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CN106878440B - 正向编址和反向重编址互联通信方法、设备和系统 - Google Patents

正向编址和反向重编址互联通信方法、设备和系统 Download PDF

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CN106878440B CN201710125998.1A CN201710125998A CN106878440B CN 106878440 B CN106878440 B CN 106878440B CN 201710125998 A CN201710125998 A CN 201710125998A CN 106878440 B CN106878440 B CN 106878440B
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Abstract

本发明属于无线通信领域，所提供的正向编址和反向重编址互联通信（FABRIC）方法、设备和系统，包括通过正向编址和反向重编址的方法让系统中任何两个设备在需要交换数据时建立起互联通道，在两者之间的众多中间设备中筛选出合适的转接设备，将数据的传送控制在有限的范围内，互联通道并非唯一，每次数据传送都有可能经过不同的中间设备，具有随机性和冗余性，可以应对一定程度的设备移动。众多设备可以同时进行两两之间的通信，互不冲突。设备之间完全对等，不需要基站或中心接入点，无需配置，可随时发起数据交易。本发明若应用于手机、电器、汽车、路灯等，将把整个城市乃至众多城市以一种物物互联的方式编织起来。

Description

正向编址和反向重编址互联通信方法、设备和系统
技术领域
本发明涉及一种无线通信方法、设备和系统，特别是一种对等地在任何两者之间通过中间设备采用编址建立互联通道的无线通信方法、设备和系统。
背景技术
通信方法多种多样，从有线通信到无线通信，传递着语音、图象、视频、文字消息、数据文件，使得人与人之间的沟通变得更加便利。传统的语音通信从模拟方式已完全过渡到数字方式，数字技术的发展将所有信息的传递归结到比特零和比特一的传输过程。以太网技术的出现将独立工作的电脑连接起来成为能共享信息资源的局域网络，进一步互联网在以太网的基础上将全世界的电脑联系在一起。无线局域网WLAN、蓝牙Bluetooth、Zigbee等技术将人们从线束的束缚解放出来，加上移动数字通信技术的推波助澜，现在人们在移动中办公、沟通、获取信息已相当普遍。随着智能化程度的提高，无线通信技术正在广泛地应用到各行各业，从联系人与人向联系万物发展。
物联网应运而生，从智能家居、智能交通、智能车间、智能仓储到能想到的任何智能化的应用，都能看到物与物互联互通的需求，无线通信技术正在进一步发展以适应这一变化。
无线局域网WLAN用于物与物互联表现出的不适应主要在于它是基于以AP为中心的星形网络拓扑架构和基于TCP/IP协议需要配置IP地址，前一个因素导致设备和设备之间不能直接连接，虽然WLAN也支持Mesh多跳网络架构，但最终仍需连入AP。后一个因素的复杂性导致没有人工参与基本不能完成，AP的通信距离有限，对于移动的设备从一个AP区域运动到另一个AP区域很难管理。即使是固定设备，比如从手机传一个文件到平板电脑这样一个简单应用，人工操作复杂程度都较大。WiFi联盟发展出的WiFi Direct技术可以实现两个设备之间点到点通信，但仍然不能很好解决多个设备尤其是存在移动设备时的自动组网互联问题。
相比较WLAN，蓝牙的通信带宽较窄，以点到点拓扑架构为主，能组成很小数量范围的微微网Piconet，再由多个微微网联结成散射网Scatternet。蓝牙的优点是安全性高、功耗小，发展出的Bluetooth Smart技术更是将功耗降到更低，而且通信距离更远。蓝牙通信需要先配对，不适合物与物之间随机的连接。
从网络拓扑结构来看，Zigbee自组网功能和动态路由方法采取了多跳通信并能解决设备临时加入网络的需要，比较能适应庞大数量的设备组网通信，但是它是以建立和管理一个网络为出发点，路由的维护比较复杂，设备之间也不具备对等性。
考察现有的无线通信技术，有基于点到点拓扑架构或是星形架构的单跳通信,也有类似Zigbee的多跳通信，有的能在多个设备之间组网通信但设备之间不对等，能连接的设备数量也有限，加入一个新设备比较困难，特别是移动的设备难以管理。
从万物平等的角度来看，联系物与物的通信网络应该是一个对等网络，其中的每个设备都处于平等的地位，设备与设备之间的通信是简单和直接的，就好象人与人之间的沟通，通过问询和打招呼。一个设备和超出它的有效通信距离的另一个设备交换信息，通过邻近的设备转发，每一个设备都可以是一个通信交易的发起者或是被访问的目标，也可以是另一个通信交易中的转发者。
发明内容
本发明的目的是为了实现物与物互联而提供一种在任何两者之间以电磁波为媒质进行无线通信的方法、设备和系统，系统中所有的设备处于对等的地位，不需要基站或中心接入点，在有效通信距离之内，两个设备直接进行沟通，有效通信距离之外的则通过中间设备转接，所有设备不需要记录复杂的通信路由信息，在通信过程中能适应一定的设备移动变化。
为了实现上述目的，本发明基于每个设备都具有一个被称作MAC地址的全球唯一的身份识别号码，本发明所提供的正向编址和反向重编址互联通信方法包括：
交易发起者与目的设备之间通过以电磁波为媒质的无线信号进行通信，包括编址阶段和数据阶段，其中编址阶段包括以下步骤：
S1. 所述交易发起者发出带有目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、交易事件编号TID的正向编址帧；中间设备接收和转发所述正向编址帧；所述正向编址帧中还含有正向地址FA，以交易发起者为编址起点按编址策略每经历一个设备对FA设置一次，所述正向编址帧经历的设备在本地存储中记录下和DA、SA、TID、FA相对应的值；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID的所述正向编址帧；
S2. 所述目的设备收到所述正向编址帧后发出带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的反向重编址帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的FA相对所述反向重编址帧中的为上一级的中间设备转发所述反向重编址帧，转发之前，帧中的FA被置换为本地存储的；所述交易发起者收到所述反向重编址帧；所述反向重编址帧内还含有反向地址BA，以所述目的设备为编址起点按所述编址策略每经历一个设备对BA设置一次，所述反向重编址帧经历的设备在本地存储中对应记录下BA的值；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID的所述反向重编址帧。
优选地，所述交易事件编号TID是由所述交易发起者在发出所述正向编址帧前产生的48位长度的随机数；所述正向编址帧和所述反向重编址帧中还含有发送设备MAC地址TA；以及
所述步骤S2还包括：本地对应存储的DA、SA、TID相匹配并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备转发所述反向重编址帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且为所述交易发起者FA下一级的中间设备转发所述反向重编址帧给与它的FA为同一级的也是所述交易发起者FA下一级的中间设备。
优选地，所述编址策略为：地址长度为16位，编址起点设备地址为1，每经历一个设备后地址循环左移一位。
优选地，所述数据阶段包括以下步骤：
S3. 所述交易发起者收到所述反向重编址帧后发出带有与所述正向编址帧对应相同的DA、SA、TID和与之对应本地存储的BA的数据帧；所述数据帧内还含有数据帧序号TXn，数据帧经历的设备在本地存储中记录下TXn的值；本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1以及本地存储的BA对比帧中的为上一级的中间设备接收和转发所述数据帧，在转发前，帧中BA被置换为本地存储的；所述目的设备收到所述数据帧；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID、TXn的所述数据帧；
S4. 所述目的设备收到所述数据帧后发出带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的数据回应帧；所述数据回应帧内还含有数据回应帧序号RXn，RXn与对应的所述数据帧的TXn一致，数据回应帧经历的设备在本地存储中对应记录下RXn的值；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1以及本地存储的FA对比帧中的为上一级的中间设备接收和转发所述数据回应帧，转发前帧中FA被置换为本地存储的；所述交易发起者收到所述数据回应帧；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID、RXn的所述数据回应帧；
S5. 在同一个所述交易事件编号TID下可以连续多次进行步骤S3和S4所述的操作，每次进行S3前将所述TXn加1。
进一步优选的，所述数据帧序号TXn和所述数据回应帧序号RXn的长度是16位，0≤TXn<216–1，0≤RXn<216–1，所述交易发起者设置TXn从1开始发出所述数据帧；所述数据帧和所述数据回应帧中还含有发送设备MAC地址TA；所述数据帧和所述数据回应帧可选择是否携带数据报文，数据报文是0~64千位可变长度；此外
所述步骤S3还包括：本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的并与所述交易发起者具有相同BA且相邻的中间设备转发所述数据帧；本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的所述目的设备BA下一级的中间设备转发所述数据帧给与它的BA为同一级的中间设备；以及
所述步骤S4还包括：本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备转发所述数据回应帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1的所述交易发起者FA下一级的中间设备转发所述数据回应帧给与它的FA为同一级的中间设备。
作为本发明的另一个方面，所提供的正向编址和反向重编址互联通信设备包括：数据处理模块、帧发送模块、帧接收模块和无线收发器；其中
数据处理模块：对数据进行处理，对需要发出的数据按类别组帧后传送给所述帧发送模块；从所述帧接收模块接收各类帧，解析出数据，或对应生成应答的帧传送给所述帧发送模块，或对应生成转发的帧传送给所述帧发送模块；
帧发送模块：接收来自所述数据处理模块的各类帧并加入到发送队列，依次通过所述无线收发器将帧发送出去；
帧接收模块：从所述无线收发器接收各类帧并加入到接收队列，依次传送给所述数据处理模块进行解析；
无线收发器：将来自所述帧发送模块的各类帧通过天线以电磁波信号发送出去；从天线接收电磁波信号并解析出各类帧传送给所述帧接收模块；
当交易发起者与目的设备之间通过以电磁波为媒质的无线信号进行通信，包括编址阶段和数据阶段，在所述编址阶段，所述数据处理模块包括：
当设备作为交易发起者时，生成带有目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、交易事件编号TID的正向编址帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；当设备作为中间设备时，接收和转发所述正向编址帧；所述正向编址帧中还含有正向地址FA，以所述交易发起者为编址起点按编址策略在发起或接收所述正向编址帧时对FA设置一次，并在本地存储中记录下和DA、SA、TID、FA相对应的值；只接受一次同一DA、SA、TID的所述正向编址帧；以及
当设备作为所述目的设备时，经由所述无线收发器和所述帧接收模块收到所述正向编址帧后，生成带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的反向重编址帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的FA相对所述反向重编址帧中的为上一级的中间设备时，转发所述反向重编址帧，转发之前，帧中的FA被置换为本地存储的；当设备作为所述交易发起者时，收到所述反向重编址帧；所述反向重编址帧内还含有反向地址BA，以所述目的设备为编址起点按所述编址策略在发起或接收所述反向重编址帧时对BA设置一次，并在本地存储中对应记录下BA的值；只接受一次同一DA、SA、TID的所述反向重编址帧。
优选地，在所述编址阶段，所述数据处理模块还包括：所述交易事件编号TID是由所述交易发起者在发出所述正向编址帧前产生的48位长度的随机数；所述正向编址帧和所述反向重编址帧中还含有发送设备MAC地址TA；以及
当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备时，转发所述反向重编址帧；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且为所述交易发起者FA下一级的中间设备时，转发所述反向重编址帧给与它的FA为同一级的也是所述交易发起者下一级的中间设备。
优选地，所述编址策略为：地址长度为16位，编址起点设备地址为1，每经历一个设备后地址循环左移一位。
优选地，在所述数据阶段，所述数据处理模块包括：
当设备作为所述交易发起者收到所述反向重编址帧后，生成带有与所述正向编址帧对应相同的DA、SA、TID和与之对应本地存储的BA的数据帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；所述数据帧内还含有数据帧序号TXn，发起或接收所述数据帧时，在本地存储中记录下TXn的值；当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1以及本地存储的BA对比帧中的为上一级的中间设备，接收和转发所述数据帧，在转发前，帧中BA被置换为本地存储的；当设备作为所述目的设备，收到所述数据帧；只接受一次同一DA、SA、TID、TXn的所述数据帧；以及
当设备作为所述目的设备收到所述数据帧后，生成带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的数据回应帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；所述数据回应帧内还含有数据回应帧序号RXn，RXn与对应的所述数据帧的TXn一致，发起或接收所述数据回应帧时，在本地存储中对应记录下RXn的值；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1以及本地存储的FA对比帧中的为上一级的中间设备，接收和转发所述数据回应帧，转发前帧中FA被置换为本地存储的；当设备作为所述交易发起者，收到所述数据回应帧；只接受一次同一DA、SA、TID、RXn的所述数据回应帧；以及
在同一个所述交易事件编号TID下可以连续多次进行上述操作，每次进行前将所述TXn加1。
进一步优选的，在所述数据阶段，所述数据处理模块还包括：所述数据帧序号TXn和所述数据回应帧序号RXn的长度是16位，0≤TXn<216–1，0≤RXn<216–1，所述交易发起者设置TXn从1开始发出所述数据帧；所述数据帧和所述数据回应帧中还含有发送设备MAC地址TA；所述数据帧和所述数据回应帧可选择是否携带数据报文，数据报文是0~64千位可变长度；此外
当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的并与所述交易发起者具有相同BA且相邻的中间设备，转发所述数据帧；当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的所述目的设备BA下一级的中间设备，转发所述数据帧给与它的BA为同一级的中间设备；以及
当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备，转发所述数据回应帧；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1的所述交易发起者FA下一级的中间设备，转发所述数据回应帧给与它的FA为同一级的中间设备。
作为本发明的还有一个方面，所提供的正向编址和反向重编址互联通信系统包括：至少两个所述正向编址和反向重编址互联通信设备。
本发明所提供的正向编址和反向重编址互联通信（Forward Addressing andBackward Readdressing InterConnect，FABRIC）方法、设备和系统，通过正向编址和反向重编址的方法让系统中任何两个设备在需要交换数据时建立起互联通道，在两者之间的众多中间设备中筛选出合适的转接设备，将数据的传送控制在有限的范围内，互联通道并非唯一，每次数据传送都有可能经过不同的中间设备，具有随机性和冗余性，可以应对一定程度的设备移动。众多设备可以同时进行两两之间的通信，互不冲突。设备之间完全对等，不需要基站或中心接入点，无需配置，可随时发起数据交易。本发明若应用于手机、电器、汽车、路灯等，将把整个城市乃至众多城市以一种物物互联的方式编织起来。
附图说明
图1为两个设备之间通信的正向编址帧传送过程示意图。
图2为两个设备之间通信的反向重编址帧和数据回应帧传送过程示意图。
图3为两个设备之间通信的数据帧传送过程示意图。
图4为设备的结构方框图。
图5为本发明应用于手持设备之间传输文件示意图。
图6为本发明应用于公交车站传输站牌信息到多个手持设备示意图。
图7为本发明应用于车辆之间通过路灯转接通信示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，以下通过实施例以及结合附图，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
作为本发明的一个方面，正向编址和反向重编址互联通信方法的实施例，交易发起者与目的设备之间通过无线信号进行通信，先从编址阶段开始，包括交易发起者发出正向编址帧和目的设备应答以反向重编址帧。
对于一个将目的设备MAC地址设置为全1的交易将排除在下面的描述之外，这样一个交易被看作是对所有相邻设备的一个群发，每个相邻设备收取帧中的数据报文即可。
交易发起者作为编址起点设备发出的正向编址帧包括多个域，其中含有16位帧类型FT、目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、发送设备MAC地址TA、48位交易事件编号TID、16位正向地址FA，16位正向跳转次数FWn、16位最大允许跳转次数FWmax。交易发起者设置各个域，FT被设置为代表正向编址帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，TA=SA，TID为随机数，FA=1，FWn=0，0<FWmax<216 - 1。
交易发起者发出正向编址帧的同时，在本地存储中记录下一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L，前面四个分别对应正向编址帧中的DA、SA、TID、FA，其中DA_L、SA_L是64位长度，分别为DA、SA的64位扩展，如果DA是64位，则DA_L=DA，如果DA是48位，则DA_L为在DA的前面补16个0，SA_L和SA的关系同理，另外，BA_L、TXn_L、RXn_L均为16位长度，设置BA_L=TXn_L=RXn_L=0，BR_flag_L为1位长度，设置BR_flag_L=0。
任何一个设备接收到正向编址帧后，首先查询本地存储中是否有与正向编址帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，如果有则放弃该帧，如果没有则比较DA和自己的MAC地址：
（a）如果DA和自己的MAC地址不相等，则继续比较FWn和FWmax，如果FWn=FWmax，则放弃该帧，如果FWn<FWmax，则将FWn加1后重新写回到正向编址帧的FWn域，并将TA域改写为自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，FA按编址策略循环左移一位，然后将正向编址帧转发出去，同时在本地存储中记录下DA的64位扩展、SA的64位扩展、TID、更新后的FA、0、0、0、0这一组数据对应为DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L；
（b）如果DA和自己的MAC地址相等，自己即为目的设备，则将FA按编址策略循环左移一位，在本地存储中记录下DA的64位扩展、SA的64位扩展、TID、更新后的FA、0、0、0、0这一组数据对应为DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L，同时以自己为编址起点设备发出反向重编址帧。
