CN101165739A - 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用 - Google Patents

用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN101165739A
CN101165739A CNA2007101627852A CN200710162785A CN101165739A CN 101165739 A CN101165739 A CN 101165739A CN A2007101627852 A CNA2007101627852 A CN A2007101627852A CN 200710162785 A CN200710162785 A CN 200710162785A CN 101165739 A CN101165739 A CN 101165739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
interface
gauge tap
signal
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101627852A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100468475C (zh
Inventor
王宏
张群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hui Bao Intelligent Technology (Shanghai) Co., Ltd.
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CNB2007101627852A priority Critical patent/CN100468475C/zh
Publication of CN101165739A publication Critical patent/CN101165739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100468475C publication Critical patent/CN100468475C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于局域监测、控制的微功率无线通信的装置，通过设定多个DIP开关使得中心点、中继点和叶结点可采用同一硬件实现，并通过接口扩展实现与监测、控制仪表的连接。本发明可以实现在微功率发射下的较大范围内的无线传输通信，在某一时刻仅有一个通道开放，系统结构简单、灵活，本发明的装置建网时不需要网络操作系统支持，每个装置会自动根据身份和级别设置进行转发或应答操作。

Description

用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用
技术领域
本发明涉及一种微功率无线通信装置，具体涉及一种用于对局部区域的监测信号及控制信号通过在开放频段的微功率无线通信进行信号传输的装置。
背景技术
在生产过程控制，以及一些需要远程监测的场合，需要将传感器或仪表获得的信号传递给计算机，或者将计算机给出的控制信号传递给控制装置，这类信号传输一般在车间、厂区、大楼、住宅小区等局部区域进行，其传输距离通常在数百米至数千米之间。采样点或被控点的数量通常为数十个至近百个之间，经过传输系统与上位计算机连接运行。
现有技术中，这类监测、控制信号传输通过采用有线方式进行，需要事先进行布线。这一方面增加了应用成本，同时，在某些生产控制场合，传感或被控对象是运动的，例如监控对象位于行车中，这大大增加了布线的难度，也导致使用的可靠性下降。为此，人们开始考虑采用无线通信的方法来进行监测、控制信号的传输，但目前在监控领域被报道的技术方案基本采用GSM系统实现，例如，《广东通信技术》2003年第4期公开了一种“SMS方式远程监控软件的设计与实现”，即是通过GSM网络，以短消息的方式传输数据，对远端设备进行监控的。采用这种GSM网络系统，可以实现传感、控制信号的传输通信，但一方面，需要给每个节点配置工业控制计算机或者是较复杂的连接装置；另一方面，由于GSM网络是商业化运行的，应用者需要向GSM服务商交纳相应的费用，造成监控成本的增加。
在无线通信领域，设置有开放频段，可用于特定区域内的通信传输，但为了符合无线电管理的规定，使用时只能进行微功率传输，可靠传送距离通常在300-400米。由于在局域监测、控制中，每个信号传递的数据量不大，可以考虑通过提供信号中继来增加传送距离，然而，无线传输与有线传输不同，没有明确的传输方向，如果通过信号中继来增加传送距离，会存在多个数据通道同时传递的问题，造成接收机处理上的困难。因此，需要提供一种微功率通信方法来解决上述问题。再者，如何采用比较简单的装置来实现传输，特别是与传感、仪表、控制装置间的接口实现，也是需要解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种用于局域监测、控制的微功率无线通信的装置，本发明还提供了该装置的应用方法，通过对传递信号的设置及传递方式的控制，以中继方式实现在数千米范围内的监测、控制信号传递。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，包括单片机、无线接收发送控制部件和天线，单片机的输入输出接口上连接有通用异步通信接口扩展电路、至少一组8位控制开关、显示电路，所述通用异步通信接口扩展电路的另一端分别连接所述无线接收发送控制部件、一个RS-232接口和一个RS-485接口。
进一步的技术方案，设有两组8位控制开关。
利用上述装置实现局域监测、控制的微功率无线通信的方法是，以中心点为根结点，监测、控制端为叶结点，中继为子结点，构成星形拓扑的动态树形结构，每一结点采用微功率发射和接收信号；根结点在发送信号时，在数据中加入接收该信号的叶结点的身份识别标识和信号次序识别标识，叶结点在发送信号时，在数据中加入本结点的身份识别标识和信号次序识别标识；当一个结点接收到信号时，延时1～5毫秒，再进行下一次接收或发送，对每一接收到的信号，根据其信号次序识别标识与前一个有效信号进行比较，若信号次序识别标识相同，则丢弃，若信号次序识别标识不同，则作为有效信号处理，当根结点到叶结点的距离大于无线微功率发射接收的有效距离时，信号通过中继子结点的传递到达叶结点，由此构成根结点与特定叶结点间的唯一动态传输通道，实现监测或控制信号的传递。
在该通信方法中，上述装置的应用方法是，通过设定可以分别作为中心点、中继子结点或者监测、控制端叶结点使用，采用8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，其余5位用于设定身份识别编码，在发送信号时，根据身份识别编码生成身份识别标识。
