CN101945495B - 差频子网络通讯系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差频子网络通讯系统，包括一服务器和多个子网络，所述子网络都分别由至少一个路由节点和多个无线数据采集装置构成；其中，服务器、无线数据采集装置和路由节点上都设置有一无线发射接收模块，该无线发射接收模块能在预先设定的多段频率的任一频段上工作；所述路由节点还包括主控芯片和贮存网络路由表和无线频率路由表的贮存器；所述无线数据采集装置还包括主控芯片、数模转换模块和数据采集设备；本发明还公开了利用这种差频子网络通讯系统的网络通讯方法。本发明的差频子网络通讯方式使得整个网络里面的通讯频率可以不统一，工作在不同频率的子网络也可以把数据信息高效的传送到服务器，完成其数据采集和传递的工作。这样具有系统工作不受干扰更可靠，同时使用了无数据线的低成本连接方式的优点。

Description

差频子网络通讯系统和方法

技术领域

本发明涉及一种无线网络拓扑的检测系统，尤其是涉及一种在无线信号复杂的环境下的差频子网络通讯系统和方法。

背景技术

随着目前安防领域不断扩大和安防市场的逐步升级，以及对于环境监控、安全监控分析需要使用大量的数据，这些数据的采集都是通过固定位置的音视频采集设备或相应的传感器。音视频采集设备或传感器把采集到的相应数据传输到监控主站，监控主站根据数据进行分析。各数据采集点的数据可以通过有线连接的方式传送到监控主站，而监控主站的控制器处理各个数据然后给出相应的动作命令。这种数据线往往要几十米甚至百米以上，这样长距离的传输经常会产生某个数据传输错误，或者受到干扰等问题。特别是有些采集点的数据特别微弱，很容易受到干扰。而使用无线网络呢传输，因为现场工作环境很复杂，这样就会使整个系统很难找到一个适合所有采集点都可以正常工作的频率或者说整个系统无法找到一个统一的最优频率进行通讯，把数据传送给监控主站。

发明内容

针对以上问题，本发明目的在于提供一种低成本不易受外界频率干扰的差频子网络通讯系统和方法。

本发明通过以下技术措施实现的，一种差频子网络通讯系统，包括一服务器和多个子网络，所述子网络都分别由至少一个路由节点和多个无线数据采集装置构成；其中，服务器、无线数据采集装置和路由节点上都设置有一无线发射接收模块，该无线发射接收模块能在预先设定的多段频率的任一频段上工作；所述路由节点还包括主控芯片和贮存网络路由表和无线频率路由表的贮存器；所述无线数据采集装置还包括主控芯片、数模转换模块和数据采集设备。

上述的数据采集设备为音视频采集设备或传感器。

作为一种优选方式，所述子网络由三个路由节点和多个无线数据采集装置构成。

作为一种优选方式，所述路由节点还包括数模转换模块和数据采集设备。

本发明还公开了利用这种差频子网络通讯系统的网络通讯方法，该方法至少包括无线频率路由的建立和数据网络通讯；其中，

所述无线频率路由的建立包括：

(101)、无线数据采集装置上电时首先依其预先设定的频段顺序向外发射开机信息；

(102)、本子网络内的路由节点接收到本子网络内的各无线数据采集装置不同频段开机信息后，选择其中干扰最低、频率最低的频段为其接收频段；

(103)、路由节点将含有其唯一编码信息和接收频段信息的广播信息通过依其预先设定的频段顺序向外广播；

(104)、本子网络内的各无线数据采集装置在接收到该路由节点的广播信息后，依该路由节点的接收频段向其发射一确认信息后间隔发射数据信息，该确认信息包括本无线数据采集装置的唯一编码信息和本无线数据采集装置接收到该路由节点广播信息的频段信息，该数据信息包括本无线数据采集装置的唯一编码信息和本无线数据采集装置的数据采集设备所采集到的数据信息；

(105)、本子网络内的路由节点是否接收到本子网络内的所有无线数据采集装置的确认信息，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(103)；

(106)、将本子网络内的各无线数据采集装置的确认信息解析后建立一各无线数据采集装置接收频段的子网络内无线频率路由表并贮存在贮存器中，将各无线数据采集装置的数据信息贮存在贮存器中；

(107)、判断是否接收到贮存在贮存器中网络路由表中所有下行子网络和上行子网络的路由节点发射的握手信息，该握手信息至少包括该下行路由节点或上行路由节点的唯一编码信息和该下行路由节点或上行路由节点的接收频段的信息，如果是则进入下一步骤，否则跳至(103)；

