台1。 0076 其中， 根据业务策略将设备节点信息通过NB通信模块41发送给管理服务平台1， 包 括， 在规定时间内将一个或多个其他设备节点通过本地通信发送的设备节点信息进行整 合， 并将整合后的设备节点信息发送给NB通信模块41， 由NB通信模块41将该整合后的设备 节点信息发送给管理服务平台1。 示例的， 处理器42可设置为将10分钟内接收到的分组内其 他设备节点的设备节点信息进行整合。 当然， 整合后的设备节点信息， 也可包括网桥设备节 点自身的设备节点信息。 0077 本发明中的多个实施例均采用NB通信网络。

32、+本地通信网络的模式， 解决了现有技 术中单纯使用NB通信网络导致的并行发送能力差的问题， 提升了并行发送效率， 用户的感 知度大大提高。 0078 尽管已描述了本发明的优选实施例， 但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念， 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。 所以， 所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。 0079 显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 说明书 6/6 页 9 CN 111628922 A 9 图1 图2 说明书附图 1/3 页 10 CN 111628922 A 10 图3 说明书附图 2/3 页 11 CN 111628922 A 11 图4 说明书附图 3/3 页 12 CN 111628922 A 12 。