CN101325555A - 一种多中心接收确认的单频无线组网方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线数据传输的方法，尤其是涉及一种多中心接收确认的单频组网方法。其中，遥测站、中继站和中心站由无线控制模块和应用控制模块构成，无线控制模块设置收信地址，接收目的地址指向自身的无线数据，进行路由变换和无线转发，并与应用控制模块进行数据通信；应用控制模块设置发信地址，生成自报数据或远程控制命令，向无线控制模块发送，并接收无线控制模块的信息进行数据存储、应答或者响应远程命令。本发明的无线路由控制协议了实现单站单路由发信多中心接收并确认，解决数据采集与监控系统中因多中心接收和确认造成的系统碰撞和延时指标恶化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线数据传输的方法，尤其是涉及一种多中心接收确认的单频组网方法。
背景技术
在数据采集与监控系统中，利用无线电台将分布在各个遥测站点的数据采集设备与中心站进行联网，实现远程数据采集、监视和控制，具有造价低、施工快和运行可靠等特点，得到了广泛应用。
目前用于远程传输和控制的无线频点非常有限，改变传统的收发异频方式，采用单频点组网方式成为趋势。单频组网时，遥测站、中继站和中心站均采用相同的频点进行无线发信和收信，并采用相应的传输和控制协议进行网络路由控制。单频组网的特点：在同一频点覆盖范围内，任意时刻系统中只允许单个站点处于发射状态，其他站点处于接收状态；系统的数据收集时间将随着站点规模的增加而延长；当需要中心站接收确认时，传输延迟时间将加倍。
现有的通信协议只支持单站发送、单中心接收并确认的点对点应答传输方式。当需要单站发送多中心接收并确认时，只能依次针对每个中心站分别发信并等待确认，系统的传输延迟时间将随接收中心的数量而成倍增加，能耗也随之增加，发信终端需要保存多个路由信息。这样，传输延迟将严重限制了系统规模，而且增加了发信终端的难度，中继路由发生改变时，遥测站内保存的每条路由都必须远程修改，系统的碰撞概率增加，可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单频无线组网方法，实现单站单路由发信、多中心接收并确认，解决数据采集与监控系统中因多中心接收和确认造成的系统碰撞和延时指标恶化的问题。
本发明提供了一种无线路由传输和控制协议，其特征在于，包括以下步骤：
1)遥测站、中继站和中心站均采用数值表示，每个站点配置无线控制模块WM和应用控制模块AM，无线控制模块WM设置收信地址RA，AM设置发信地址TA；
2)无线控制模块WM可设置为终端模式、中继模式、分配模式和中心模式；
3)数据传输方向：遥测站(中继站)自报为上行，其他为下行；
4)路由控制信息包括：中继长度RI、传输方向DT、目的地址DA、中间路由IA、源地址SA；
5)每个站点主动发送数据时由应用控制模块AM设定路由并送无线控制模块WM；
6)每个站点的无线控制模块WM接收应用控制模块AM数据后等待无线信道空闲时发送；
7)每个站点的无线控制模块WM接收无线数据并作以下判断和操作：
a)如果DA＝RA，接收数据，否则丢弃；
b)如果RI＞0，且无线控制模块WM为中继或者分配模式，则变换路由后无线转发；
c)如果RI＞0，且无线控制模块WM为分配或者中心模式，则向AM转发接收的数据；
d)如果RI＝0，则向应用控制模块AM转发接收的数据；
e)无线路由变换：RI减1，DA/IA/SA序列循环左移一位；
8)每个站点的应用控制模块AM接收无线控制模块WM数据并作以下判断和操作：
a)对于遥测站，如果DT＝上行则丢弃，否则接收并响应；
b)对于中继站，接收并响应；
c)对于中心站，如果DT＝上行则接收并响应，否则丢弃；
d)所有的响应信息中DA/IA/SA依照接收数据逆序排列且SA＝TA。
本发明为单频无线组网提供了非常灵活的解决方案，实现了单站单路由发送，多中心接收并分别确认，设备具有高度的互换性，可以广泛应用于油气管网、电力设施、市政工程、交通运输、水利建设、环境保护以及防灾决策等领域的监测和控制。本发明具有以下特点：
1)系统中任意站点位置均可增设中心站；
2)增加中心站的数量时，遥测站不增加额外的发信次数；
3)系统中任意站点均可对其他站点进行远程控制；
4)所有站点的WM功能相同，改变配置即可互换；
5)遥测站和中继站的AM可以互换。
附图说明
图1是无线传输网络结构示意图。
图2是无线传输控制报文结构示意图。
图3是对等位置双中心站接收确认的路由变换流程图。
图4是不对等位置双中心站接收确认的路由变换流程图。
图5是中心站兼中继双中心站接收确认的路由变换流程图。
具体实施方式
本发明的单频无线组网方法，包括遥测站1、中继站2和中心站3，如图1所示。遥测站自报数据通过无线网络传输，经中继站转发后送中心站接收，中心站的确认信息由反向传输路由送给遥测站；中心站远程控制遥测站的指令，经中继站转发后送遥测站接收，遥测站的应答信息按照指定的路由反向传输送给中心站。
遥测站由无线控制模块4和应用控制模块5组成。无线控制模块4由天线、无线电台、带微处理器的MODEM构成；应用控制模块5由传感器、数据采集器、人机操作设备、电源系统等构成。
中继站遥测站包括无线控制模块4和应用控制模块6组成。应用控制模块6根据需要可以采用与遥测站相同的配置，或者简化。
中继站遥测站包括无线控制模块4和应用控制模块7组成。应用控制模块7根据需要配置计算机、数据库、应用软件以及网络设备等。
每个站点的无线控制模块分配收信地址RA，应用控制模块分配发信地址TA。
站点之间采用无线网络通信协议，如图2，嵌入了单频组网无线路由控制协议RCP。下面详细解释对等位置和不对等位置两种类型的双中心站接收和确认的传输过程，3个或者3个以上的中心站应用方式与此类似。
1.对等位置的双中心接收确认
当双中心站通过相同的中继站进行数据传输时，如图3，遥测站1的WM设置成终端模式，中继站2a和2b的WM设置成中继模式，中心站3a和3b的WM设置成中心模式，中心站3a的AM设置立即应答，中心站3b的AM设置延时应答。遥测站1自报流程如下：
1)遥测站1按照①的路由自报数据；
2)中继站2a接收后，WM作以下判断和操作：
a)DA＝20，与RA相同，接收；
b)RI＞0，WM中继模式，则RI减1，IA循环左移，按照②的路由转发；
3)中继站2b接收后，与2a类似操作，按照③的路由转发；
4)中心站3a接收后，WM作以下判断和操作：
a)DA＝40，与RA相同，接收；
b)RI＝0，向AM转发；
AM接收数据后，作以下判断和操作：
c)DT＝1，方向上行，接收并立即确认；
d)IA逆序排列，TA替代SA，延时预设时间，按照④的路由向WM发送；
e)依据RI提取初始发信地址10，存储；
WM接收数据后，作以下判断和操作：
f)来自AM的数据，立即转发；
5)中继站2b接收后，与步骤2)类似操作，按照⑤的路由转发；
6)中继站2a接收后，与步骤2)类似操作，按照⑥的路由转发；
7)遥测站1接收后，WM作以下判断和操作：
a)DA＝10，与RA相同，接收；
b)RI＝0，向AM转发；
AM接收数据后，作以下判断和操作：
c)DT＝0，方向下行，接收；
d)依据RI提取初始发信地址50，解释确认信息；
8)中心站3b在步骤4)同时发生，接收后，与步骤4)类似操作，AM延时预设的时间确认，由WM按⑦的路由发送确认数据；
9)中心站3b的确认信息按照5)、6)、7)类似的步骤以路由⑧、⑨转发，遥测站提取初始发信地址60，获得确认信息。
2.不对等位置的双中心接收确认
当双中心站通过不同的中继站进行数据传输时，如图4，遥测站1的WM设置成终端模式，中继站2a和2b WM设置成中继模式，中心站3a和3b的WM设置成中心模式，中心站3a的AM设置立即确认，中心站3b的AM设置延时确认。遥测站1自报流程如下：
1)～7)与对等位置的双中心接收确认步骤相同；
8)中心站3b在步骤3)同时发生，接收后，WM作以下判断和操作：
a)DA＝30，与RA相同，接收；
b)RI＞0，WM中心模式，向AM转发；
AM接收数据后，作以下判断和操作：
c)DT＝1，方向上行，接收并延时确认；
d)IA逆序排列，TA替代SA，按照⑦的路由向WM发送；
e)依据RI提取初始发信地址10，存储；
WM接收数据后，作以下判断和操作：
f)来自AM的数据，立即转发；
9)中继站2a接收后，与步骤2)类似操作，按照⑧的路由转发；遥测站1提取初始发信地址60，活动确认信息；
3.中继站兼中心的多中心接收确认
当中心站同时既需要接收遥测站数据，同时又作为中继站进行数据转发时，见图5，只需将相应中心站3a的WM设置成分配模式，AM设置不发生碰撞的延时确认即可。该中心站接收到遥测自报数据后，WM立即无线转发，并向AM发送，AM在延时设定的时间后向遥测站发送确认信息。这样，遥测站不改变传输路由，也不增加发信次数，即可实现多中心接收和确认。
Claims (1)
1.一种多中心接收确认的单频无线组网方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)遥测站、中继站和中心站均采用数值表示，每个站点配置无线控制模块WM和应用控制模块AM，无线控制模块WM设置收信地址RA，应用控制模块AM设置发信地址TA；
2)无线控制模块WM可设置为终端模式、中继模式、分配模式和中心模式；
3)数据传输方向：遥测站(中继站)自报为上行，其他为下行；
4)路由控制信息包括：中继长度RI、传输方向DT、目的地址DA、中间路由IA、源地址SA；
5)每个站点主动发送数据时由应用控制模块AM设定路由并送无线控制模块WM；
6)每个站点的无线控制模块WM接收应用控制模块AM数据后等待无线信道空闲时发送；
7)每个站点的无线控制模块WM接收无线数据并作以下判断和操作：
a)如果DA＝RA，接收数据，否则丢弃；
b)如果RI＞0，且无线控制模块WM为中继或者分配模式，则变换路由后无线转发；
c)如果RI＞0，且无线控制模块WM为分配或者中心模式，则向应用控制模块AM转发接收的数据；
d)如果RI＝0，则向应用控制模块AM转发接收的数据；
e)无线路由变换：RI减1，DA/IA/SA序列循环左移一位；
8)每个站点的应用控制模块AM接收无线控制模块WM数据并作以下判断和操作：
a)对于遥测站，如果DT＝上行则丢弃，否则接收并响应；
b)对于中继站，接收并响应；
c)对于中心站，如果DT＝上行则接收并响应，否则丢弃；
d)所有的响应信息中DA/IA/SA依照接收数据逆序排列且SA＝TA。
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