(108)、路由节点首先将接收到的下行路由节点的握手信息解析后将其中含有的路由节点和对应的接收频段信息加上本路由节点的唯一编码信息和对应的接收频段进行打包并使用上行路由节点的接收频段发射给上行路由节点，同时将各下行路由节点和上行路由节点的接收频段建立一子网络间无线频率路由表，并进入下一步骤；

所述数据网络通讯包括：

(201)、判断本路由节点是否已接收到本时段内各无线数据采集装置的数据信息，否则跳至步骤(207)，是则进入下一步骤；

(202)、判断本路由节点是否最底层的路由节点，是则将本子网络内各无线数据采集装置的数据信息打包后传送给上行路由节点并跳至步骤(205)，否则进入下一步骤；

(203)、判断本路由节点是否依网络路由表接收到下行路由节点发来的数据信息包，并向已发送数据信息包的各下行路由节点发送一已接收信息，该已接收信息包括本路由节点和该下行路由节点的唯一编码信息以及已接收的数据信息包的时段，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(205)；

(204)、判断本路由节点是否依网络路由表接收到全部下行路由节点发来的数据信息包，否则进入下一步骤，如果是则将下行各路由节点发来的数据信息包和本子网络内各无线数据采集装置的数据信息打包后间隔传送给上行路由节点，直到接收到该上行路由节点发回的已接收信息或新的握手信息后跳至步骤(206)；

(205)、依子网络间无线频率路由表间隔向未接收到其数据信息包的下行路由节点发送一寻问信息，直到接收到该下行路由节点发回的数据信息包或新的握手信息，接收到数据信息包后跳至步骤(203)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)，其中的寻问信息包括本路由节点和该下行路由节点的唯一编码信息以及未接收到数据信息包的时段；

(206)、接收到已接收信息后跳至步骤(201)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)；

(207)、判断本路由节点是否有接收到任一合法信息，否则进入下一步骤，如果有则依子网络内无线频率路由表设定时间间隔向未接收到其数据信息的无线数据采集装置发送一寻问信息，直到接收到该无线数据采集装置发回的数据信息包后跳至步骤(201)，如设定时间未接收到数据信息后跳至步骤(103)；

(208)、依子网络内无线频率路由表向本子网络内的各无线数据采集装置发送重启信息，并跳至步骤(101)。

作为一种优选方式，在步骤(101)和步骤(102)之间还加入有步骤(111)；

(111)、本子网络内的多个路由器上电开机接收到无线数据采集装置的开机信息后并向外发送抢注信息，最先发送抢注信息的路由器为本子网络内的路由节点，其它路由器为无线数据采集装置。

本发明的差频子网络通讯方式使得整个网络里面的通讯频率可以不统一，工作在不同频率的子网络也可以把数据信息高效的传送到服务器，完成其数据采集和传递的工作。这样就使系统工作不受干扰更加可靠，同时使用了无数据线的的低成本连接方式。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明服务器的方框图；

图3为本发明实施例1路由节点的方框图；

图4为本发明无线数据采集装置的方框图；

图5为本发明实施例2路由节点的方框图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种桥梁检测差频子网络通讯系统，包括一服务器1和多个桥梁检测子网络，所述桥梁检测子网络都分别由一个路由节点2和多个无线数据采集装置3构成；其中，服务器1、无线数据采集装置3和路由节点2上都设置有一无线发射接收模块102、304、204，该无线发射接收模块102、304、204能在902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz的任一频段上工作；所述路由节点2还包括主控芯片203、数模转换模块202、数据采集设备201和贮存网络路由表和无线频率路由表的贮存器205；所述无线数据采集装置3还包括主控芯片303、数模转换模块302和数据采集设备301。其中的数据采集设备301包括温度传感器、湿度传感器和承载力传感器。

利用上述桥梁检测差频子网络通讯系统进行桥梁检测和无线通讯的方法，该方法包括无线频率路由的建立和数据网络通讯；其中，

无线频率路由的建立包括：

(101)、无线数据采集装置3上电时首先依频率范围从902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz的频段从低向高的频率范围的频段宽度顺序向外发射开机信息；

(111)、本子网络内有三个路由器，其上电开机接收到无线数据采集装置3的开机信息后并向外发送抢注信息，其它路由器接收到抢注信息后比较其与自已发送的最早抢注信息的时间先后，由最先发送抢注信息的路由器承担本子网络内的路由节点2的工作，路由节点还具有无线数据采集装置的工作，其它路由器只作为无线数据采集装置3；

(102)、本子网络内的路由节点2接收到本子网络内的各无线数据采集装置3不同频段开机信息后，选择其中干扰最低、频率最低的频段为其接收频段；

(103)、路由节点2将含有其唯一编码信息和接收频段信息的广播信息通过依频率范围从902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz从低向高的频率范围的频段宽度顺序向外广播；

(104)、本子网络内的各无线数据采集装置3在接收到本路由节点的广播信息后，依该路由节点2的接收频段向其发射一确认信息后并间隔发射数据信息，确认信息包括本无线数据采集装置3的唯一编码信息和本无线数据采集装置3接收到该路由节点2广播信息的频段信息，数据信息包括本无线数据采集装置3的唯一编码信息和本无线数据采集装置3的温度传感器、湿度传感器和承载力传感器所采集到的温度、湿度和承载力的数据信息；

(105)、本子网络内的路由节点2是否接收到本子网络内的所有无线数据采集装置3的确认信息，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(103)；

(106)、将本子网络内的各无线数据采集装置3的确认信息解析后建立一各无线数据采集装置3接收频段的子网络内无线频率路由表并贮存在贮存器中，将各无线数据采集装置3的数据信息贮存在贮存器中；

(107)、判断是否接收到贮存在贮存器中网络路由表中所有下行子网络和上行子网络的路由节点2发射的握手信息，该握手信息至少包括该下行路由节点2或上行路由节点2的唯一编码信息和该下行路由节点2或上行路由节点2的接收频段的信息，如果是则进入下一步骤，否则跳至(103)；

(108)、路由节点2首先将接收到的下行路由节点2的握手信息解析后将其中含有的路由节点2和对应的接收频段信息加上本路由节点2的唯一编码信息和对应的接收频段进行打包并使用上行路由节点2的接收频段发射给上行路由节点2，同时将各下行路由节点2和上行路由节点2的接收频段建立一子网络间无线频率路由表，并进入下一步骤；

所述数据网络通讯包括：

(201)、判断本路由节点2是否已接收到本时段内各无线数据采集装置3的数据信息，否则跳至步骤(207)，是则进入下一步骤；

(202)、判断本路由节点2是否最底层的路由节点2，是则将本子网络内各无线数据采集装置3的数据信息打包后传送给上行路由节点2并跳至步骤(205)，否则进入下一步骤；

(203)、判断本路由节点2是否依网络路由表接收到下行路由节点2发来的数据信息包，并向已发送数据信息包的各下行路由节点2发送一已接收信息，该已接收信息包括本路由节点2和该下行路由节点2的唯一编码信息以及已接收的数据信息包的时段，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(205)；

(204)、判断本路由节点2是否依网络路由表接收到全部下行路由节点2发来的数据信息包，否则进入下一步骤，如果是则将下行各路由节点2发来的数据信息包和本子网络内各无线数据采集装置3的数据信息打包后间隔传送给上行路由节点2，直到接收到该上行路由节点2发回的已接收信息或新的握手信息后跳至步骤(206)；

(205)、依子网络间无线频率路由表间隔向未接收到其数据信息包的下行路由节点2发送一寻问信息，直到接收到该下行路由节点2发回的数据信息包或新的握手信息，接收到数据信息包后跳至步骤(203)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)，其中的寻问信息包括本路由节点2和该下行路由节点2的唯一编码信息以及未接收到数据信息包的时段；

(206)、接收到已接收信息后跳至步骤(209)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)；

(207)、判断本路由节点2是否有接收到任一合法信息，否则进入下一步骤，如果有则依子网络内无线频率路由表设定时间间隔向未接收到其数据信息的无线数据采集装置3发送一寻问信息，直到接收到该无线数据采集装置3发回的数据信息包后跳至步骤(201)，如设定时间未接收到数据信息后跳至步骤(103)；

(208)、依子网络内无线频率路由表向本子网络内的各无线数据采集装置3发送重启信息，并跳至步骤(101)。

(209)、服务器1接收到该时段其下行各路由节点2发来的数据信息包解析后，由其下行各路由节点2向网络内各路由节点2发送一下一时段工作信息，接收到下一时段工作信息的路由节点2跳至步骤(201)。

实施例2

一种称重差频子网络通讯系统，包括一服务器1和多个称重子网络，所述称重子网络都分别由一个路由节点2和多个无线数据采集装置3构成；其中，服务器1、无线数据采集装置3和路由节点2上都设置有一无线发射接收模块102、304、204，该无线发射接收模块102、304、204能在902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz的任一频段上工作；所述路由节点2还包括主控芯片203和贮存网络路由表和无线频率路由表的贮存器204；所述无线数据采集装置3还包括主控芯片、数模转换模块和称重传感器。

利用上述称重差频子网络通讯系统进行称重数据的无线通讯的方法，该方法包括无线频率路由的建立和数据网络通讯；其中，

无线频率路由的建立包括：

(101)、无线数据采集装置3上电时首先依频率范围从902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz的频段从低向高的频率范围的频段宽度顺序向外发射开机信息；

(102)、本子网络内的路由节点2接收到本子网络内的各无线数据采集装置3不同频段开机信息后，选择其中干扰最低、频率最低的频段为其接收频段；

(103)、路由节点2将含有其唯一编码信息和接收频段信息的广播信息通过依频率范围从902.3324MHz～909.5900MHz、64个频段、每个频段宽度为115.2KHz从低向高的频率范围的频段宽度顺序向外广播；

(104)、本子网络内的各无线数据采集装置3在接收到本路由节点2的广播信息后，依该路由节点2的接收频段向其发射一确认信息后并间隔发射数据信息，确认信息包括本无线数据采集装置3的唯一编码信息和本无线数据采集装置3接收到该路由节点2广播信息的频段信息，数据信息包括本无线数据采集装置3的唯一编码信息和本无线数据采集装置3的称重数据信息；

(105)、本子网络内的路由节点2是否接收到本子网络内的所有无线数据采集装置3的确认信息，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(103)；

(106)、将本子网络内的各无线数据采集装置3的确认信息解析后建立一各无线数据采集装置3接收频段的子网络内无线频率路由表并贮存在贮存器中，将各无线数据采集装置3的称重数据信息贮存在贮存器中；

(107)、判断是否接收到贮存在贮存器中网络路由表中所有下行子网络和上行子网络的路由节点2发射的握手信息，该握手信息至少包括该下行路由节点2或上行路由节点2的唯一编码信息和该下行路由节点2或上行路由节点2的接收频段的信息，如果是则进入下一步骤，否则跳至(103)；

(108)、路由节点2首先将接收到的下行路由节点2的握手信息解析后将其中含有的路由节点2和对应的接收频段信息加上本路由节点2的唯一编码信息和对应的接收频段进行打包并使用上行路由节点2的接收频段发射给上行路由节点2，同时将各下行路由节点2和上行路由节点2的接收频段建立一子网络间无线频率路由表，并进入下一步骤；

所述数据网络通讯包括：

(201)、判断本路由节点2是否已接收到本时段内各无线数据采集装置3的称重数据信息，否则跳至步骤(207)，是则进入下一步骤；

(202)、判断本路由节点2是否最底层的路由节点2，是则将本子网络内各无线数据采集装置3的称重数据信息打包后传送给上行路由节点2并跳至步骤(205)，否则进入下一步骤；

(203)、判断本路由节点2是否依网络路由表接收到下行路由节点2发来的数据信息包，并向已发送数据信息包的各下行路由节点2发送一已接收信息，该已接收信息包括本路由节点2和该下行路由节点2的唯一编码信息以及已接收的数据信息包的时段，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(205)；

(204)、判断本路由节点2是否依网络路由表接收到全部下行路由节点2发来的数据信息包，否则进入下一步骤，如果是则将下行各路由节点2发来的数据信息包和本子网络内各无线数据采集装置3的称重数据信息打包后间隔传送给上行路由节点2，直到接收到该上行路由节点2发回的已接收信息或新的握手信息后跳至步骤(206)；

(205)、依子网络间无线频率路由表间隔向未接收到其数据信息包的下行路由节点2发送一寻问信息，直到接收到该下行路由节点2发回的数据信息包或新的握手信息，接收到数据信息包后跳至步骤(203)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)，其中的寻问信息包括本路由节点2和该下行路由节点2的唯一编码信息以及未接收到数据信息包的时段；

(206)、接收到已接收信息后跳至步骤(209)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)；

(207)、判断本路由节点2是否有接收到任一合法信息，否则进入下一步骤，如果有则依子网络内无线频率路由表设定时间间隔向未接收到其数据信息的无线数据采集装置3发送一寻问信息，直到接收到该无线数据采集装置3发回的数据信息包后跳至步骤(201)，如设定时间未接收到数据信息后跳至步骤(103)；

(208)、依子网络内无线频率路由表向本子网络内的各无线数据采集装置3发送重启信息，并跳至步骤(101)。

(209)、服务器1接收到该时段其下行各路由节点2发来的数据信息包解析后，由其下行各路由节点2向网络内各路由节点2发送一下一时段工作信息，接收到下一时段工作信息的路由节点2跳至步骤(201)。

