一种建筑内部的无网通信方法及系统与流程

本发明涉及通信，特别涉及为一种建筑内部的无网通信方法及系统。

背景技术：

1、目前，在一些大型建筑施工项目中，由于施工现场通常面积大且布局复杂，导致传统的无线网络覆盖不稳定，因此施工人员之间都是通过对讲机进行实时语音通信的，以便于快速传达指令和协调工作，然而，对讲机的有效通信范围通常受到物理环境和设备功率的限制，在建筑内部且尤其是高层建筑或地下设施时，墙壁和其他障碍物会显著削减信号覆盖范围。

技术实现思路

1、本发明旨在解决在建筑内部时，墙壁和其他障碍物会显著削减通信信号覆盖范围的问题，提供一种建筑内部的无网通信方法及系统。

2、本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

3、本发明提供一种建筑内部的无网通信方法，包括：

4、基于施工终端预布置的移动基站，识别所述移动基站在施工现场预设的节点信息，从所述节点信息中采集数据的传输速率；

5、判断所述传输速率是否达到预设速率；

6、若否，则应用预设的mesh网络通过多跳中继扩展所述节点信息的覆盖范围，将任一节点信息作为其他节点的短时中继站，通过所述mesh网络对所述节点信息的对应节点执行预设的组织修复功能，根据所述组织修复功能寻找并建立所述节点信息的最佳路径，实时检测所述节点信息的中断条件，依据所述中断条件为所述节点信息进行自适应的通信路径配置，生成所述节点信息的通信数据，其中，所述通信数据具体包括连通性和覆盖范围；

7、判断所述通信数据能否覆盖所述施工现场；

8、若不能，则基于所述移动基站预设的lora网关节点，采集所述通信数据的传输距离，根据所述传输距离动态切换所述lora网关节点的通信频段，识别所述施工现场对应的施工环境，依据所述施工环境激活所述lora网关节点预设的频谱扩频，增加所述通信数据的信号带宽和频率跳变。

9、进一步地，所述则应用预设的mesh网络通过多跳中继扩展所述节点信息的覆盖范围，将任一节点信息作为其他节点的短时中继站的步骤中，还包括：

10、基于所述移动基站预设的路由协议，检测所述节点信息中的链路故障；

11、判断所述链路故障是否匹配预设的数据传输故障；

12、若是，则识别所述移动基站预设的网络拓扑变化，根据所述网络拓扑变化应用动态路由协议实时更新路由表，通过所述动态路由协议搜索所述节点信息的替代路径，从所述节点信息中采集新的节点，将所述新的节点自适应配置并融入至现有网络结构。

13、进一步地，所述通过所述mesh网络对所述节点信息的对应节点执行预设的组织修复功能，根据所述组织修复功能寻找并建立所述节点信息的最佳路径的步骤前，还包括：

14、基于所述节点信息与邻居节点预设的链路状态，在预设时段内定期向所述邻居节点发送心跳包，实时采集所述节点信息与所述邻居节点的连通性，其中，所述链路状态具体包括信号强度和数据包传输成功率；

15、判断所述连通性能否得到所述移动基站的确认；

16、若否，则对所述节点信息预设的数据包进行延迟测量和抖动测量，从所述移动基站中标记对应的失效链路，生成所述失效链路的链路错误消息，基于所述链路错误消息在所述移动基站中进行多跳广播，其中，所述链路错误消息具体包括错误类型、受影响节点和失败路径。

17、进一步地，所述采集所述通信数据的传输距离，根据所述传输距离动态切换所述lora网关节点的通信频段的步骤中，还包括：

18、基于所述节点信息定期向所述移动基站输送的监测数据包，采集并记录所述监测数据包对应的信号功率，在所述监测数据包断开后，通过所述移动基站测量所述节点信息的背景噪声功率，对所述信号功率和所述背景噪声功率进行平均计算，生成所述信号功率和所述背景噪声功率的比值，将所述比值转换为db值；

19、判断所述db值是否匹配预设的时间戳；

20、若否，则应用预建立的snr与距离关系模型，估算各个节点与移动基站的距离，通过检测所述db值的实时变化，识别所述施工环境的干扰源，根据估算结果和实时变化的db值，动态调整所述节点信息的通信参数，其中，所述通信参数具体包括通信频段、发射功率和调制方式。

21、进一步地，所述判断所述传输速率是否达到预设速率的步骤中，还包括：

22、基于所述节点信息预设的数据包大小和传输时长，在预设的时间窗口内，计算所述数据的瞬时传输速率和平均传输速率；

23、判断所述瞬时传输速率和所述平均传输速率能否达到所述施工终端的预设速率；

24、若否，则监测所述移动基站的信道干扰信息，根据所述信道干扰信息切换所述节点信息的编码方式，自适应请求所述节点信息向所述移动基站重传数据包。

25、进一步地，所述判断所述通信数据能否覆盖所述施工现场的步骤中，包括：

26、基于所述施工现场预设的角落位置，测量所述角落位置对应的信号强度值，从所述信号强度值中识别弱信号区域；

27、判断所述弱信号区域能否接收到所述通信数据；

28、若否，则在所述弱信号区域中采集中继节点的预布置方位，根据所述预布置方位调整所述节点信息的位置方向，通过所述中继节点和所述节点信息覆盖所述弱信号区域。

29、进一步地，所述基于施工终端预布置的移动基站，识别所述移动基站在施工现场预设的节点信息的步骤中，包括：

30、通过所述移动基站扫描预设的通信频段，捕获所述施工现场的节点信号，解码所述节点信号以提取所述节点信息，其中，所述节点信息具体包括节点标识和基本信息；

31、判断所述节点信息是否匹配所述施工终端预设的节点身份；

32、若是，则基于所述节点信息配置对应的通信参数，调整所述节点信息的网络拓扑，根据所述施工现场的施工进度，自适应调整所述移动基站和所述节点信息的通信位置。

33、本发明还提供一种建筑内部的无网通信系统，包括：

34、识别模块，用于基于施工终端预布置的移动基站，识别所述移动基站在施工现场预设的节点信息，从所述节点信息中采集数据的传输速率；

35、判断模块，用于判断所述传输速率是否达到预设速率；

36、执行模块，用于若否，则应用预设的mesh网络通过多跳中继扩展所述节点信息的覆盖范围，将任一节点信息作为其他节点的短时中继站，通过所述mesh网络对所述节点信息的对应节点执行预设的组织修复功能，根据所述组织修复功能寻找并建立所述节点信息的最佳路径，实时检测所述节点信息的中断条件，依据所述中断条件为所述节点信息进行自适应的通信路径配置，生成所述节点信息的通信数据，其中，所述通信数据具体包括连通性和覆盖范围；

37、第二判断模块，用于判断所述通信数据能否覆盖所述施工现场；

38、第二执行模块，用于若不能，则基于所述移动基站预设的lora网关节点，采集所述通信数据的传输距离，根据所述传输距离动态切换所述lora网关节点的通信频段，识别所述施工现场对应的施工环境，依据所述施工环境激活所述lora网关节点预设的频谱扩频，增加所述通信数据的信号带宽和频率跳变。

39、进一步地，所述执行模块还包括：

40、检测单元，用于基于所述移动基站预设的路由协议，检测所述节点信息中的链路故障；

41、判断单元，用于判断所述链路故障是否匹配预设的数据传输故障；

42、执行单元，用于若是，则识别所述移动基站预设的网络拓扑变化，根据所述网络拓扑变化应用动态路由协议实时更新路由表，通过所述动态路由协议搜索所述节点信息的替代路径，从所述节点信息中采集新的节点，将所述新的节点自适应配置并融入至现有网络结构。

43、进一步地，还包括：

44、采集模块，用于基于所述节点信息与邻居节点预设的链路状态，在预设时段内定期向所述邻居节点发送心跳包，实时采集所述节点信息与所述邻居节点的连通性，其中，所述链路状态具体包括信号强度和数据包传输成功率；

45、第三判断模块，用于判断所述连通性能否得到所述移动基站的确认；

46、第三执行模块，用于若否，则对所述节点信息预设的数据包进行延迟测量和抖动测量，从所述移动基站中标记对应的失效链路，生成所述失效链路的链路错误消息，基于所述链路错误消息在所述移动基站中进行多跳广播，其中，所述链路错误消息具体包括错误类型、受影响节点和失败路径。

47、本发明提供了建筑内部的无网通信方法及系统，具有以下有益效果：

48、本发明通过预设的mesh网络，利用多跳中继的方式扩展节点信息的覆盖范围，即使建筑内存在墙壁和其他障碍物，mesh网络可以利用节点之间的互联互通，跨越障碍物进行数据传输，弥补了直接通信受限的问题，同时mesh网络中的组织修复功能可以根据节点间的连通性和数据传输质量，寻找并建立最佳路径，优化数据传输效率，并且通过动态切换lora网关节点的通信频段，可以优化信号的传输距离和穿透能力，频段的动态切换可以根据实时的通信环境条件进行调整，提高通信信号的覆盖范围和质量。