CN105635317A - 一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统。所述应用于桥梁检测的无线通信方法包括:主机广播发送请求帧给从机;从机接收到所述请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和一个空缺帧;主机接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机将需要上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。本发明能够方便地通过无线通信实现对桥梁的检测,且传输效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信领域,特别是涉及一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统。
背景技术
目前桥梁安全问题越来越受到重视,实现实时,高效的桥梁检测,可以预防重大事故发生,确保国家和人民的财产安全。国内外桥梁检测手段众多,主要为通过物理设备查看桥梁结构是否有损坏或通过传感器采集桥梁振动信号,经过算法分析做出判断。虽然无线检测技术日益成熟,但是在本发明之前,国内检测大多采用人工检测和有线检测,对于人本和财力造成了极大浪费。为此,如果对桥梁检测采用无线检测方案,可以大大降低成本,提高实时性。但是要实现桥梁振动信号的上传就需要数据通信协议,目前各类无线通信协议众多,但是大多是一套完整的协议,结构及定义复杂,会造成了数据处理复杂,同时对于协议改写要也会造成极大的不变,特别是对于桥梁检测而言需要较高的传输效率,因此现有的通信协议不适合桥梁检测。
鉴于此,如何找到一种适用于桥梁检测的简明的通信方案,就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统,用于解决现有技术中没有适合于桥梁检测的无线通信方案的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种应用于桥梁检测的无线通信方法,所述应用于桥梁检测的无线通信方法包括:主机广播发送请求帧给从机;从机接收到所述请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和一个空缺帧;主机接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。
可选地,所述数据帧的内容包括:帧头,时间位,传感器地址,流水码,数据起始位,数据区,数据结束位,校验和。
可选地,所述空缺帧包括:数据起始标志位,发送传感器的标识,数据结束标志位。
可选地,所述请求帧的格式和数据值固定;所述响应帧的格式和数据值固定。
可选地,包含需要上传的数据的数据帧有多个,将所述数据帧连续发送给主机。
可选地,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机接收到请求帧后,判断不需要进行数据上传操作,不作回应处理。
可选地,主机对接收的数据帧进行处理包括:对所述数据帧进行数据校验。
可选地,从机将需要上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。
可选地,所述从机清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。
可选地,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:对主机与从机通信异常的检测,当检测到通信异常时,对通信异常的主机或从机进行断电重启。
可选地,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述主机将接收到的数据帧发送给服务器。
本发明还提供一种应用于桥梁检测的无线通信系统,所述应用于桥梁检测的无线通信系统包括一个主机和多个从机,其中:所述主机包括,请求帧广播模块,用于广播发送请求帧给从机;数据帧处理模块,用于接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。
本发明还提供一种应用于桥梁检测的无线通信系统,所述应用于桥梁检测的无线通信系统包括一个主机和多个从机,所述从机包括:请求帧处理模块,用于接收所述主机发送的请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,发送一个响应帧和一个空缺帧给主机;上传数据处理模块,用于对上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。
可选地,所述上传数据处理模块还用于对上传的数据写入到数据帧中,清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。
如上所述,本发明的一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统,具有以下有益效果:完全符合桥梁检测通信的实际情况,能够通过无线通信实现对桥梁的检测。同时本发明还具备:1,检错能力,确保后台可以接受到正确数据;2,简洁明了,便于数据功能的扩充;3,通信方法使用方便,特别易于嵌入式软件中使用;4,通信协议数据传输效率高,利于实时检测。
附图说明
图1显示为本发明的应用于桥梁检测的无线通信方法的一实施例的流程示意图。
图2显示为本发明的应用于桥梁检测的无线通信系统的一实施例的模块示意图。
图3显示为本发明的应用于桥梁检测的无线通信系统的一实施例的架构示意图。
元件标号说明
1应用于桥梁检测的无线通
信系统
11主机
111请求帧广播模块
112数据帧处理模块
12从机
121请求帧处理模块
122上传数据处理模块
S1~S3步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种应用于桥梁检测的无线通信方法。在一个实施例中,如图1所示,所述应用于桥梁检测的无线通信方法包括:
步骤S1,主机广播发送请求帧给从机。在一个实施例中,所述请求帧的格式和数据值固定。
步骤S2,从机接收到所述请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和一个空缺帧。包含需要上传的数据的数据帧可以有多个,将所述多个数据帧连续发送给主机。在一个实施例中,所述响应帧的格式和数据值固定。例如,设定响应帧由5字节组成,其内容为:2630315C5C。该帧表示意义为:从机开始传递数据。表示之后的一帧数据是由x号TCP/IP线程传递的数据,其中x是表示此轮传输数据的传感器,即传感器地址。所述空缺帧包括:数据起始标志位,发送传感器的标识,数据结束标志位。可以设定空缺帧的结构如下所示:
其中,用3个字节:FFEEDD作为起始标志位(BeginFlag),1个字节EE作为终止标志位(EndFlag),其中TimeID对应于该帧的来源,占用1个字节,分表0号,1号,2号,3号传感器的地址,即
TimeID=0则代表此时为0号传感器发送数据的时间片;
TimeID=1则代表此时为1号传感器发送数据的时间片;
TimeID=2则代表此时为2号传感器发送数据的时间片;
TimeID=3则代表此时为3号传感器发送数据的时间片。
所述数据帧的数量可以大于1。所述数据帧的内容包括:帧头,时间位,传感器地址,流水码,数据起始位,数据区,数据结束位,校验和。在一个实施例中,所述数据帧的帧结构如下所示:
在数据帧的帧结构中,用字节分别标注了数据帧中不同结构的大小,其中帧头(FrameControl)占2字节,以C536固定表示,作为一个数据包的开始;时间位(Time),用5字节依次表示日,时,分,秒,毫秒,该时间为此次振动信号采集时间(即采用传感器检测桥梁振动信号的采集时间);传感器地址(Address)用3字节表示,表示发送该数据的传感器地址;用1个字节表示流水码(SequenceControl),单字节循环累加,用来区别和限定数据帧的数量和便于识别及检验方便;数据起始位(BeginFlag)和终止位(EndFlag,也可称为结束位),分别用一个字节ee和d3表示,便于对数据位进行区分;数据区(FrameBody)的长度可灵活设定或修改,此处用48字节长度。用最后一个字节表示校验和(FCS)。其中,每个功能代码的字节具体作用如下表所示:
在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:从机将需要上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。所述数据是从机的某一个传感器中采集得到的数据。例如,数据帧的数据区(FrameBody)的长度,即每个数据帧能够写入48个字节,如果需要上传的数据为N字节,当N能够被48整除时,需要N/48个数据帧;当N不能够被48整除时,需要(N/48)+1个数据帧。采用上述数据帧结构,结合在数据帧中的振动信号(有效数据信号)为48字节,数据帧总长为63字节,则数据传输效率为76.2%。
在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机接收到请求帧后,判断不需要进行数据上传操作,不作回应处理。主机可以根据很方便迅速地从机反馈的帧信息来判断从机的状态,如果从机未反馈帧信息,则说明该从机不需要进行数据上传操作或出现故障。如果从机反馈了响应帧和数据帧,则说明从机采集数据的工作正常,从机采集到的数据在数据帧中。如果从机反馈了响应帧和空缺帧,则说明从机采集数据的工作正常,只是本次未采集到需要上传的数据。从机从传感器中采集对桥梁的检测数据。需要上传的数据包括从传感器采集得到的桥梁检测数据,从机将需要上传的数据存在在从机的存储空间中。当从机接收到主机的请求帧后,将存储空间中所有需要上传的数据封装到数据帧中,可以封装到多个数据帧中。然后发送响应帧和数据帧,将需要上传的数据通过数据帧传送到主机。传送完成后,将清空从机的存储空间中的需要上传的数据,重新从传感器中获取新的需要上传的数据。
步骤S3,主机接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。主机对接收的数据帧进行处理包括:对所述数据帧进行数据校验。即根据校验和判断该帧是否为有效帧,即将数据帧的所有字节求和与校验和对比,如果相同则正确;如果不相同,则该帧传输过程中出现了误码,可丢弃。在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述主机将接收到的数据帧发送给服务器。主机收到数据后,通过3G网卡将数据传输至服务器,此时,对数据帧的处理(包括校验处理)都可以由服务器来完成。由于3G网卡缓存大小为1K,如果数传输超过1K,则可分两次上传;如果数据传输低于1K,则可直接上传。在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法还可以包括:对主机与从机通信异常的检测,当检测到通信异常时,对通信异常的主机或从机进行断电重启。例如,主机CPU检查3G网卡在获得数据后0.1s内未上传数据,标志此次为异常即重新拨号1次,如果连续拨号5次,均为异常,则判断主机通信异常,对主机进行断电重启。
在一个实施例中,所述应用于桥梁检测的无线通信方法包括:1,主机广播发送请求帧向从机,询问从机是否有数据上传,所有的从机均收到请求帧,2,从机收到请求帧后,判断是否为自己发送数据,如果为自己发送数据则上传,反之不作处理。上传按顺序进行,即每一个请求帧后,依次由一个从机回应,3,从机上传数据时,如果有数据,先发送5字节的响应帧,紧接着将数据帧发送至主机,如果一个数据帧没发送完,可在本次通信时间内连续发送多个数据帧;如果无数据,则发送一个响应帧,同时发送空缺帧。4,主机收到数据后,通过3G网卡将数据传输至服务器。由于3G网卡缓存大小为1K,如果数传输超过1K,则可分两次上传;如果数据传输低于1K,则可直接上传。在服务器中对数据帧进行数据校验,判断该数据帧是否为有效帧。
