CN119603728A - 一种通信系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种通信系统及其管理方法，终端设备在第n‑i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至协调器；协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令；协调器在第n‑i时间单元的任务广播时段，通过主通信模块广播传输任务指令；目标终端设备在接收到传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至协调器。通过在协调器中配置多个无线通信模块，可以实现并行数据传输，有效提升系统的通信带宽。为每一个目标终端设备分配对应的目标通信模块，降低干扰风险，确保通信的可靠性。

Description

一种通信系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体而言，涉及一种通信系统及其管理方法。

背景技术

在工业互联网应用场景中，物联网设备广泛应用于数据采集、监控和控制。物联网设备通常通过无线通信技术实现相互连接和数据传输，无线通信技术例如为紫峰（ZigBee）。

然而，随着物联网设备数量和监控数据量的增加，对物联网的数据传输能力带来了巨大的考验。提升无线通信技术传输带宽逐渐成为瓶颈，限制了物联网系统的整体性能和数据传输效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信系统及其管理方法，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种通信系统，所述通信系统包括协调器和多个终端设备，所述协调器中设置有M个无线通信模块，所述终端设备中设置有无线通信模块；

所述终端设备用于在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至所述协调器，其中，所述指标数据包括其对应的待传输数据量，所述主通信模块为所述协调器中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间的第i个时间单元；

所述协调器用于根据各个所述终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令，其中，所述传输任务指令包括目标终端设备对应的目标传输任务，所述目标传输任务包括所述目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及所述目标终端设备的标识；

所述协调器用于在第n-i时间单元的任务广播时段，通过所述主通信模块广播所述传输任务指令；

所述目标终端设备用于在接收到所述传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向所述目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至所述协调器。

第二方面，本发明实施例提供一种通信系统管理方法，应用于上述的通信系统中的协调器，所述方法包括：

所述协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令，其中，所述待传输数据量为所述终端设备在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，上报至所述协调器的指标数据，所述主通信模块为所述协调器中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间的第i个时间单元，所述传输任务指令包括目标终端设备对应的目标传输任务，所述目标传输任务包括所述目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及所述目标终端设备的标识；

所述协调器在第n-i时间单元的任务广播时段，通过所述主通信模块广播所述传输任务指令，以使所述目标终端设备在接收到所述传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向所述目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至所述协调器。

相对于现有技术，本发明实施例所提供的一种通信系统及其管理方法， 终端设备在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至协调器；协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令；协调器在第n-i时间单元的任务广播时段，通过主通信模块广播传输任务指令；目标终端设备在接收到传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至协调器。通过在协调器中配置多个无线通信模块，可以实现并行数据传输，有效提升系统的通信带宽。为每一个目标终端设备分配对应的目标通信模块，降低干扰风险，确保通信的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本发明实施例提供的通信系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的监测周期示意图。

图3为本发明实施例提供的时间单元示意图。

图4为本发明实施例提供的数据传输时间片与数据传输时段的关系示意图。

图5为本发明实施例提供的通信系统管理方法的流程示意图。

图中：10-协调器；20-终端设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为提升物联网系统中无线通信技术传输带宽，改善整体性能和数据传输效率，本发明实施例提供了一种可选的实施方式，请参考图1，图1为本发明实施例提供的通信系统的结构示意图。该通信系统可以为物联网通信系统。

通信系统包括协调器10和多个终端设备20，协调器10中设置有M个无线通信模块，终端设备20中设置有无线通信模块，其中，M大于或等于1，协调器10中的无线通信模块与终端设备20中的无线通信模块类型相同。终端设备20中的无线通信模块可以与协调器10中的任一无线通信模块进行数据传输。

如图1所示，协调器10中还设置有第一控制器，终端设备20中还设置有第二控制器，第一控制器和第二控制器可以但不限定为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)。该第一控制器与协调器10中的M个无线通信模块通信连接，第二控制器与终端设备20中的无线通信模块通信连接，第一控制器和第二控制器可以通过上述的无线通信模块进行数据传输。

可选地，终端设备20为传感器设备，传感器设备还包括数据采集单元，该数据采集单元与第二控制器通信连接。该数据采集单元可以但不限定为温度采集单元、湿度采集单元、应力采集单元、振动幅度采集单位等等，数据采集单元可以将其采集到的数据传输给第二控制器。进而由第二控制器通过无线通信模块将其传输给协调器中的第一控制器，第一控制器可以将接收到的数据进行初步处理，并将处理后的数据传输给服务器。

其中的无线通信模块支持广播数据，可以但不限定采用紫峰（ZigBee）通信模块、WiFi通信模块、蓝牙通信模块、4G通信模块或5G通信模块。

需要说明的是，图1中示出了协调器10中设置有3个无线通信模块，终端设备20的数量为3个，仅仅是为了便于展示，在此并不对二者的具体数量进行限制，工程师可以根据应用需求，灵活调整。