以上是对本发明差频子网络通讯系统和方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用差频子网络通讯系统的网络通讯方法，其特征在于：该方法至少包括无线频率路由的建立和数据网络通讯；

所述无线频率路由的建立包括：

(101)、无线数据采集装置上电时首先依其预先设定的频段顺序向外发射开机信息；

(102)、本子网络内的路由节点接收到本子网络内的各无线数据采集装置不同频段开机信息后，选择其中干扰最低、频率最低的频段为其接收频段；

(103)、路由节点将含有其唯一编码信息和接收频段信息的广播信息通过依其预先设定的频段顺序向外广播；

(104)、本子网络内的各无线数据采集装置在接收到该路由节点的广播信息后，依该路由节点的接收频段向其发射一确认信息后间隔发射数据信息，该确认信息包括本无线数据采集装置的唯一编码信息和本无线数据采集装置接收到该路由节点广播信息的频段信息，该数据信息包括本无线数据采集装置的唯一编码信息和本无线数据采集装置的数据采集设备所采集到的数据信息；

(105)、本子网络内的路由节点是否接收到本子网络内的所有无线数据采集装置的确认信息，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(103)；

(106)、将本子网络内的各无线数据采集装置的确认信息解析后建立一各无线数据采集装置接收频段的子网络内无线频率路由表并贮存在贮存器中，将各无线数据采集装置的数据信息贮存在贮存器中；

(107)、判断是否接收到贮存在贮存器中网络路由表中所有下行子网络和上行子网络的路由节点发射的握手信息，该握手信息至少包括该下行路由节点或上行路由节点的唯一编码信息和该下行路由节点或上行路由节点的接收频段的信息，如果是则进入下一步骤，否则跳至(103)；

(108)、路由节点首先将接收到的下行路由节点的握手信息解析后将其中含有的路由节点和对应的接收频段信息加上本路由节点的唯一编码信息和对应的接收频段进行打包并使用上行路由节点的接收频段发射给上行路由节点，同时将各下行路由节点和上行路由节点的接收频段建立一子网络间无线频率路由表，并进入数据网络通讯；

所述数据网络通讯包括：

(201)、判断本路由节点是否已接收到本时段内各无线数据采集装置的数据信息，否则跳至步骤(207)，是则进入下一步骤；

(202)、判断本路由节点是否最底层的路由节点，是则将本子网络内各无线数据采集装置的数据信息打包后传送给上行路由节点并跳至步骤(205)，否则进入下一步骤；

(203)、判断本路由节点是否依网络路由表接收到下行路由节点发来的数据信息包，并向已发送数据信息包的各下行路由节点发送一已接收信息，该已接收信息包括本路由节点和该下行路由节点的唯一编码信息以及已接收的数据信息包的时段，是则进入下一步骤，否则跳至步骤(205)；

(204)、判断本路由节点是否依网络路由表接收到全部下行路由节点发来的数据信息包，否则进入下一步骤，如果是则将下行各路由节点发来的数据信息包和本子网络内各无线数据采集装置的数据信息打包后间隔传送给上行路由节点，直到接收到该上行路由节点发回的已接收信息或新的握手信息后跳至步骤(206)；

(205)、依子网络间无线频率路由表间隔向未接收到其数据信息包的下行路由节点发送一寻问信息，直到接收到该下行路由节点发回的数据信息包或新的握手信息，接收到数据信息包后跳至步骤(203)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)，其中的寻问信息包括本路由节点和该下行路由节点的唯一编码信息以及未接收到数据信息包的时段；

(206)、接收到已接收信息后跳至步骤(201)，接收到新的握手信息后跳至步骤(108)；

(207)、判断本路由节点是否有接收到任一合法信息，否则进入下一步骤，如果有则依子网络内无线频率路由表设定时间间隔向未接收到其数据信息的无线数据采集装置发送一寻问信息，直到接收到该无线数据采集装置发回的数据信息包后跳至步骤(201)，如设定时间未接收到数据信息后跳至步骤(103)；

(208)、依子网络内无线频率路由表向本子网络内的各无线数据采集装置发送重启信息，并跳至步骤(101)。

2.根据权利要求1所述的利用差频子网络通讯系统的网络通讯方法，其特征在于：所述步骤(101)和步骤(102)之间还有步骤(111)；

(111)、本子网络内的多个路由器上电开机接收到无线数据采集装置的开机信息后并向外发送抢注信息，最先发送抢注信息的路由器为本子网络内的路由节点，其它路由器为无线数据采集装置。

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