本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、組網(wǎng)和信息交互方法。

背景技術(shù)：

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，并對社會生活產(chǎn)生了巨大的影響。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)衛(wèi)星傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知的對象信息，并發(fā)送給觀察者。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：在現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無論是否參與信息交互的過程，都會要求一些節(jié)點(diǎn)長時(shí)間處于工作狀態(tài)，而且網(wǎng)絡(luò)越大，所需要的不進(jìn)入睡眠狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目越多，這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)能耗過高，這些無休眠節(jié)點(diǎn)必須由電源長期供電，如果采用電池供電，則網(wǎng)絡(luò)壽命會極低，限制無線傳感器組網(wǎng)的使用場景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、組網(wǎng)和信息交互方法，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)在不參與信息交互時(shí)，可以長時(shí)間保持休眠狀態(tài)，使得所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以用較小容量的電池進(jìn)行供電，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也可以做到數(shù)千節(jié)點(diǎn)的規(guī)模，大大增加了應(yīng)用的范圍。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括：N個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)、M個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其中，N與M均為大于或者等于1的自然數(shù)；邊緣節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有傳感器，用于采集信息；中間節(jié)點(diǎn)，用于收集邊緣節(jié)點(diǎn)采集到的信息；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，用于匯聚中間節(jié)點(diǎn)收集到的信息；其中，在一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的組網(wǎng)方法，包括：啟動網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之后，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入組網(wǎng)模式，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)通信周期內(nèi)至少發(fā)送一次組網(wǎng)信息，其中，組網(wǎng)信息中攜帶網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包的時(shí)間點(diǎn)、發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包的數(shù)據(jù)接收方，以及向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送數(shù)據(jù)的循環(huán)模式；啟動中間節(jié)點(diǎn)之后，中間節(jié)點(diǎn)搜索網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的組網(wǎng)信息，并向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送附著請求；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的附著請求，并在后續(xù)的組網(wǎng)信息中控制已附著成功的中間節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)控制已附著成功的每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)入組網(wǎng)模式，并允許邊緣節(jié)點(diǎn)附著到中間節(jié)點(diǎn)，直到所有中間節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)均進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種信息交互方法，應(yīng)用于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)用于匯聚中間節(jié)點(diǎn)收集到的信息；信息交互方法包括：在一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種信息交互方法，應(yīng)用于中間節(jié)點(diǎn)；中間節(jié)點(diǎn)，用于收集邊緣節(jié)點(diǎn)采集到的信息；信息交互方法包括：在一個(gè)通信周期內(nèi)，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互；中間節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。

本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種信息交互方法，應(yīng)用于邊緣節(jié)點(diǎn)；邊緣節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有傳感器，用于采集信息；信息交互方法包括：邊緣節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)廣播包，并在節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶的邊緣節(jié)點(diǎn)編號與自身的編號一致時(shí)，與中間節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)隙進(jìn)行信息交互；其中，節(jié)點(diǎn)廣播包由中間節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶有中間節(jié)點(diǎn)的編號以及當(dāng)前允許與中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的邊緣節(jié)點(diǎn)編號。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，這樣，可以提高信息傳輸?shù)男?。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)以及邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段處于休眠狀態(tài)，使得上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以用較小容量的電池進(jìn)行供電，這樣，可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也可以做到數(shù)千節(jié)點(diǎn)的規(guī)模，大大增加了應(yīng)用的范圍。

另外，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)還在每一個(gè)通信周期的第一預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包，其中，網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶有同步信息或者預(yù)告后續(xù)向中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)；中間節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)廣播包，根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶的同步信息進(jìn)行同步，并得到中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)。中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包，可以判斷該中間節(jié)點(diǎn)在收到廣播包的時(shí)間點(diǎn)是否需要同步喚醒，并且，還可以獲取該中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)。這樣，中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽并解析網(wǎng)關(guān)廣播包，只需在特定的時(shí)間點(diǎn)喚醒，而在其余時(shí)間點(diǎn)可以處于休眠狀態(tài)。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低中間節(jié)點(diǎn)的功率，并延長中間節(jié)點(diǎn)的壽命。

另外，中間節(jié)點(diǎn)在時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失之后，監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)廣播包，并根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶的同步信息重新進(jìn)行同步。中間節(jié)點(diǎn)在時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失之后，可以通過監(jiān)聽與解析網(wǎng)關(guān)廣播包，重新與網(wǎng)絡(luò)同步。這樣，可以避免因某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失，影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的同步工作狀態(tài)。

另外，中間節(jié)點(diǎn)還在每一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包，其中，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶有中間節(jié)點(diǎn)的編號以及當(dāng)前允許與中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的邊緣節(jié)點(diǎn)編號；邊緣節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)廣播包，并在節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶的邊緣節(jié)點(diǎn)編號與自身的編號一致時(shí)，與中間節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)隙進(jìn)行信息交互。邊緣節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽與解析中間節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的節(jié)點(diǎn)廣播包，可以依據(jù)自身編號是否與節(jié)點(diǎn)廣播包中攜帶的編號一致，判斷是否可以在當(dāng)前時(shí)隙與該中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，并且，只在上述編號一致時(shí)，才進(jìn)行信息交互。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低邊緣節(jié)點(diǎn)的功率，并延長邊緣節(jié)點(diǎn)的壽命。

另外，至少有一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者至少有一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)通信周期內(nèi)有至少兩個(gè)時(shí)隙進(jìn)行信息交互。通過這種方式，可以為信息交互量較大的節(jié)點(diǎn)分配較多的時(shí)隙進(jìn)行信息交互，從而保證信息交互的及時(shí)性。

另外，在一個(gè)通信周期內(nèi)，進(jìn)行信息交互所占用的總時(shí)長小于一個(gè)通信周期。通過這種方式，可以預(yù)留一些時(shí)隙，以備后續(xù)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)使用，或者分配給信息交互量較大的節(jié)點(diǎn)使用，從而提高網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的擴(kuò)容能力。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的通信時(shí)序示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)方法中的中間節(jié)點(diǎn)附著到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的時(shí)序示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)方法中的中間節(jié)點(diǎn)P0附著邊緣節(jié)點(diǎn)的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式中的邊緣節(jié)點(diǎn)附著到#n中間節(jié)點(diǎn)的時(shí)序示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)施方式的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括：N個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)102、M個(gè)中間節(jié)點(diǎn)101與一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)100，其中，N與M均為大于或者等于1的自然數(shù)。在一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)100與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)101進(jìn)行信息交互，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)101與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)102進(jìn)行信息交互。圖1示意了每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)可以與99個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互。

邊緣節(jié)點(diǎn)上可以設(shè)置傳感器，其中，傳感器可用于采集信息。例如，邊緣節(jié)點(diǎn)上可以設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器等，邊緣節(jié)點(diǎn)可以通過上述傳感器采集環(huán)境中的溫度或者濕度信息。

中間節(jié)點(diǎn)可以收集邊緣節(jié)點(diǎn)采集到的信息。具體地說，在邊緣節(jié)點(diǎn)通過傳感器采集到環(huán)境中的信息后，中間節(jié)點(diǎn)可以收集邊緣節(jié)點(diǎn)采集到的信息。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可用于匯聚中間節(jié)點(diǎn)收集到的信息。具體地說，在中間節(jié)點(diǎn)收集到環(huán)境中的信息后，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可用于匯聚中間節(jié)點(diǎn)收集到的信息。

在本實(shí)施方式中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外均處于休眠狀態(tài)。具體地說，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期內(nèi)，只在某一個(gè)或者某幾個(gè)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行信息交互，而在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的其他時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)，并且，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)在處于休眠狀態(tài)時(shí)，只有極小的能量消耗(例如，納瓦或者微瓦的級別)。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，這樣，可以提高信息傳輸?shù)男?。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)以及邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段處于休眠狀態(tài)，使得上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以用較小容量的電池進(jìn)行供電，這樣，可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也可以做到數(shù)千節(jié)點(diǎn)的規(guī)模，大大增加了應(yīng)用的范圍。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步細(xì)化，給出了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的具體方式。

本實(shí)施方式中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)通信周期的第一預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包，其中，網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶有同步信息或者預(yù)告后續(xù)向中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽與解析網(wǎng)關(guān)廣播包，可以獲取網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的信息，并且根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶的同步信息進(jìn)行同步，同時(shí)可以得到自身后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)。具體地說，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包中可以攜帶中間節(jié)點(diǎn)的編號，并且，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中攜帶的同步信息以及中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)，均與其中攜帶的中間節(jié)點(diǎn)的編號一一對應(yīng)，當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽并解析到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的同步信息與自身的編號對應(yīng)時(shí)，則該中間節(jié)點(diǎn)同步喚醒，將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，該中間節(jié)點(diǎn)還可以獲取其后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)，并在后續(xù)喚醒時(shí)間點(diǎn)到來時(shí)再喚醒。

例如，如圖2所示，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在第一個(gè)周期的第一個(gè)時(shí)隙T1發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包GB，中間節(jié)點(diǎn)P0監(jiān)聽并解析該廣播包，根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的信息，中間節(jié)點(diǎn)P0與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步信息交互，并且，圖中的G/P0表示網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)P0可以是雙向通信；其他中間節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)可以選擇性監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)廣播，用于同步等。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在第二個(gè)周期的第一個(gè)時(shí)隙發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包GB，中間節(jié)點(diǎn)P1監(jiān)聽并解析該廣播包，根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的信息，中間節(jié)點(diǎn)P1與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步信息交互，并且，圖中的G/P1表示網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)P1可以是雙向通信；其他中間節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)可以選擇性監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)廣播，用于同步等。依次類推，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)每一個(gè)周期的第一時(shí)隙與M個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)進(jìn)行信息交互，可以依據(jù)中間節(jié)點(diǎn)的編號順序進(jìn)行遍歷，也可以隨機(jī)進(jìn)行遍歷。由此可見，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過一定時(shí)間必然與每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)至少進(jìn)行一次信息交互，可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定遍歷算法，在此不一一例舉?，F(xiàn)有的遍歷算法均可適用于本申請。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，中間節(jié)點(diǎn)還在每一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包，其中，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶有中間節(jié)點(diǎn)的編號以及當(dāng)前允許與該中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的邊緣節(jié)點(diǎn)編號。邊緣節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)廣播包，并在節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶的邊緣節(jié)點(diǎn)編號與自身的編號一致時(shí)，與中間節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)隙進(jìn)行信息交互。

例如，如圖2所示，在第一個(gè)周期的第二個(gè)時(shí)隙T2內(nèi)，中間節(jié)點(diǎn)P0發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包PB0，在接下來的時(shí)間里與邊緣節(jié)點(diǎn)N0進(jìn)行信息交互；而在第一個(gè)周期的第三個(gè)時(shí)隙T2內(nèi)，中間節(jié)點(diǎn)P1發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包PB1，在接下來的時(shí)間里與邊緣節(jié)點(diǎn)N100進(jìn)行信息交互；依此類推，在第一個(gè)周期內(nèi)，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與其邊緣節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)進(jìn)行信息交互。以上每次中間節(jié)點(diǎn)廣播的過程中，本時(shí)間點(diǎn)內(nèi)不參與信息交互的其他邊緣節(jié)點(diǎn)可以選擇性收聽廣播，進(jìn)行同步等。

在第二個(gè)周期的第二個(gè)時(shí)隙T2內(nèi)，中間節(jié)點(diǎn)P0發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包PB0，在接下來的時(shí)間里與邊緣節(jié)點(diǎn)N1進(jìn)行信息交互；而在第一個(gè)周期的第三個(gè)時(shí)隙T2內(nèi)，中間節(jié)點(diǎn)P1發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包PB1，在接下來的時(shí)間里與邊緣節(jié)點(diǎn)N101進(jìn)行信息交互；依此類推，在第二個(gè)周期內(nèi)，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)也與其邊緣節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)進(jìn)行信息交互；

依此類推，經(jīng)過N個(gè)周期，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)均完成一次與其邊緣節(jié)點(diǎn)的信息交互。這里列舉的是中間節(jié)點(diǎn)順序與邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的例子，在實(shí)際應(yīng)用中，也可以設(shè)計(jì)一些算法來遍歷每一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，保證經(jīng)過一段時(shí)間，每一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)都與中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次信息交互，現(xiàn)有的遍歷算法均可適用于本申請。

以上時(shí)序中可以看出，無論是網(wǎng)關(guān)，中間節(jié)點(diǎn)，或者邊緣節(jié)點(diǎn)，大部分情況下每個(gè)周期只需要一個(gè)或者兩個(gè)時(shí)序的時(shí)間工作，其他時(shí)間都可以處于睡眠狀態(tài)，大大節(jié)省了功耗。

需要說明的是，雖然以上說明中，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是限制在3層，但是同樣的機(jī)制可以用于大于3層網(wǎng)絡(luò)的管理。

在本實(shí)施方式中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)可以在每一個(gè)通信周期內(nèi)的固定時(shí)隙進(jìn)行信息交互，并且，中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)可以在每一個(gè)通信周期內(nèi)進(jìn)行信息交互的時(shí)隙數(shù)相同。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，可以設(shè)計(jì)成：至少有一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者至少有一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)周期內(nèi)至少兩個(gè)時(shí)隙進(jìn)行信息交互。也就是說，在每一個(gè)周期，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)的通信機(jī)會可以不是均等的，可以根據(jù)需要設(shè)定某些中間節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)多一些時(shí)隙進(jìn)行通信。通過這種方式，可以為信息交互量較大的節(jié)點(diǎn)分配較多的時(shí)隙進(jìn)行信息交互，從而保證信息交互的及時(shí)性。

此外，每一個(gè)周期內(nèi)的時(shí)隙數(shù)并不恰好等于中間節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，可以預(yù)留一些時(shí)隙，以備后續(xù)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)使用，或者分配給信息交互量較大的節(jié)點(diǎn)使用，從而提高網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的擴(kuò)容能力。也就是說，在一個(gè)通信周期內(nèi)，進(jìn)行信息交互所占用的總時(shí)長小于一個(gè)通信周期。

比如說，假設(shè)一個(gè)通信周期T為500毫秒，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互占用T1＝5毫秒，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互占用T2＝5毫秒，假設(shè)有30個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)連接有100個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，那么一個(gè)周期中進(jìn)行信息交互的時(shí)長為T1+30*T2＝155毫秒，那么，一個(gè)周期內(nèi)剩下的500-155＝345毫秒為預(yù)留時(shí)隙。如果不分配用途的話，這些預(yù)留時(shí)隙就可以作為休眠時(shí)間。

在一個(gè)周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的活躍時(shí)間是5毫秒，中間節(jié)點(diǎn)的活躍時(shí)間也是5毫秒，而邊緣節(jié)點(diǎn)在500毫秒*100＝50秒的時(shí)間間隔才有一次信息交互的機(jī)會。那么在15分鐘(也就是900秒)內(nèi)，有900秒/5毫秒＝1800個(gè)機(jī)會進(jìn)行網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與中間節(jié)點(diǎn)的信息交互，這意味著中間節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的信息交互需要進(jìn)行一定程度的聚合(至少進(jìn)行2:1聚合)，以便來自3000個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)的信息傳輸至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

此外，值得一提的是，在本實(shí)施方式中，中間節(jié)點(diǎn)在時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失之后，可以通過監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)廣播包或者其他中間節(jié)點(diǎn)的廣播包，獲取網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的同步信息，并根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包中攜帶的同步信息重新進(jìn)行同步。也就是說，由于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包具有一定的滯后時(shí)間，因而，在中間節(jié)點(diǎn)時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失之后，該中間節(jié)點(diǎn)可以通過監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)廣播包而重新與網(wǎng)絡(luò)同步。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實(shí)施方式中，中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包，可以判斷該中間節(jié)點(diǎn)在收到廣播包的時(shí)間點(diǎn)是否需要同步喚醒，并且，還可以獲取該中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)。這樣，中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽并解析網(wǎng)關(guān)廣播包，只需在特定的時(shí)間點(diǎn)喚醒，而在其余時(shí)間點(diǎn)可以處于休眠狀態(tài)。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低中間節(jié)點(diǎn)的功率，并延長中間節(jié)點(diǎn)的壽命。邊緣節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽與解析中間節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的節(jié)點(diǎn)廣播包，可以依據(jù)自身編號是否與節(jié)點(diǎn)廣播包中攜帶的編號一致，判斷是否可以在當(dāng)前時(shí)隙與該中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，并且，只在上述編號一致時(shí)，才進(jìn)行信息交互。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低邊緣節(jié)點(diǎn)的功率，并延長邊緣節(jié)點(diǎn)的壽命。

本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的組網(wǎng)方法。具體流程如圖3所示，其包括：

步驟301：啟動網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之后，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入組網(wǎng)模式，在每一個(gè)通信周期內(nèi)至少發(fā)送一次組網(wǎng)信息。其中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的組網(wǎng)信息中攜帶該網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包的時(shí)間點(diǎn)、發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包的數(shù)據(jù)接收方，以及向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送數(shù)據(jù)的循環(huán)模式。

此外，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入組網(wǎng)模式后，在每一個(gè)通信周期內(nèi)至少發(fā)送一次組網(wǎng)信息，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在該通信周期中發(fā)送組網(wǎng)信息的時(shí)隙可以接收中間節(jié)點(diǎn)的連接請求，并且，在該通信周期的其他時(shí)隙也可以接受中間節(jié)點(diǎn)隨機(jī)的連接請求，如圖4所示。

步驟302：啟動中間節(jié)點(diǎn)之后，中間節(jié)點(diǎn)搜索網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的組網(wǎng)信息，并向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送附著請求。

步驟303：網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的附著請求，并在后續(xù)的組網(wǎng)信息中控制已附著成功的中間節(jié)點(diǎn)。具體地說，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在響應(yīng)中間節(jié)點(diǎn)的附著請求后，可以使用位圖等方式標(biāo)識已附著成功的中間節(jié)點(diǎn)。

步驟304：網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)控制已附著成功的每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)入組網(wǎng)模式，并允許邊緣節(jié)點(diǎn)附著到中間節(jié)點(diǎn)，直到所有中間節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)均進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。

具體地說，有兩種方式允許邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)：

第一種方式是：網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期的第一預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包，在除第一預(yù)設(shè)時(shí)隙外的其他時(shí)隙控制中間節(jié)點(diǎn)附著邊緣節(jié)點(diǎn)；其中中間節(jié)點(diǎn)為附著在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的任意一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。如圖5所示為中間節(jié)點(diǎn)P0進(jìn)入組網(wǎng)模式，其邊緣節(jié)點(diǎn)與P0的附著過程，中間節(jié)點(diǎn)P0首先進(jìn)入組網(wǎng)模式，并且P0允許其邊緣節(jié)點(diǎn)附著，在P0的所有邊緣節(jié)點(diǎn)與其附著成功之后，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)再控制中間節(jié)點(diǎn)P1進(jìn)入組網(wǎng)模式，以此類推，直到所有的中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)均進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。

第二種方式是：網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期的第一預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包，在除第一預(yù)設(shè)時(shí)隙的其他時(shí)隙控制第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)附著邊緣節(jié)點(diǎn)；在第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)完成附著之后，第一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包，在除第一預(yù)設(shè)時(shí)隙和第二預(yù)設(shè)時(shí)隙外的其他時(shí)隙控制第二個(gè)中間節(jié)點(diǎn)附著邊緣節(jié)點(diǎn)；依此類推，直到所有中間節(jié)點(diǎn)均完成邊緣節(jié)點(diǎn)的附著。如圖6所示邊緣節(jié)點(diǎn)附著到#n號中間節(jié)點(diǎn)的示意圖。

相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在本實(shí)施方式中，在傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，這樣，可以提高信息傳輸?shù)男?。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)以及邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段處于休眠狀態(tài)，使得上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以用較小容量的電池進(jìn)行供電，這樣，可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也可以做到數(shù)千節(jié)點(diǎn)的規(guī)模，大大增加了應(yīng)用的范圍。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一或第二實(shí)施方式相對應(yīng)的組網(wǎng)方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一或第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一或第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一或第二實(shí)施方式中。

本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及一種信息交互方法，該信息交互方法可應(yīng)用于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。該網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)用于匯聚中間節(jié)點(diǎn)收集到的信息。在一個(gè)通信周期內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。此外，在每一個(gè)通信周期的第一預(yù)設(shè)時(shí)隙，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)關(guān)廣播包，其中，網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶有同步信息或者預(yù)告后續(xù)向中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。

本實(shí)施方式中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。這樣，可以節(jié)省網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的能耗，延長網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的使用壽命。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一或第二實(shí)施方式相對應(yīng)的信息交互方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一或第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一或第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一或第二實(shí)施方式中。

本發(fā)明的第五實(shí)施方式涉及一種信息交互方法，該信息交互方法可應(yīng)用于中間節(jié)點(diǎn)。該中間節(jié)點(diǎn)可用于收集邊緣節(jié)點(diǎn)采集到的信息。在一個(gè)通信周期內(nèi)，每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)至少與一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互。中間節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行信息交互的時(shí)隙之外的時(shí)間段均處于休眠狀態(tài)。此外，在每一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播包，其中，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶有中間節(jié)點(diǎn)的編號以及當(dāng)前允許與中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的邊緣節(jié)點(diǎn)編號。

此外，中間節(jié)點(diǎn)還可以監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包，并根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶的同步信息進(jìn)行同步，同時(shí)得到中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒時(shí)間點(diǎn)。其中，網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶有同步信息或者預(yù)告后續(xù)向中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)。

在本實(shí)施方式中，中間節(jié)點(diǎn)在時(shí)序混亂或者時(shí)序丟失之后，監(jiān)聽和解析網(wǎng)關(guān)廣播包，并根據(jù)網(wǎng)關(guān)廣播包攜帶的同步信息重新進(jìn)行同步。

本實(shí)施方式中，中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的網(wǎng)關(guān)廣播包，可以判斷該中間節(jié)點(diǎn)在收到廣播包的時(shí)間點(diǎn)是否需要同步喚醒，并且，還可以獲取該中間節(jié)點(diǎn)后續(xù)喚醒的時(shí)間點(diǎn)。這樣，中間節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽并解析網(wǎng)關(guān)廣播包，只需在特定的時(shí)間點(diǎn)喚醒，而在其余時(shí)間點(diǎn)可以處于休眠狀態(tài)。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低中間節(jié)點(diǎn)的功率，并延長中間節(jié)點(diǎn)的壽命。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一或第二實(shí)施方式相對應(yīng)的信息交互方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一或第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一或第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一或第二實(shí)施方式中。

本發(fā)明的第六實(shí)施方式涉及一種信息交互方法，該信息交互方法可應(yīng)用于邊緣節(jié)點(diǎn)。邊緣節(jié)點(diǎn)上可以設(shè)置傳感器，用于采集信息。邊緣節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)廣播包，并在節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶的邊緣節(jié)點(diǎn)編號與自身的編號一致時(shí)，與該中間節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)隙進(jìn)行信息交互。其中，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶由中間節(jié)點(diǎn)在每一個(gè)通信周期的第二預(yù)設(shè)時(shí)隙發(fā)送，節(jié)點(diǎn)廣播包攜帶有中間節(jié)點(diǎn)的編號以及當(dāng)前允許與中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的邊緣節(jié)點(diǎn)編號。

本實(shí)施方式中，邊緣節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)聽與解析中間節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的節(jié)點(diǎn)廣播包，可以依據(jù)自身編號是否與節(jié)點(diǎn)廣播包中攜帶的編號一致，判斷是否可以在當(dāng)前時(shí)隙與該中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，并且，只在上述編號一致時(shí)，才進(jìn)行信息交互。這樣，可以在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，降低邊緣節(jié)點(diǎn)的功率，并延長邊緣節(jié)點(diǎn)的壽命。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一或第二實(shí)施方式相對應(yīng)的信息交互方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一或第二實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一或第二實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一或第二實(shí)施方式中。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。