在本发明实施例中，监测周期细分为多个时间区间，每一个时间区间又细分为多个时间单元，每一个时间单元又划分为多个时间段。通过在不同的时间点下，执行不同的动作，对协调器10中的M个无线通信模块进行分时复用，达到提升系统带宽和传输效率的目的。为了方便理解上述时间单位之间的关系，请参考图2和图3，图2为本发明实施例提供的监测周期示意图，图3为本发明实施例提供的时间单元示意图。

监测周期TG划分为N个时间区间，Tn表示第n个时间区间，1≤n≤N，每一个时间区间被划分为I个时间单元，Si表示时间区间中的第i个时间单元，1≤i≤I。

可选地，每一个时间单元又被划分为多个时间段，时间单元包括时钟广播时段Ga、K个指标上报时段Gb、任务广播时段Gc以及数据传输时段Gd，其中，Gbk表示第k个终端设备20对应的指标上报时段，1≤k≤K，K为终端设备20的总数量。

在前文的基础上，关于如何保障终端设备20快速高效地将采集到的数据传输给协调器10，本发明实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文。

终端设备20用于在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至协调器10。

其中，指标数据包括其对应的待传输数据量，主通信模块为协调器10中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间Tn的第i个时间单元Si。

终端设备20可以根据其自身在通信系统中的编号和预设的时间偏移量确定其对应的指标上报时段。在同一个时段，仅有一个终端设备20采用主通信模块对应的频段向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至协调器10，从而避免在同一个时段下多个终端设备20同时上报指标数据，出现重叠，导致协调器10无法完整地获取到所有终端设备20的指标数据的情况出现。

需要说明的是，终端设备20在第n-i时间单元的指标上报时段或之前，可以将上一个时间单元的待传输数据中的剩余部分或当前时间单元所采集到的数据确定第n-i时间单元中其对应的待传输数据。在上一个时间单元的待传输数据中的剩余部分也能够完整地传输给协调器10，从而保障数据的完整性。

协调器10用于根据各个终端设备20的待传输数据量，生成传输任务指令，其中，传输任务指令包括目标终端设备20对应的目标传输任务，目标传输任务包括目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及目标终端设备的标识，目标通信模块为协调器10中的无线通信模块。

可选地，数据传输时间片的信息包括数据传输时间片的起始时间和数据传输时间片的时长，目标终端设备对应的数据传输时间片属于第n-i个时间单元的数据传输时段Gd。需要说明的任何一个目标通信模块在同一时间点，最多被分配给1个终端设备20。目标终端设备的数量可以大于或等于1。

协调器10用于在第n-i时间单元的任务广播时段，通过主通信模块广播传输任务指令。

应理解，所有的终端设备20都会在任务广播时段，接收主通信模块广播的传输任务指令。识别目标传输任务中的目标终端设备的标识是否与自身的标识相同，若相同，则确定自身为目标终端设备，可以执行该目标传输任务。

目标终端设备用于在接收到传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至协调器10。

应理解，待传输数据为终端设备20所采集到的数据。当有多个目标终端设备时，多个目标终端设备可以与多个目标通信模块并行进行数据传输，有效提升系统的通信带宽。并且不同的目标通信模块对应的频段不同，避免了多个终端设备争抢同一个目标通信模块的情况，降低了干扰风险，确保通信的可靠性。

在本发明实施例提供的通信系统中，通过在协调器中配置多个无线通信模块，可以实现并行数据传输，有效提升系统的通信带宽。为每一个目标终端设备分配对应的目标通信模块，降低干扰风险，确保通信的可靠性。

在前文的基础上，关于协调器如何生成传输任务指令中的目标传输任务，本发明实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文。

协调器10用于根据终端设备20的待传输数据量和传输速度，确定终端设备20所需要的目标时长。

其中，目标时长为待传输数据量除以传输速度的值。

协调器10用于对目标时长大于0的终端设备20进行优先级排序。

应理解，目标时长为0，则表示其在第n-i时间单元不需要上传数据，所以不用进行优先级排序。在本发明实施例中，通过对目标时长大于0的终端设备20进行优先级排序，保障优先级更高地终端设备20能够更快地上传数据。

在一种可选的实施方式中，协调器10中存储有每一个终端设备20对应的优先等级，进而可以按照该优先等级，对目标时长大于0的终端设备20进行优先级排序。

在j小于或等于M的情况下，协调器10用于将第j优先级终端设备确定为目标终端设备。

因为协调器10中有M个可以正常工作的无线通信模块，可以保障在第n-i时间单元至少传输M个终端设备的数据，所以在j小于或等于M的情况下，协调器10用于将第j优先级终端设备确定为目标终端设备。

协调器10用于在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器10中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

请参考图4，图4为本发明实施例提供的数据传输时间片与数据传输时段的关系示意图。

在j小于或等于M的情况下，协调器10用于在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第n-i时间单元中的数据传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器10中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

在j大于M的情况下，因为不清楚在第n-i时间单元中的数据传输时段协调器10中的各个无线通信模块是否被完全占用，所以需要按照下述方式，生成传输任务指令中的目标传输任务，请参考下文。

在j大于M的情况下，协调器10用于确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；其中，空闲传输时段为无线通信模块在第n-i时间单元中的数据传输时段未被占用的剩余时段，m的初始值为1；

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长等于0，则协调器10用于令m=m+1，确定m是否小于或等于M，若是，则重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。若m＞M，则结束。

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长大于0，协调器10用于将第j优先级终端设备确定为目标终端设备。

此阶段j的初始值为M+1，请继续参考图4。

协调器10用于在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器10中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

例如图4所示的第M+1优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长。

协调器10用于在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器10中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

例如图4所示的第M+2优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长。

在生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务之后，协调器10用于令j=j+1，确定j是否大于J，J为目标时长大于0的终端设备的总数。若j大于J，则结束。

若j小于或等于J，则协调器10用于重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。

在一种可选的实施方式中，协调器10用于在第n-i时间单元的时钟广播时段，通过主通信模块广播时钟对齐指令。

终端设备20用于在第n-i时间单元的时钟广播时段，通过其内部的无线通信模块（与主通信模块保持相同频段），接收时钟对齐指令，并基于时钟对齐指令完成时钟对齐。

如图3所示，时钟广播时段在指标上报时段之前。通过进行时钟对齐，保障系统中的终端设备可以有序进行通信，避免重叠冲突，导致数据丢失。

为了避免出现前一次采集的数据还未完成上传，又采集到新的数据的累计叠加情况，本发明实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文。

终端设备为传感器设备，传感器设备采集数据的间隔为N个时间区间。

在一种可选的实施方式中，协调器10可以通过主通信模块以广播的形式，向各个终端设备20传输其对应的数据采集时间单元。

在前文的基础上，本发明实施例还提供了一种通信系统管理方法，应用于上述的通信系统的协调器，请参考图5，通信系统管理方法包括：S10和S30，具体阐述如下。

S10，协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令。

其中，待传输数据量为终端设备在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，上报至协调器的指标数据，主通信模块为协调器中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间的第i个时间单元，传输任务指令包括目标终端设备对应的目标传输任务，目标传输任务包括目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及目标终端设备的标识。

S30，协调器在第n-i时间单元的任务广播时段，通过主通信模块广播传输任务指令。

以使目标终端设备在接收到传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至协调器。

可选地，关于S10中的内容，本发明实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文。协调器生成目标传输任务的步骤，包括：

S101，协调器根据终端设备的待传输数据量和传输速度，确定终端设备所需要的目标时长；

S102，协调器对目标时长大于0的终端设备进行优先级排序；

S103，在j小于或等于M的情况下，协调器将第j优先级终端设备确定为目标终端设备；

S104，协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

S105，在j小于或等于M的情况下，协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第n-i时间单元中的数据传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

S106，在j大于M的情况下，协调器确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。若是，则执行S108，若否，则执行S107。

其中，空闲传输时段为无线通信模块在第n-i时间单元中的数据传输时段未被占用的剩余时段，m的初始值为1。若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长等于0，则执行S107。若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长大于0，则执行S108。

S107，协调器令m=m+1，确定m是否小于或等于M，若是，则重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；若否，则结束。

S108，协调器将第j优先级终端设备确定为目标终端设备。

S109，协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

S110，协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务；

S111，在生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务之后，协调器令j=j+1，确定j是否大于J。若j小于或等于J，则重复执行S106，重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。若j大于J，则结束。

在生成所有目标终端设备对应的目标传输任务之后，根据所有目标终端设备对应的目标传输任务生成对应的传输任务指令。

需要说明的是，本实施例所提供的通信系统管理方法，其可以执行上述通信系统实施例所示的功能用途，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

综上所述，本发明实施例提供的一种通信系统及其管理方法， 终端设备在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至协调器；协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令；协调器在第n-i时间单元的任务广播时段，通过主通信模块广播传输任务指令；目标终端设备在接收到传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至协调器。通过在协调器中配置多个无线通信模块，可以实现并行数据传输，有效提升系统的通信带宽。为每一个目标终端设备分配对应的目标通信模块，降低干扰风险，确保通信的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括协调器和多个终端设备，所述协调器中设置有M个无线通信模块，所述终端设备中设置有无线通信模块；

所述终端设备用于在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，通过向主通信模块传输数据，以将对应的指标数据上报至所述协调器，其中，所述指标数据包括其对应的待传输数据量，所述主通信模块为所述协调器中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间的第i个时间单元；

所述协调器用于根据各个所述终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令，其中，所述传输任务指令包括目标终端设备对应的目标传输任务，所述目标传输任务包括所述目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及所述目标终端设备的标识；

所述协调器用于在第n-i时间单元的任务广播时段，通过所述主通信模块广播所述传输任务指令；

所述目标终端设备用于在接收到所述传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向所述目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至所述协调器。

2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述协调器用于根据所述终端设备的待传输数据量和传输速度，确定所述终端设备所需要的目标时长；

所述协调器用于对目标时长大于0的终端设备进行优先级排序；

在j小于或等于M的情况下，所述协调器用于将第j优先级终端设备确定为所述目标终端设备；

所述协调器用于在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

3.如权利要求2所述的通信系统，其特征在于，在j小于或等于M的情况下，所述协调器用于在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第n-i时间单元中的数据传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

4.如权利要求2或3所述的通信系统，其特征在于，在j大于M的情况下，所述协调器用于确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；其中，所述空闲传输时段为无线通信模块在第n-i时间单元中的数据传输时段未被占用的剩余时段，m的初始值为1；

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长等于0，则所述协调器用于令m=m+1，确定m是否小于或等于M，若是，则重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长大于0，所述协调器用于将第j优先级终端设备确定为所述目标终端设备；

所述协调器用于在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务；

所述协调器用于在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务；

在生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务之后，所述协调器用于令j=j+1，确定j是否大于J；

若j小于或等于J，则所述协调器用于重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。

5.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述协调器用于在第n-i时间单元的时钟广播时段，通过所述主通信模块广播时钟对齐指令；

所述终端设备用于在第n-i时间单元的时钟广播时段，通过其内部的无线通信模块，接收所述时钟对齐指令，并基于所述时钟对齐指令完成时钟对齐。

6.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述终端设备为传感器设备，所述传感器设备采集数据的间隔为N个时间区间。

7.一种通信系统管理方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的通信系统中的协调器，所述方法包括：

所述协调器根据各个终端设备的待传输数据量，生成传输任务指令，其中，所述待传输数据量为所述终端设备在第n-i时间单元中其对应的指标上报时段，上报至所述协调器的指标数据，所述主通信模块为所述协调器中的M个无线通信模块中的任一个，第n-i时间单元为第n个时间区间的第i个时间单元，所述传输任务指令包括目标终端设备对应的目标传输任务，所述目标传输任务包括所述目标终端设备对应的数据传输时间片的信息、目标通信模块的标识以及所述目标终端设备的标识；

所述协调器在第n-i时间单元的任务广播时段，通过所述主通信模块广播所述传输任务指令，以使所述目标终端设备在接收到所述传输任务指令之后，执行其对应的目标传输任务，在其对应的数据传输时间片，通过向所述目标通信模块传输数据，以将对应的待传输数据上报至所述协调器。

8.如权利要求7所述的通信系统管理方法，其特征在于，所述协调器生成目标传输任务的步骤，包括：

所述协调器根据所述终端设备的待传输数据量和传输速度，确定所述终端设备所需要的目标时长；

所述协调器对目标时长大于0的终端设备进行优先级排序；

在j小于或等于M的情况下，所述协调器将第j优先级终端设备确定为所述目标终端设备；

所述协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

9.如权利要求8所述的通信系统管理方法，其特征在于，所述协调器生成目标传输任务的步骤，包括：

在j小于或等于M的情况下，所述协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第n-i时间单元中的数据传输时段的时长时，将第n-i时间单元的数据传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第n-i时间单元中的数据传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第j个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务。

10.如权利要求7-9中任一项所述的通信系统管理方法，其特征在于，所述协调器生成目标传输任务的步骤，包括：

在j大于M的情况下，所述协调器确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；其中，所述空闲传输时段为无线通信模块在第n-i时间单元中的数据传输时段未被占用的剩余时段，m的初始值为1；

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长等于0，则所述协调器令m=m+1，确定m是否小于或等于M，若是，则重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0；

若第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长大于0，所述协调器将第j优先级终端设备确定为所述目标终端设备；

所述协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长小于或等于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第j优先级终端设备对应的目标时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务；

所述协调器在第j优先级终端设备对应的目标时长大于第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长时，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的起点作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的起始时间，将第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长作为第j优先级终端设备对应的数据传输时间片的时长，将所述协调器中的第m个无线通信模块作为第j优先级终端设备对应的目标通信模块，以生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务；

在生成第j优先级终端设备对应的目标传输任务之后，所述协调器令j=j+1，确定j是否大于J；

若j小于或等于J，则所述协调器重复确定第m个无线通信模块的空闲传输时段的时长是否大于0。