反向重编址帧包括多个域，其中含有16位帧类型FT、目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、发送设备MAC地址TA、48位交易事件编号TID、16位正向地址FA、16位反向地址BA。目的设备设置各个域，FT被设置为代表反向重编址帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA、SA、TID和正向编址帧中对应值相同，TA=DA，FA为对应本地存储的FA_L，BA=1。目的设备发出反向重编址帧的同时，更新本地对应存储中的BA_L=1，以及BR_flag_L=1。
任何一个设备接收到反向重编址帧后，首先查询本地存储中是否有与反向重编址帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，如果没有则放弃该帧，如果有则比较本地存储中对应标志位BR_flag_L是否为1，如果为1则放弃该帧，否则继续比较SA和自己的MAC地址：
（a）如果SA和自己的MAC地址不相等，则比较本地存储中对应的FA_L和反向重编址帧中的FA，如果FA_L循环左移1位不等于FA，则放弃该帧，如果FA_L循环左移1位等于FA，则将FA_L写到反向重编址帧的FA域，并将BA按编址策略循环左移1位后重新写到反向重编址帧的BA域，将TA域改写为自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将反向重编址帧转发出去，同时在本地存储中更新以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的BA_L为更新后的BA，并且设置TXn_L=RXn_L=0，BR_flag_L=1；
（b）如果SA和自己的MAC地址相等，自己即为交易发起者，则将BA按编址策略循环左移1位，在本地存储中更新以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的BA_L为更新后的BA，并且设置TXn_L=RXn_L=0，BR_flag_L=1。
其中，BR_flag_L为反向重编址帧处理标志，置1时表示此设备已处理过反向重编址帧。
至此，编址阶段完成，在交易发起者到目的设备之间建立起了互联通道。交易发起者发出的正向编址帧以泛洪的方式扩散开去，由帧中的FWn和FWmax来控制泛洪的范围，终止于FWn=FWmax。反向重编址帧依据正向地址FA回溯到交易发起者，同时对经历的中间设备进行反向重编址，以反向地址BA标识有限数量的中间设备，这些设备将用于数据阶段的传送。由于无线信号作用范围有限以及正向编址FA的筛选条件，使得反向重编址帧实际传播范围变得有限，不像正向编址帧那样形成泛洪，因而后续的数据传送局限于有限数量的中间设备组成的互联通道中。经过编址阶段，互联通道中的设备同时具有分配的正向地址FA和反向地址BA，FA和BA将作为后续数据阶段的数据帧和数据回应帧流向的判据。邻近的中间设备可能有两个以上具有相同的正向地址FA和反向地址BA，因而互联通道是多路径的，这样可以一定程度上应对中间设备的位置移动造成互联通道中断。
另外，在编址阶段，为了应对交易发起者或目的设备的位置移动，让交易发起者和目的设备的多个相邻中间设备在相互之间进行反向重编址帧的传送，具体包括：本地对应存储的DA、SA、TID相匹配并与目的设备具有相同FA且相邻的中间设备转发反向重编址帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且为交易发起者FA下一级的中间设备转发反向重编址帧给与它的FA为同一级的也是交易发起者FA下一级的中间设备。
接下来，交易发起者通过发出数据帧与目的设备进行数据阶段的通信，目的设备通过数据回应帧来应答，在数据帧和数据回应帧中可选择是否携带数据报文。在同一个交易事件编号TID下可以连续多次进行数据帧和数据回应帧的收发。
数据帧包括多个域，其中含有16位帧类型FT、目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、发送设备MAC地址TA、48位交易事件编号TID、16位反向地址BA、16位数据帧序号TXn、0~64千位可变长度数据报文VLM。交易发起者设置各个域，FT被设置为代表数据帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA、SA、TID与对应正向编址帧的一致，TA=SA，BA与本地存储的以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的BA_L相同，设置TXn= 1，VLM为发送报文。0≤TXn<216 –1，交易发起者的TXn从1开始。交易发起者每发出一个数据帧后，设置对应的TXn_L=TXn。
任何一个设备接收到数据帧后，首先查询本地存储中是否有与数据帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，如果没有则放弃该帧，如果有则比较对应的本地存储中的TXn_L和数据帧中的TXn，如果TXn_L≠TXn - 1，则放弃该帧，如果TXn_L=TXn - 1，则比较DA和自己的MAC地址：
（a）如果DA和自己的MAC地址不相等，继续比较本地存储的对应BA_L和数据帧中的BA，如果BA_L循环左移1位不等于BA，则放弃该帧，如果BA_L循环左移1位等于BA，则将BA_L写到数据帧的BA域，设置对应的TXn_L=TXn，并将TA域改写为自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将数据帧转发出去；
（b）如果DA和自己的MAC地址相等，自己即为目的设备，则从数据帧中取出数据报文VLM，设置对应的TXn_L=TXn，同时以自己为发起设备发出数据回应帧。
数据回应帧包括多个域，其中含有16位帧类型FT、交易发起者MAC地址SA、目的设备MAC地址DA、发送设备MAC地址TA、48位交易事件编号TID、16位正向地址FA、16位数据回应帧序号RXn、0~64千位可变长度数据回应报文VLR。目的设备设置各个域，FT被设置为代表数据回应帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA、SA、TID与对应数据帧的一致，TA=DA，FA与本地存储的以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的FA_L相同，RXn与对应的数据帧的TXn一致。目的设备每发出一个数据回应帧后，设置RXn_L=RXn。
任何一个设备接收到数据回应帧后，首先查询本地存储中是否有与数据回应帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，如果没有则放弃该帧，如果有则比较对应的本地存储中的RXn_L和数据回应帧中的RXn，如果RXn_L≠RXn - 1，则放弃该帧，如果RXn_L=RXn –1，则比较SA和自己的MAC地址：
（a）如果SA和自己的MAC地址不相等，则继续比较本地存储的对应FA_L和数据回应帧中的FA，如果FA_L循环左移1位不等于FA，则放弃该帧，如果FA_L循环左移1位等于FA，则将FA_L写到数据回应帧的FA域，设置对应的RXn_L=RXn，并将TA域改写为自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将数据回应帧转发出去；
（b）如果SA和自己的MAC地址相等，自己即为交易发起者，则从数据回应帧中取出数据回应报文VLR，设置对应的RXn_L=RXn。
交易发起者根据数据量大小，在同一个交易事件编号TID下可以分成多次数据帧发送给目的设备，每次发送数据帧前将TXn加1。
任何一个设备接收到正向编址帧，或反向重编址帧，或数据帧，或数据回应帧，会转发该帧或发出应答的帧，这些又会被发送设备收到而成为对发送设备的回应，因而不需要对所有接收的帧以专门的ACK帧作回应，从而减少对通信通道的占用。
任何一个设备在接收到一个帧时，获取TA来知悉相邻的设备，由此可以维护一个邻居设备列表，进一步，每个设备通过定时地发出BEACON帧来表明存在，因而任何一个设备可以对邻居设备的生存周期进行记录。
任何一个设备发出正向编址帧，或反向重编址帧，或数据帧，或数据回应帧，可以通过接收到所有邻居设备转发的帧或应答的帧来确定发送有效，必要时通过重发来确保它的所有邻居收到帧。
任何一个设备在发出任何帧前将对整帧数据作CRC-32校验，并将校验结果附在帧尾。任何一个设备在接收到任何一帧数据时首先作CRC-32校验，未通过的予以放弃。
交易超时：任何一个设备从在本地存储中建立DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L这一数组起开始计时，如果在时间段T1内再次收到DA、SA、TID三个数据对应相匹配的帧，则重新开始计时，否则将这一组数据从本地存储中清除。1≤T1≤216 –1，单位为毫秒，设置典型值T1=1024。由此可以降低设备对存储空间的要求，从而也使得正向地址FA和反向地址BA成为临时存在的，交易过后，不留痕迹。
下面结合附图对本发明作更具体的详细描述。
正向编址和反向重编址互联通信方法的一个实施例包括正向编址帧、反向重编址帧、数据帧、数据回应帧的传送过程参见图1、图2、图3。
图1、图2、图3中的A到Y为分布在一定区域内的对等设备，以A为圆心的虚线圆圈代表设备A的有效信号范围，同理也表示出了设备B和设备N的有效信号范围。其中任何一个设备都具有相似的这样一个范围，圈在其中的设备代表了它的邻居。从图1可以看出，设备A的邻居为B、C、D、E，设备B的邻居为A、C、D、G、H、J，设备N的邻居为H、J、K、L、M。
实施例为交易发起者A发起一个对目的设备N的数据交易。
图1表达的是正向编址帧传送过程，首先设备A在媒质空闲时发出一个正向编址帧，设备A设置各个域，FT被设置为代表正向编址帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA为设备N的MAC地址，SA为设备A的MAC地址，TA=SA，TID为随机数，FA=1，FWn=0，设置FWmax=100。
设备A发出正向编址帧的同时，在本地存储中记录下一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L，前面四个分别对应正向编址帧中的DA、SA、TID、FA，其中DA_L、SA_L是64位长度，分别为DA、SA的64位扩展，如果DA是64位，则DA_L=DA，如果DA是48位，则DA_L为在DA的前面补16个0，SA_L和SA的关系同理，另外，BA_L、TXn_L、RXn_L均为16位长度，设置BA_L=TXn_L=RXn_L=0，BR_flag_L为1位长度，设置BR_flag_L=0。
对于设备A，FA_L=1，BA_L=0，记作“1，0”，如图1中所示。
设备A发出的正向编址帧会被它的邻居收到，它通过接收邻居转发的该帧来确认邻居收到，必要时通过重发来确保它的所有邻居收到这个正向编址帧。作为邻居的设备B、C、D、E都将收到，它们首先查询本地存储中是否有与正向编址帧中DA、SA、TID三个数据对应都相匹配的记录，显然没有，于是比较DA和自己的MAC地址，显然不相等，继续比较FWn和FWmax，因为FWn=0，FWmax=100，所以FWn<FWmax成立，于是将FWn加1后重新写回到正向编址帧的FWn域，此时FWn=1，将FA按编址规则循环左移1位，于是FA=2，并将TA域改写为它们自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将正向编址帧转发出去，同时在它们本地存储中记录下DA的64位扩展、SA的64位扩展、TID、更新后的FA、0、0、0、0这一组数据对应为DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L。对于这几个设备，FA_L=2，BA_L=0，记作“2，0”，如图1中所示。
设备B转发出的正向编址帧会被它的邻居收到，它通过接收邻居转发的该帧或应答的帧来确认邻居收到，必要时通过重发来确保它的所有邻居收到这个正向编址帧。作为邻居的设备A、C、D、G、H、J都将收到，它们首先查询本地存储中是否有与正向编址帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，显然对于设备A、C、D成立，于是设备A、C、D放弃该帧并发出ACK帧作为应答，对于设备G、H、J不成立，于是设备G、H、J比较DA和自己的MAC地址，显然不相等，继续比较FWn和FWmax，因为FWn=1，FWmax=100，所以FWn<FWmax成立，于是将FWn加1后重新写回到正向编址帧的FWn域，此时FWn=2，并将TA域改写为它们自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，将FA按编址规则循环左移1位，于是FA=4，然后将正向编址帧转发出去，同时在它们本地存储中记录下DA的64位扩展、SA的64位扩展、TID、更新后的FA、0、0、0、0这一组数据对应为DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L。对于这几个设备，FA_L=4，BA_L=0，记作“4，0”，如图1中所示。与设备B同理，设备C、D、E转发出正向编址帧，使得设备X、Y也具有相同的“FA_L，BA_L”数值为“4，0”，如图1中所示。
设备H会收到来自B、C转发的正向编址帧，先收到的会作本地记录，及至收到下一个时，因本地记录与帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配，因而放弃该帧，不会影响本地记录。设备G与H的情形相似。
如果交易发起者A和目的设备N相距非常远，中间需要很多转接设备层层相连，本实施例只能依据同理原则，对其作简化描述。
下一个层级，正向编址帧被转发到设备K、L、N、U，它们因此具有了相同的“FA_L，BA_L”数值为“8，0”，如图1中所示。设备N因为比较DA和自己的MAC地址结果相等，因而确定它自己为目的设备，于是准备以自己为发起设备发出反向重编址帧，同时在本地存储中记录下DA的64位扩展、SA的64位扩展、TID、FA、0、0、0、0这一组数据对应为DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L。其余设备仍将正向编址帧转发下去，直到满足FWn=FWmax的层级为止，或是没有更多的设备存在于系统中可供转发。
图2表达了反向重编址帧传送过程，首先发起设备N在媒质空闲时发出一个反向重编址帧，FT被设置为代表反向重编址帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA、SA、TID为正向编址帧中对应值，TA为设备N的MAC地址，TA=DA，FA为本地对应存储的FA_L值，FA=8，BA按编址起点设置，BA=1。
设备N发出反向重编址帧的同时，在本地存储中更新以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的BA_L =1，以及BR_flag_L=1。对于设备N，FA_L=8，BA_L=1，记作“8，1”，如图2中所示。
设备N发出的反向重编址帧会被它的邻居收到，它通过接收邻居转发的该帧或应答的帧来确认邻居收到，必要时通过重发来确保它的所有邻居收到这个反向重编址帧。作为邻居的设备H、J将该帧视作设备N应答的帧从而知道不需要再重发正向编址帧。H、J、K、L、M都将收到反向重编址帧，它们首先查询本地存储中是否有与反向重编址帧中DA、SA、TID三个数据对应相匹配的记录，设备M因没有而放弃该帧并以ACK帧作为应答，设备H、J、K、L有，于是它们继续比较本地存储的对应BR_flag_L是否为1，由于BR_flag_L=0，于是比较SA和自己的MAC地址，显然不相等，继续比较本地存储的对应FA_L和反向重编址帧中的FA，设备H和J满足FA_L循环左移1位等于FA，于是将FA_L写到反向重编址帧的FA域，并将BA循环左移1位后重新写到反向重编址帧的BA域，将TA域改写为它们自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将反向重编址帧转发出去，同时在本地存储中更新以DA、SA、TID三个数据为索引相匹配的一组数据DA_L、SA_L、TID_L、FA_L、BA_L、TXn_L、RXn_L、BR_flag_L中的BA_L为更新后的BA，以及设置BR_flag_L=1。对于设备H和J，FA_L=4，BA_L=2，记作“4，2”，如图2中所示。另外，设备K、L由于与目的设备N相邻且具有相同的FA，因而转发该反向重编址帧，转发前BA循环左移1位并记录于本地存储中，转发后设置BR_flag_L=1，对于设备K和L，FA_L=8，BA_L=2，记作“8，2”，如图2中所示。假如目的设备N在发出该反向重编址帧前移动位置远离了设备H和J且超出有效通信范围，那么经由设备K或L的转发，设备H或J仍可能接收到该反向重编址帧，此时设备H或J的BA_L将会编址为比设备K或L更低一级的数值4。
设备B会收到来自设备H、J转发的反向重编址帧，先收到的会作本地记录，将本地存储的“FA_L，BA_L”数值记为“2，4”，以及设置BR_flag_L=1，及至收到下一个时，因满足BR_flag_L=1，因而放弃该帧，不会影响本地记录。设备C会收到来自H转发的反向重编址帧，因满足条件，其本地存储的“FA_L，BA_L”数值记为“2，4”，如图2中所示。而设备G会收到来自J转发的反向重编址帧，但不满足条件FA_L循环左移1位等于FA，因而放弃该帧并发出ACK帧作为应答，其对应BA_L仍会按编址策略设置为4，其本地存储的“FA_L，BA_L”数值记为“4，4”，如图2中所示。设备B和C会收到对方转发的反向重编址帧，因不满足条件而放弃。
下一个层级，反向重编址帧被设备B转发到设备A和D，被设备C转发到设备A和Y，同理设备Y不满足条件而放弃该帧，其“FA_L，BA_L”数值如图2中所示为“4，8”，设备A作为目标设备接收该帧并仅接收一次，其“FA_L，BA_L”数值为“1，8”，如图2中所示。设备A的BR_flag_L被设置为1。另外，由于设备B和D同为交易发起者A的FA下一级设备，因而设备D接收和转发来自设备B的该反向重编址帧，设备D的“FA_L，BA_L”数值为“2，8”，如图2中所示。假如交易发起者A在接收到该反向重编址帧前移动位置远离了设备B和C且超出有效通信范围，那么经由设备D的转发，交易发起者A仍可能接收到该反向重编址帧，此时设备A的BA_L将会编址为比设备D更低一级的数值16。
从图2可以看出，在交易发起者A和目的设备N之间，被筛选出来的中间设备B、C、H、J以及D、K、L将成为构成互联通道的转接设备，可能的互联通道是A-B-J-N、A-B-H-N、A-C-H-N或有D、K、L参与而更长，具体是哪一个完全由通信当时的设备状态决定，因为每个设备都在抢占通信权，所以能接通的互联通道一定是未受其它信号干扰的。从此可以看出这一建立互联通道的方法具有随机性和冗余性。
接下来交易发起者A发出数据帧，发送过程如图3所示。首先设备A在媒质空闲时发出一个数据帧，其中，FT被设置为代表数据帧和指示DA、SA、TA的长度分别是48位还是64位，DA、SA、TID与对应正向编址帧的一致，TA=SA，BA=8，设置TXn=1代表第一次数据帧，VLM为发送数据报文。设置本地存储中对应的TXn_L=1，RXn_L=0。
如图3所示，设备A发出的数据帧会被它的邻居收到，它通过接收邻居转发的该帧或应答的帧来确认收到，必要时通过重发来确保它的所有邻居收到这个数据帧。作为邻居的设备B、C、D、E都将收到，它们首先查询本地存储中是否有与正向编址帧中DA、SA、TID三个数据对应都相匹配的记录，显然有，于是比较TXn_L=TXn – 1也满足，再比较DA和各自的MAC地址，显然不相等，继续比较BA和BA_L，因为BA=8，只有设备B和C满足BA_L循环左移1位等于BA。于是设备B和C将数据帧的BA域改写为4，设置TXn_L=TXn，于是TXn_L=1，并将TA域改写为它们自己的MAC地址，FT域对应修改TA的长度指示，然后将数据帧转发出去。经过相似的过程，设备G和Y因为不满足BA_L循环左移1位等于BA而放弃，设备H和J则满足条件继续转发数据帧，最后目的设备N收到数据报文VLM。其间，设备H会先后收到来自设备B和C的转发数据帧，由于收到其中一个后设置本地存储中对应的TXn_L=TXn，导致再收到转发数据帧时不再满足TXn_L=TXn – 1，因而实现了仅接收了一次同样的数据帧。目的设备N会先后收到来自H和J的转发数据帧，同理也只接收一次。另外，由于设备D与交易发起者A具有相同BA且相邻，所以设备D转发来自设备A的数据帧，会被设备B收到。假如交易发起者A移动位置远离设备B和C且超出有效通信范围，则有可能通过设备D的转发而保证数据帧的传递。相似的，由于设备K、L与设备H、J同处于目的设备BA下一级，因而设备H或J转发数据帧给到设备K或L。假如目的设备N移动位置远离设备H和J且超出有效通信范围，则设备N仍有可能经由设备K或L的转发而接收到数据帧。
目的设备N发出数据回应帧的过程如图2所示，主要以是否满足FA_L循环左移1位等于FA为判据，过程与数据帧传送相似，因而不再赘述。数据回应帧经由设备H、J及至设备B、C，最后由交易发起者A接收。此外，设备K、L与目的设备N具有相同FA且相邻，因而转发数据回应帧，设备D与设备B同为交易发起者A的FA下一级，因而设备D转发来自设备B的数据回应帧。
交易发起者A可以继续发出多个数据帧，目的设备N对应以数据回应帧应答。
作为本发明的另一个方面，正向编址和反向重编址互联通信设备的一个实施例其结构组成如图4所示，包括数据处理模块、帧发送模块、帧接收模块和无线收发器。
其中，数据处理模块对数据进行处理，对需要发出的数据按类别组帧后传送给帧发送模块，从所述帧接收模块接收各类帧，解析出数据，或对应生成应答的帧传送给所述帧发送模块，或对应生成转发的帧传送给所述帧发送模块。帧发送模块接收来自数据处理模块的各类帧并加入到发送队列，依次通过所述无线收发器将帧发送出去。帧接收模块从无线收发器接收各类帧并加入到接收队列，依次传送给数据处理模块进行解析。无线收发器将来自帧发送模块的各类帧通过天线以电磁波信号发送出去，在发出前将对整帧数据作CRC-32校验，并将校验结果附在帧尾，或从天线接收电磁波信号并解析出各类帧并作CRC-32校验，通过的传送给帧接收模块，未通过的予以放弃。
当交易发起者与目的设备之间通过以电磁波为媒质的无线信号进行通信，包括编址阶段和数据阶段，数据处理模块按前面所述正向编址和反向重编址互联通信方法实施例进行操作，不再赘述。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
图5为本发明应用于手持设备之间传输文件的示意，手持设备A和手持设备B互为邻居，因而在设备A中能知道设备B及其它如设备C、D、E的MAC地址，于是设备A可以将文件通过简单的操作就能发给设备B。及至设备A和设备B相距甚远超出有效通信范围，因为相互知道对方的MAC地址，通过中间设备的转接，它们仍可以交换数据。
图6为本发明应用于公交车站传输站牌信息到多个手持设备的示意，公交车站的站牌设备A向邻居群发行车路线等消息，手持设备B和C都会收到，设备B或C可以进一步和站牌设备A进行交互，以获取更多信息。设备B或C记录了站牌设备A的MAC地址，即使远离，也能随时通过中间设备转接来获取站牌设备A的信息。
图7为本发明应用于车辆之间通过路灯转接通信的示意，路灯设备覆盖广，位置固定，可以形成基础的通信转发节点，汽车设备或是汽车上的手持设备借助路灯作为中间设备转发数据，可以使得汽车与汽车之间进行通信，由于汽车在不断改变位置，应以短的数据帧进行交易，每次交易都要重新经历编址阶段以建立新的互联通道。公路网纵横交错，覆盖面大，以路灯作为基础的通信转发节点，可以联结到整个城市乃至多个城市的所有设备。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (11)

1.一种正向编址和反向重编址互联通信方法，基于每个设备都具有一个被称作MAC地址的全球唯一的身份识别号码，其特征在于，交易发起者与目的设备之间通过以电磁波为媒质的无线信号进行通信，包括编址阶段和数据阶段，其中编址阶段包括以下步骤：
S1. 所述交易发起者发出带有目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、交易事件编号TID的正向编址帧；中间设备接收和转发所述正向编址帧；所述正向编址帧中还含有正向地址FA，以交易发起者为编址起点按编址策略每经历一个设备对FA设置一次，所述正向编址帧经历的设备在本地存储中记录下和DA、SA、TID、FA相对应的值；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID的所述正向编址帧；
S2. 所述目的设备收到所述正向编址帧后发出带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的反向重编址帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的FA相对所述反向重编址帧中的为上一级的中间设备转发所述反向重编址帧，转发之前，帧中的FA被置换为本地存储的；所述交易发起者收到所述反向重编址帧；所述反向重编址帧内还含有反向地址BA，以所述目的设备为编址起点按所述编址策略每经历一个设备对BA设置一次，所述反向重编址帧经历的设备在本地存储中对应记录下BA的值；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID的所述反向重编址帧。
2.如权利要求1所述的正向编址和反向重编址互联通信方法，其特征在于，所述交易事件编号TID是由所述交易发起者在发出所述正向编址帧前产生的48位长度的随机数；所述正向编址帧和所述反向重编址帧中还含有发送设备MAC地址TA；以及
所述步骤S2还包括：本地对应存储的DA、SA、TID相匹配并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备转发所述反向重编址帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且为所述交易发起者FA下一级的中间设备转发所述反向重编址帧给与它的FA为同一级的也是所述交易发起者FA下一级的中间设备。
3.如权利要求1所述的正向编址和反向重编址互联通信方法，其特征在于，所述编址策略为：地址长度为16位，编址起点设备地址为1，每经历一个设备后地址循环左移一位。
4.如权利要求1至3任一项所述的正向编址和反向重编址互联通信方法，其特征在于，所述数据阶段包括以下步骤：
S3. 所述交易发起者收到所述反向重编址帧后发出带有与所述正向编址帧对应相同的DA、SA、TID和与之对应本地存储的BA的数据帧；所述数据帧内还含有数据帧序号TXn，数据帧经历的设备在本地存储中记录下TXn的值；本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1以及本地存储的BA对比帧中的为上一级的中间设备接收和转发所述数据帧，在转发前，帧中BA被置换为本地存储的；所述目的设备收到所述数据帧；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID、TXn的所述数据帧；
S4. 所述目的设备收到所述数据帧后发出带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的数据回应帧；所述数据回应帧内还含有数据回应帧序号RXn，RXn与对应的所述数据帧的TXn一致，数据回应帧经历的设备在本地存储中对应记录下RXn的值；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1以及本地存储的FA对比帧中的为上一级的中间设备接收和转发所述数据回应帧，转发前帧中FA被置换为本地存储的；所述交易发起者收到所述数据回应帧；任何一个设备只接受一次同一DA、SA、TID、RXn的所述数据回应帧；
S5. 在同一个所述交易事件编号TID下可以连续多次进行步骤S3和S4所述的操作，每次进行S3前将所述TXn加1。
5. 如权利要求4所述的正向编址和反向重编址互联通信方法，其特征在于，所述数据帧序号TXn和所述数据回应帧序号RXn的长度是16位，0≤TXn<216–1，0≤RXn<216–1，所述交易发起者设置TXn从1开始发出所述数据帧；所述数据帧和所述数据回应帧中还含有发送设备MAC地址TA；所述数据帧和所述数据回应帧可选择是否携带数据报文，数据报文是0~64千位可变长度；此外
所述步骤S3还包括：本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的并与所述交易发起者具有相同BA且相邻的中间设备转发所述数据帧；本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的所述目的设备BA下一级的中间设备转发所述数据帧给与它的BA为同一级的中间设备；以及
所述步骤S4还包括：本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备转发所述数据回应帧；本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1的所述交易发起者FA下一级的中间设备转发所述数据回应帧给与它的FA为同一级的中间设备。
6.一种正向编址和反向重编址互联通信设备，其特征在于，包括：数据处理模块、帧发送模块、帧接收模块和无线收发器；其中
数据处理模块：对数据进行处理，对需要发出的数据按类别组帧后传送给所述帧发送模块；从所述帧接收模块接收各类帧，解析出数据，或对应生成应答的帧传送给所述帧发送模块，或对应生成转发的帧传送给所述帧发送模块；
帧发送模块：接收来自所述数据处理模块的各类帧并加入到发送队列，依次通过所述无线收发器将帧发送出去；
帧接收模块：从所述无线收发器接收各类帧并加入到接收队列，依次传送给所述数据处理模块进行解析；
无线收发器：将来自所述帧发送模块的各类帧通过天线以电磁波信号发送出去；从天线接收电磁波信号并解析出各类帧传送给所述帧接收模块；
当交易发起者与目的设备之间通过以电磁波为媒质的无线信号进行通信，包括编址阶段和数据阶段，在所述编址阶段，所述数据处理模块包括：
当设备作为交易发起者时，生成带有目的设备MAC地址DA、交易发起者MAC地址SA、交易事件编号TID的正向编址帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；当设备作为中间设备时，接收和转发所述正向编址帧；所述正向编址帧中还含有正向地址FA，以所述交易发起者为编址起点按编址策略在发起或接收所述正向编址帧时对FA设置一次，并在本地存储中记录下和DA、SA、TID、FA相对应的值；只接受一次同一DA、SA、TID的所述正向编址帧；以及
当设备作为所述目的设备时，经由所述无线收发器和所述帧接收模块收到所述正向编址帧后，生成带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的反向重编址帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的FA相对所述反向重编址帧中的为上一级的中间设备时，转发所述反向重编址帧，转发之前，帧中的FA被置换为本地存储的；当设备作为所述交易发起者时，收到所述反向重编址帧；所述反向重编址帧内还含有反向地址BA，以所述目的设备为编址起点按所述编址策略在发起或接收所述反向重编址帧时对BA设置一次，并在本地存储中对应记录下BA的值；只接受一次同一DA、SA、TID的所述反向重编址帧。
7.如权利要求6所述的正向编址和反向重编址互联通信设备，其特征在于，在所述编址阶段，所述数据处理模块还包括：所述交易事件编号TID是由所述交易发起者在发出所述正向编址帧前产生的48位长度的随机数；所述正向编址帧和所述反向重编址帧中还含有发送设备MAC地址TA；以及
当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备时，转发所述反向重编址帧；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且为所述交易发起者FA下一级的中间设备时，转发所述反向重编址帧给与它的FA为同一级的也是所述交易发起者下一级的中间设备。
8.如权利要求6所述的正向编址和反向重编址互联通信设备，其特征在于，所述编址策略为：地址长度为16位，编址起点设备地址为1，每经历一个设备后地址循环左移一位。
9. 如权利要求6至8任一项所述的正向编址和反向重编址互联通信设备，其特征在于，在所述数据阶段，所述数据处理模块包括：
当设备作为所述交易发起者收到所述反向重编址帧后，生成带有与所述正向编址帧对应相同的DA、SA、TID和与之对应本地存储的BA的数据帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；所述数据帧内还含有数据帧序号TXn，发起或接收所述数据帧时，在本地存储中记录下TXn的值；当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1以及本地存储的BA对比帧中的为上一级的中间设备，接收和转发所述数据帧，在转发前，帧中BA被置换为本地存储的；当设备作为所述目的设备，收到所述数据帧；只接受一次同一DA、SA、TID、TXn的所述数据帧；以及
当设备作为所述目的设备收到所述数据帧后，生成带有同一DA、SA、TID和与之对应本地存储的FA的数据回应帧，经由所述帧发送模块和所述无线收发器发出；所述数据回应帧内还含有数据回应帧序号RXn，RXn与对应的所述数据帧的TXn一致，发起或接收所述数据回应帧时，在本地存储中对应记录下RXn的值；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1以及本地存储的FA对比帧中的为上一级的中间设备，接收和转发所述数据回应帧，转发前帧中FA被置换为本地存储的；当设备作为所述交易发起者，收到所述数据回应帧；只接受一次同一DA、SA、TID、RXn的所述数据回应帧；以及
在同一个所述交易事件编号TID下可以连续多次进行上述操作，每次进行前将所述TXn加1。
10. 如权利要求9所述的正向编址和反向重编址互联通信设备，其特征在于，在所述数据阶段，所述数据处理模块还包括：所述数据帧序号TXn和所述数据回应帧序号RXn的长度是16位，0≤TXn<216–1，0≤RXn<216–1，所述交易发起者设置TXn从1开始发出所述数据帧；所述数据帧和所述数据回应帧中还含有发送设备MAC地址TA；所述数据帧和所述数据回应帧可选择是否携带数据报文，数据报文是0~64千位可变长度；此外
当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的并与所述交易发起者具有相同BA且相邻的中间设备，转发所述数据帧；当设备作为本地存储的DA、SA、TID相匹配且对应的TXn刚好比帧中的小1的所述目的设备BA下一级的中间设备，转发所述数据帧给与它的BA为同一级的中间设备；以及
当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1并与所述目的设备具有相同FA且相邻的中间设备，转发所述数据回应帧；当设备作为本地对应存储的DA、SA、TID相匹配且对应的RXn刚好比帧中的小1的所述交易发起者FA下一级的中间设备，转发所述数据回应帧给与它的FA为同一级的中间设备。
11.一种正向编址和反向重编址互联通信系统，其特征在于，包括：至少两个如权利要求6至10任一项所述的正向编址和反向重编址互联通信设备。
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