CN102340895A - 应用于无线短距通信的组网方法 - Google Patents

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李岩
赵世柏
张恩忠
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Abstract

一种应用于无线短距通信的组网方法，它包括以下步骤：步骤1，设置短距通信接入网的数据采集设备；步骤2，设置通过无线方式与数据采集设备进行通信的一级数据采集设备和一级无线中继设备；步骤3，设置通过无线方式与一级无线中继设备进行通信的二级数据采集设备。一级无线中继设备包括两个通过串口进行数据传输的无线通信模块，其中一个与一级数据采集设备和数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点，另一个与二级数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点。本发明所用的无线通信模块均工作于微功率频段，穿透性好，不易被障碍物阻挡，解决了无线短距通信中超出数据收集设备无线覆盖范围的数据采集设备无法进行有效数据传输的问题。

Description

应用于无线短距通信的组网方法
技术领域
本发明涉及一种应用于无线短距通信的组网方法，属于无线通信技术领域。
背景技术
无线短距通信组网技术广泛应用于数据采集、数据传输以及测点监测等环境中，在生产线监控、水电气管线检测，水电气三表集抄等工业及民用领域均有应用。从所采用的数据传输技术角度来看，大体分为以下几种：基于GPRS技术、基于WLAN(无线局域网)技术和基于ZigBee技术。
基于GPRS技术的系统中，在每个“数据采集节点”上均加载GPRS收发模块，将数据通过GPRS网络发送至“数据中心”处理，完成数据传输过程。这类系统所使用的900MHz或1800MHz工作频点需要授权，因此系统的构建、维护、运行均需当地的GPRS网络运营商支持，系统总成本较高，并且系统的可工作区域严格受限于当地GPRS网络的覆盖范围，系统灵活性差。
基于WLAN技术的系统中，每个“数据采集节点”上加载附属的无线网卡，在“数据中心”加载无线局域网接入点，通过无线网卡和无线AP之间“点到点”的数据传输完成数据传递过程。这类系统使用2.4GHz为工作频点。但无线AP的有效传输覆盖半径约10米～100米，信号受周围环境影响严重，在通常的办公楼环境中，墙壁、天花板等均会造成WLAN信号的较大损耗，因此在实际应用中信号盲区较多，实现完全覆盖的难度较大、成本较高。
基于ZigBee技术的系统是一个由可多到65000个无线数传模块组成的无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。ZigBee技术具有低功耗，成本低，延时短等优点，但是因其工作于2.4GHz工作频点，同样存在穿透性差，无线覆盖范围小，易产生盲区等缺点。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种应用于无线短距通信的组网方法，其不仅能解决已有无线组网模式的功率及通信距离的限制，而且组网方便，成本低，易维护，延时小。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，设置短距通信接入网的数据采集设备；
步骤2，设置通过无线方式与所述数据采集设备进行通信的一级数据采集设备和一级无线中继设备；
步骤3，设置通过无线方式与所述一级无线中继设备进行通信的二级数据采集设备。
所述数据采集设备通过有线方式或者无线方式接入通信网络与远端的服务系统连接。
所述的一级数据采集设备和二级数据采集设备包括数据采集模块。
所述的数据采集设备和一级数据采集设备、二级数据采集设备均包括无线通信模块，所述一级数据采集设备的无线通信模块与数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点，所述二级数据采集设备的无线通信模块与数据采集设备的无线通信模块工作于不同工作频点。
所述一级无线中继设备包括两个通过串口进行数据传输的无线通信模块，所述一级无线中继设备的一个无线通信模块与一级数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点，另一个无线通信模块与二级数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点。
所述的工作频点介于420MHz到450MHz之间。
通过无线中继设备来传输超出数据收集设备有效无线覆盖范围的数据采集设备采集的数据，从而来完善无线短距通信网络。所述数据收集设备内置无线通信模块，负责无线网络的管理和与无线中继设备及数据采集设备的数据传输；所述数据采集设备内置无线通信模块和数据采集模块，负责数据的采集和传输，以及数据传输的路由功能；所述无线中继设备内置两个通过串行口进行数据传输的无线通信模块且该两个无线通信模块工作于不同工作频点，可以通过不同信道与数据收集设备或数据采集设备进行通讯。上述的无线通信模块工作于微功率频段(420-450MHz)，穿透性强，在工作中经过墙壁等障碍物不会影响数据传输过程，模块提供RS232和UART两种通用的设备接口，具有路由功能。所述频点是给无线模块工作所用固定频率的编号。
本发明的有益效果是：本发明通过内置有两个无线通信模块的无线中继设备进行转发不同频点的数据采集设备所采集的数据信息，解决了无线短距通信中超出数据收集设备无线覆盖范围的数据采集设备无法进行有效数据传输的问题。所用的无线通信模块均工作于微功率频段(420MHz-450MHz)，穿透性好，不易被障碍物阻挡。本发明不仅提供了一种简单高效的应用于无线短距通信的组网方法，而且具有低成本，延时小，网络覆盖率高、易于穿过障碍物、可靠性高、通用性强等特点，适用于各种无线短距通信的场合。
附图说明
图1是本发明的网络示意图；
图2是本发明一具体实施例的网络示意图；
其中，1数据收集设备、11数据收集设备无线通信模块、2-1第一一级数据采集设备、21-1第一一级数据采集设备无线通信模块、2-n第n一级数据采集设备、21-n第n一级数据采集设备无线通信模块、3一级无线中继设备、31一级无线中继设备第一无线通信模块、32一级无线中继设备第二无线通信模块、4-1第一二级数据采集设备、41-1第一二级数据采集设备无线通信模块、4-m第m二级数据采集设备、41-m第m二级数据采集设备无线通信模块、5第一频点网络、6第二频点网络、7电表。
具体实施方式
如图1所示，该种应用于无线短距通信的组网方法，包括以下步骤：
步骤1，设置短距通信接入网的数据采集设备1，所述数据采集设备1通过有线方式或者无线方式接入通信网络与远端的服务系统连接；
步骤2，设置通过无线方式与所述数据采集设备1进行通信的一级数据采集设备和一级无线中继设备3，一级数据采集设备包括第一一级数据采集设备2-1和第n一级数据采集设备2-n，其中n为大于1的整数；
步骤3，设置通过无线方式与所述一级无线中继设备3进行通信的二级数据采集设备，二级数据采集设备包括第一二级数据采集设备4-1和第m二级数据采集设备4-m，其中m为大于1的整数。
所述的数据采集设备1、第一一级数据采集设备2-1、第n一级数据采集设备2-n、第一二级数据采集设备4-1和第m二级数据采集设备4-m分别包括数据收集设备无线通信模块11、第一一级数据采集设备无线通信模块21-1、第n一级数据采集设备无线通信模块21-n、第一二级数据采集设备无线通信模块41-1、第m二级数据采集设备无线通信模块41-m，所述一级无线中继设备3包括通过串口进行数据传输的一级无线中继设备第一无线通信模块31和一级无线中继设备第二无线通信模块32，其中，所述数据收集设备无线通信模块11、第一一级数据采集设备无线通信模块21-1、第n一级数据采集设备无线通信模块21-n和一级无线中继设备第一无线通信模块31工作于第一频点网络5的工作频点，第一二级数据采集设备无线通信模块41-1、第m二级数据采集设备无线通信模块41-m和一级无线中继设备第二无线通信模块32工作于第一频点网络的工作频点。上述的工作频点介于420MHz到450MHz之间。
所述的一级数据采集设备和二级数据采集设备包括数据采集模块。
图2是本发明一具体实施例的网络示意图；下面以应用于小区电表集抄的无线短距通信网络来作详细描述。
如图2所示，电表集抄系统的现场终端设备包括集中器1、采集器2-1、采集器2-n、采集器4-1、采集器4-m、无线中继设备3和电表7，所述的集中器和采集器均内嵌有无线通信模块，采集器通过RS485接口与电表对接来抄取电表数据并通过无线通信模块向集中器传输数据，集中器通过内嵌的无线通信模块获取采集器抄送的数据并通过GPRS模块将数据远传至电表集抄服务系统。由于无线通信模块的传输距离有限，如果某些采集器与集中器的距离超过有效传输范围则两者无法通讯从而造成通讯盲点，这种情况将通过无线中继设备来完成数据的传送。无线中继设备3内置两个无线通信模块，其中一个无线通信模块与工作于第一频点网络5的集中器和一级数据采集设备的无线通信模块工作频点相同，从而与集中器进行无线通讯来传输数据，另一个无线通信模块与超出集中器无线覆盖范围的工作于第二频点网络6的二级数据采集设备工作于相同频点，从而与集中器进行无线通讯来传输数据。
无线中继设备内部的两个无线通信模块通过串口连接传输数据且由于其工作频点不同则不会产生相互干扰现象。工作于第一频点网络的超出集中器有效无线覆盖范围的采集器通过无线中继设备内同频点的无线通信模块将采集到的数据发送给无线中继设备，并通过无线中继设备转发给集中器；工作于第二频点网络的超出集中器有效无线覆盖范围的采集器通过无线中继设备内同频点的无线通信模块将采集到的数据发送给无线中继设备，并通过无线中继设备转发给集中器。从而实现了集中器通过无线中继设备抄收到超出集中器无线覆盖范围的若干采集器的数据。
按照上述方法，可以通过加装多个无线中继点的办法进一步增大集中器的抄收数据信息覆盖范围。

Claims (6)

1.应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，设置短距通信接入网的数据采集设备；
步骤2，设置通过无线方式与所述数据采集设备进行通信的一级数据采集设备和一级无线中继设备；
步骤3，设置通过无线方式与所述一级无线中继设备进行通信的二级数据采集设备。
2.根据权利要求1所述的应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，所述数据采集设备通过有线方式或者无线方式接入通信网络与远端的服务系统连接。
3.根据权利要求1所述的应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，所述的一级数据采集设备和二级数据采集设备包括数据采集模块。
4.根据权利要求1所述的应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，所述的数据采集设备和一级数据采集设备、二级数据采集设备均包括无线通信模块，所述一级数据采集设备的无线通信模块与数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点，所述二级数据采集设备的无线通信模块与数据采集设备的无线通信模块工作于不同工作频点。
5.根据权利要求1所述的应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，所述一级无线中继设备包括两个通过串口进行数据传输的无线通信模块，所述一级无线中继设备的一个无线通信模块与一级数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点，另一个无线通信模块与二级数据采集设备的无线通信模块工作于同一工作频点。
6.根据权利要求4或5所述的应用于无线短距通信的组网方法，其特征是，所述的工作频点介于420MHz到450MHz之间。
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