当设有两组8位控制开关时，采用其中一组8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，3位定义中继级别，采用另一组8位控制开关用于设定身份识别编码，在发送信号时，根据身份识别编码生成身份识别标识。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明的装置中设置了多位控制开关(DIP开关)，通过开关控制设定装置是作为中心根结点使用，作为中继机使用，还是作为叶结点使用，使得各种类型的结点可以使用同样的逻辑电路设计和装置，不需要单独制造，降低了系统成本，提高了系统变更的灵活性。
2.本发明装置的接口可以选择通用的RS-232口或RS-485口，因而可以方便地与各种仪表接口连接，或者与计算机连接，接口的选择通过电子开关切换实现；同时，由于上述方法的应用，本发明的装置建网时不需要网络操作系统支持，每个装置会自动根据身份和级别设置进行转发或应答操作。
附图说明
附图1为本发明实施例一的电路框图；
附图2为本发明实施例一中控制命令示意图；
附图3为本发明实施例一的中心点数据传递工作流程图；
附图4为本发明实施例一的中继数据传递工作流程图；
附图5为本发明实施例一的叶结点数据传递工作流程图；
附图6为本发明实施例一中星形网络中动态的信号传输通道例图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见附图1至附图6所示，一种用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，包括单片机(Atmega8系列CPU)、无线接收发送控制部件(以nRF401为无线收发器的PTRs2000系列微功率数传模块)和天线，单片机的输入输出接口上连接有通用异步通信接口扩展电路、两组8位控制开关(DIP开关)、显示电路(8段数码管和发光二极管)，所述通用异步通信接口扩展电路的XP3插座连接所述无线接收发送控制部件、XP4插座连接一个RS-232接口或一个RS-485接口，所述显示电路用于显示本机ID及其它状态数据。从Atmega8系列CPU的PB0-PB5和PD6-PD7输入8位DIP开关状态，通过PC0或PC1选定其中二组开关之一；PC2-PC5分别连接一个或多个发光二极管，控制其亮或不亮，以表示装置当前的状态；8段数码管显示的数据由DB0-DB7信号控制PD2、PD3为电子切换开关。
本装置使用时，通过设定分别作为中心点、中继子结点或者监测、控制端叶结点使用，采用其中一组8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，3位定义中继级别，采用另一组8位控制开关用于设定身份识别编码，在发送信号时，根据身份识别编码生成身份识别标识。当装置定义为中心点，XP4连接上位微计算机的通信接口；当装置定义为叶结点，XP4连接监测和控制装置的通信接口。
本实施例的装置在使用时由一个中心点，多级中继子结点和多个监测、控制端叶结点构成星形拓扑的动态树形结构，每个监测、控制端叶结点采用一台本装置，设置与采集控制点对应的ID号(即由一组8位控制DIP开关设定的身份识别编码)，并根据监测、控制对象的联机接口选择RS-232接口或RS-485接口，由单片机控制电子开关(PD)实现切换，所选择的接口与对应的监控装置(如二次仪表、传感装置，等)连接；中心点也采用一台本装置构成，并选择RS-232接口与上位计算机连接；中继点根据需要设置不同级别(不超过8级)，并对每一中继点设置不同的中继ID号。
其数据传递方式为：
中心点为主控方，采用发送-接收应答方式，其工作流程如附图3所示；
中继子结点不应答，采用接收-发送方式，其工作流程如附图4所示；
监测、控制端叶结点为受控方，采用接收-发送应答方式，其工作流程如附图5所示。
传递的数据结构参见附图2所示。中心点可能发出2种命令，其一为控制命令，用于发出一个操作、控制指令，该命令格式包括特征字、与时间相关的信号次序识别标识、接收本命令的叶结点ID号、命令数据；其二为查询命令，用于发出一个查询指令，该命令格式包括特征字、与时间相关的信号次序识别标识、接收本命令的叶结点ID号。
中心点发出的命令，可能直接被所指定的叶结点接收，也可能被中继子结点接收后再传递到叶结点，当一个结点接收到信号时，延时1～5毫秒，再进行下一次接收或发送，对每一接收到的信号，根据其信号次序识别标识与前一个有效信号进行比较，若信号次序识别标识相同，则丢弃，若信号次序识别标识不同，则作为有效信号处理。无线通信信号传输的有效距离与即时的环境、气候等因素密切相关，每次信号传输的通道在星形网络中是动态的。如附图6所示，在信号
Figure S2007101627852D00051
传输期间，网络中存在三个通道，中心点到叶结点3的通道优先，其余二个通道被延迟或信号次序识别所屏蔽；而信号
Figure S2007101627852D00052
传输期间，则可能存在二个通道，中心点发出的信号不能直接被叶结点3收到。反之，如果所述信号传递的方向从叶结点到中心点的话，情况类似。
中继点在接收到有效信号后，延时1～5毫秒，发出传递命令信号，所述传递命令信号在原数据包前加上中继前导数据，包括中继级别与中继ID号，以实现数据传递途径的跟踪。
叶结点在接收到有效信号后，去除中继前导数据，如果是控制命令，则将命令传递给被控装置，随后发出数据包，数据包包括，叶结点的ID号、与时间相关的信号次序识别标识、以及控制命收到特征字；如果是查询命令，则通过RS-485或RS-232口发出查询信号，获取所需数据后，发出数据包，数据包包括，叶结点的ID号、与时间相关的信号次序识别标识、以及传递的监测数据序列。
叶结点的数据会直接或通过中继点传递给中心点，从而实现中心点和叶结点间的交互。
由此，本实施例的无线接收发送控制部件只需使用普通的RF部件，它和RS-232接口、RS-485接口通过一个通用异步通信接口(UART)连接到单片机CPU上，即可实现在局域范围内的监测、控制通信。
实施例二：一种用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，其结构特征与实施例一相同，而传递的数据结构不同，适用于叶结点连接具有一种以上数据的监测功能的监测装置。其数据结构的区别点是，中心点发出的查询指令格式包括特征字、与时间相关的信号次序识别标识、接收本命令的叶结点ID号、需要获取数据的编号。由此，与叶结点相连的监测装置(如二次仪表)能发回对应所需数据)。
实施例三：一种用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，与实施例一相比，单片机仅连接一组8位DIP开关(DIP1#)，采用8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，其余5位用于设定身份识别编码；不安装U4：LS245和DIP2#。适用于监测、控制的局域在微功率无线通信的有效范围在600米～700米之内，监测点在32个以内的场合使用，无线通信的数据直接在中心点与叶结点之间传递，或者通过1级中继子结点传递。

Claims (4)

1.一种用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，包括单片机、无线接收发送控制部件和天线，其特征在于：单片机的输入输出接口上连接有通用异步通信接口扩展电路、至少一组8位控制开关、显示电路，所述通用异步通信接口扩展电路的另一端分别连接所述无线接收发送控制部件、一个RS-232接口和一个RS-485接口。
2.根据权利要求1所述的用于局域监测、控制的微功率无线通信装置，其特征在于：设有两组8位控制开关。
3.权利要求1所述装置的应用，其特征在于：通过设定分别作为中心点、中继子结点或者监测、控制端叶结点使用，采用8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，其余5位用于设定身份识别编码，在发送信号时，根据身份识别编码生成身份识别标识。
4.权利要求3所述装置的应用，其特征在于：通过设定分别作为中心点、中继子结点或者监测、控制端叶结点使用，采用其中一组8位控制开关中的2位进行装置身份控制设定，1位定义选用RS-232或RS-485接口，3位定义中继级别，采用另一组8位控制开关用于设定身份识别编码，在发送信号时，根据身份识别编码生成身份识别标识。
CNB2007101627852A 2005-07-15 2005-07-15 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用 Expired - Fee Related CN100468475C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007101627852A CN100468475C (zh) 2005-07-15 2005-07-15 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007101627852A CN100468475C (zh) 2005-07-15 2005-07-15 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100410647A Division CN100353389C (zh) 2005-07-15 2005-07-15 用于局域监测、控制的微功率无线通信的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101165739A true CN101165739A (zh) 2008-04-23
CN100468475C CN100468475C (zh) 2009-03-11

Family

ID=39334421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007101627852A Expired - Fee Related CN100468475C (zh) 2005-07-15 2005-07-15 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100468475C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353048B (zh) * 2008-09-04 2010-10-06 铁道部运输局 一种用于机车通信系统的插件设备
WO2019192177A1 (zh) * 2018-04-03 2019-10-10 广州视源电子科技股份有限公司 数据传输装置、智能交互平板及数据传输方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353048B (zh) * 2008-09-04 2010-10-06 铁道部运输局 一种用于机车通信系统的插件设备
WO2019192177A1 (zh) * 2018-04-03 2019-10-10 广州视源电子科技股份有限公司 数据传输装置、智能交互平板及数据传输方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100468475C (zh) 2009-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101682546B (zh) 在过程控制环境下与现场设备的有线和无线混合通信
CN101682547B (zh) 无线hart协议中的高效寻址
CN110187692B (zh) 一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法
FI97585C (fi) Digitaalinen signaalinsiirtojärjestelmä sisäjohdintekniikkaa varten
CN102215263B (zh) 用于自组无线物联网系统的数据传输及远程控制方法
CN101682545A (zh) 无线协议适配器
CN103384385A (zh) 一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统
CN102821436A (zh) 电能表智能组网动态路由远端采集系统
CN101567821A (zh) 嵌入式工业智能无线网络数据传输平台
CN202422385U (zh) 电能表智能组网动态路由远端采集系统
CN104332993A (zh) 一种智能分布式馈线自动化负荷转供方法
CN201902674U (zh) 基于无线ZigBee技术的阀门状态在线监测系统
CN100468475C (zh) 用于局域监测、控制的微功率无线通信装置及应用
CN113068115B (zh) 一种基于定位标签的火电厂工作人员定位系统及方法
CN107682989B (zh) 基于rs485通讯的路灯控制系统及其应用
CN100353389C (zh) 用于局域监测、控制的微功率无线通信的方法及装置
CN218958932U (zh) 民航空管多业务接入平台通信单元故障检测系统
CN212435946U (zh) 综采工作面无线通信传输系统
CN206442525U (zh) 一种无线化网络传输装置
CN112954825B (zh) 一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置及方法
CN209980043U (zh) 一种物联网智能终端数据采集无线传输装置
KR101917616B1 (ko) 로라 네트워크를 활용한 사물 제어시스템
CN101466113B (zh) 时分无线基站的链路监测方法及系统
CN105262518A (zh) 短波信道智能交换方法及系统
CN111641929A (zh) 一种基于无线传感网的智能楼宇管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: XU TIAN

Effective date: 20120410

Owner name: XU CHANGNA

Free format text: FORMER OWNER: SUZHOU UNIVERSITY

Effective date: 20120410

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 215006 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE TO: 201612 SONGJIANG, SHANGHAI

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120410

Address after: 201612, No. 255, Lane 37, Si brick road, Xinqiao Town, Shanghai, Songjiang District

Co-patentee after: Xu Tian

Patentee after: Xu Changna

Address before: Ten Azusa Street Canglang District of Suzhou City, Jiangsu Province, No. 1 215006

Patentee before: Soochow University

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI TD ENERGY INTERNATIONAL LIMITED

Free format text: FORMER OWNER: XU CHANGNA

Effective date: 20120716

Free format text: FORMER OWNER: XU TIAN

Effective date: 20120716

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120716

Address after: 201612, No. 255, Lane 37, Si brick road, Xinqiao Town, Shanghai, Songjiang District

Patentee after: TD Energy Shanghai Co., Ltd.

Address before: 201612, No. 255, Lane 37, Si brick road, Xinqiao Town, Shanghai, Songjiang District

Co-patentee before: Xu Tian

Patentee before: Xu Changna

C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: TDENERGY INTELLIGENT TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO., LT

Free format text: FORMER NAME: SHANGHAI TD ENERGY INTERNATIONAL LIMITED

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 201612, No. 255, Lane 37, Si brick road, Xinqiao Town, Shanghai, Songjiang District

Patentee after: Hui Bao Intelligent Technology (Shanghai) Co., Ltd.

Address before: 201612, No. 255, Lane 37, Si brick road, Xinqiao Town, Shanghai, Songjiang District

Patentee before: TD Energy Shanghai Co., Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090311

Termination date: 20180715