本发明还提供一种应用于桥梁检测的无线通信系统,所述应用于桥梁检测的无线通信系统可以运用如上所述的应用于桥梁检测的无线通信方法。在一个实施中,如图2所示,所述应用于桥梁检测的无线通信系统1包括一个主机11和多个从机12,其中:所述主机11包括请求帧广播模块111以及数据帧处理模块112。其中,
请求帧广播模块111用于广播发送请求帧给从机。
数据帧处理模块112用于接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。
在一个实施例中,如图2所示,所述应用于桥梁检测的无线通信系统1包括一个主机11和多个从机12,其中:所述从机12包括请求帧处理模块121以及上传数据处理模块122。其中:
请求帧处理模块121用于接收所述主机发送的请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,发送一个响应帧和一个空缺帧给主机。
上传数据处理模块122用于对上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。在一个实施例中,所述上传数据处理模块122还用于对上传的数据写入到数据帧中,清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。
在一个实施例中,应用于桥梁检测的无线通信系统的架构如图3所示。所述主机11还通过3G网卡与服务器相连,将接收到的数据帧发送给服务器进行后续处理。所述应用于桥梁检测的无线通信系统可以采用如上所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,可以包括主机与从机的通信机制,包括数据采集,数据上传以及正常数据采集有上传机制,异常情况下上传机制,具体参见上述应用于桥梁检测的无线通信方法的实例。
综上所述,本发明的一种应用于桥梁检测的无线通信方法及系统,具有以下有益效果:完全符合桥梁检测通信的实际情况,通过无线通信帮助实现对桥梁的检测,且方案简洁,通信效率高。同时本发明还具备:1,检错能力,确保后台可以接受到正确数据;2,简洁明了,便于数据功能的扩充;3,通信方法使用方便,特别易于嵌入式软件中使用;4,通信协议数据传输效率高,利于实时检测。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于,所述应用于桥梁检测的无线通信方法包括:
主机广播发送请求帧给从机;
从机接收到所述请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和一个空缺帧;
主机接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。
2.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述数据帧的内容包括:帧头,时间位,传感器地址,流水码,数据起始位,数据区,数据结束位,校验和。
3.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述空缺帧包括:数据起始标志位,发送传感器的标识,数据结束标志位。
4.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:主机对接收的数据帧进行处理包括:对所述数据帧进行数据校验。
5.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机接收到请求帧后,判断不需要进行数据上传操作,不作回应处理。
6.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:包含需要上传的数据的数据帧有多个,将所述数据帧连续发送给主机。
7.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述请求帧的格式和数据值固定;所述响应帧的格式和数据值固定。
8.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:从机将需要上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。
9.根据权利要求8所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述从机清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。
10.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:对主机与从机通信异常的检测,当检测到通信异常时,对通信异常的主机或从机进行断电重启。
11.根据权利要求1所述的应用于桥梁检测的无线通信方法,其特征在于:所述应用于桥梁检测的无线通信方法还包括:所述主机将接收到的数据帧发送给服务器。
12.一种应用于桥梁检测的无线通信系统,所述应用于桥梁检测的无线通信系统包括一个主机和多个从机,其特征在于:所述主机包括,
请求帧广播模块,用于广播发送请求帧给从机;
数据帧处理模块,用于接收从机发送的帧,并判断出其中的数据帧,对所述数据帧进行处理。
13.一种应用于桥梁检测的无线通信系统,所述应用于桥梁检测的无线通信系统包括一个主机和多个从机,其特征在于:所述从机包括:
请求帧处理模块,用于接收所述主机发送的请求帧后,判断是否有数据上传;当有数据需要上传时,向主机发送一个响应帧和所有包含需要上传的数据的数据帧;当没有数据需要上传时,发送一个响应帧和一个空缺帧给主机;
上传数据处理模块,用于对上传的数据写入到数据帧中,所述数据帧的数量由需要上传的数据确定。
14.根据权利要求13所述的应用于桥梁检测的无线通信系统,其特征在于:所述上传数据处理模块还用于对上传的数据写入到数据帧中,清除本次已上传的数据,并采集下次上传的数据。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160601 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |