CN110300414A - 实现远距离数据交互的无线网络通讯系统 - Google Patents

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CN110300414A CN201910626172.2A CN201910626172A CN110300414A CN 110300414 A CN110300414 A CN 110300414A CN 201910626172 A CN201910626172 A CN 201910626172A CN 110300414 A CN110300414 A CN 110300414A
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戴缘生
夏云永
高军
王和杰
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Shanghai Rongrong Science And Technology Co Ltd
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统，包括基站、处理节点、客户端，基站发送4G信号给处理节点，所述处理节点将与4G信号对应的wifi信号发送给客户端，或通过中继节点发送给客户端；所述客户端把wifi信号发送给处理节点，或通过中继节点发送给处理节点，处理节点接收wifi信号并将对应的4G信号发送给基站。本发明使客户端在较远距离也能将数据发还给基站，实现远距离数据交换。

Description

实现远距离数据交互的无线网络通讯系统
技术领域
本发明涉及无线数据访问领域，尤其涉及一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统。
背景技术
wifi作为目前最常用的无线传输技术，广泛应用各行各业，但是目前的移动终端与wifi基站的通讯的距离非常有限，普通的基站在无遮挡的环境中只能覆盖100米左右，一旦产生遮挡，有效的通讯距离将大大的缩短。
wifi基站与终端之间进行数据交互时，通常终端的发射功率比较弱，因此在远距离的时候，wifi基站可以将数据发送到终端，但是普通的终端由于功率不足无法将数据发还给wifi基站。
在现有技术中使用无线网桥可以在一定程度上增加通讯距离，但是网桥的接收端和发送端都要特定装置，而且通常需要36V以上电压供电才能实现正常工作，即需要较大的功率才能实现。并且，无线网桥的工作原理是通过微波进行信号的发送与接收的桥接，是一种在指定频段的微波传输方式。由于微波是直线传输的，所以在使用无线网桥进行组网时，一定要确保传输中没的阻挡物，而实际应用中传输路径非常复杂，不可避免地遭遇各种复杂的地物，如建筑物、山脉和树叶等。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统。
本发明提供了一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统，包括基站、处理节点、客户端；
基站与处理节点之间形成传输4G信号的无线连接；
所述处理节点与客户端之间形成传输wifi信号的无线连接；
所述处理节点通过相连接的4G模块、第一wifi模块，进行4G信号与wifi信号的相互转换。
可选地，所述处理节点还包括与第一wifi模块连接的传感器。
可选地，所述处理节点进一步包括与4G模块、第一wifi模块、传感器分别连接的第一控制器。
可选地，所述第一wifi模块包括USB接口，通过USB接口连接4G模块。
可选地，所述第一wifi模块包括UART接口，通过UART接口连接第一控制器。
可选地，所述第一wifi模块包括SDIO接口，通过SDIO接口连接SD卡存储设备。
可选地，所述处理节点、客户端之间设置一个或多个中继节点，所述中继节点至少包括第二wifi模块，与处理节点、客户端或相邻的其他中继节点分别形成传输wifi信号的无线连接。
可选地，所述第一wifi模块、第二wifi模块的型号为SKW77；第一wifi模块为AP模式；第二wifi模块为中继模式。
可选地，所述客户端包括第三wifi模块。
可选地，通过wifi信号传输的数据设置于套接字的校验位的冗余处。
本发明提供的一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统，可以大幅度扩大wifi基站的发送距离，无遮挡的情况下覆盖范围可达到3km，极限的传输距离可达10km。通过本发明的系统，远端的移动终端在没有很强功率的支持下，能够将数据回传至基站，实现数据互相交互。相比于目前的同类产品，本发明具有明显远距离传输的特点，同时区别于网桥，实现了终端低功耗与基站间的数据传输功能。
附图说明
图1是本发明提供的无线网络通讯系统流程示意图。
图2是本发明提供的处理节点示意图。
图3是本发明提供的中继节点示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
参照图1，本实施例中实现远距离数据交互的无线网络通讯系统包括基站1、处理节点2、客户端3；
基站1发送4G信号给处理节点2，所述处理节点2把相应的wifi信号发送给客户端3。所述处理节点2的4G模块20将与4G信号对应的数据发送给第一wifi模块21，第一wifi模块21把与数据对应的wifi信号向外发送。
根据反向的信号转换处理机制，所述客户端3把wifi信号发送给处理节点2，处理节点2把相应的4G信号发送给基站1。
其中，从处理节点2向客户端3发送，或从客户端3向处理节点2发送时，通过wifi信号传输的数据设置于套接字的校验位的冗余处。
处理节点2还包括与第一wifi模块21连接的传感器23，可以从处理节点2附近采集监测信息，通过第一wifi模块21、4G模块20处理后发给基站1，或者通过第一wifi模块21处理后发向客户端3。传感器23例如是摄像头、温度传感器、湿度传感器等，本发明对其不作限制。
处理节点2还包括与4G模块20、第一wifi模块21、传感器23分别连接的第一控制器22，对这些部件的工作进行控制。
处理节点2、客户端3之间可以没有中继节点4，也可以设置一个或多个中继节点4，所述中继节点4包括第二wifi模块41；或者可以进一步包含与之连接的第二控制器42。
客户端包括第三wifi模块30，所述客户端可以是手机、pad、电脑等有WIFI功能的产品，本系统不需要客户端有很大的发射功率。
示例地，第一wifi模块21、第二wifi模块41分别使用了SKW77型的模块。第一wifi模块21配置为AP模式，第二wifi模块41配置为中继模式。
SKW77型wifi模块的主要功能特征如下：
WLAN标准：IEEE 802.11b/g/n；
支持2x2MIMO技术；
工作频率：2.4G ISM频段；
输出功率：802.11b：+28dBm；802.11g：+27dBm；802.11n：+25dBm；
接收灵敏度：802.11b：-91dBm；802.11g：-85dBm；802.11n：-75dBm
无线数据传输速率：最高300Mbps；
支持WPA/WPA2PSK加密，加密算法支持AES和TKIP；
数据传输距离可达1000米以上(视工作环境而定)；
串口波特率为115200bps，透传速度可达7kByte/s；
操作电压：+5.0V(pa射频)和+3.3V(主芯片和基带供电)；
最大工作电流：1600mA/5.0V；300mA/3.3V；
工作模式：路由模式、中继模式、AP client模式(AP模式)；
多种配置方式：模块内置WEB配置服务器，或命令配置，用以配置具体的工作模式；还可通过网页升级系统；
模块接口支持USB、I2S、UART、SDIO、WAN、LAN、LED；外置设备支持USB从设备：U盘、USB摄像头、4G模块等；支持SD存储卡；支持I2S设备；支持1WAN口和2LAN口。
例如，第一wifi模块21通过UART接口连接第一控制器22，接收第一控制器22的控制信号。
第一wifi模块21通过SDIO接口连接SD卡存储设备，通过登入SKW77的IP地址访问SD卡存储设备，实现网络数据下载与上传。例如，可以将第一wifi模块21从传感器23接收的各种监测信号存储到SD卡存储设备中。
第一wifi模块21还可以接收来自SD存储卡、U盘等外置设备的数据，或者接收来自基站或客户端的数据或指令，进行例如工作模式配置、系统升级等操作。例如是由第一控制器22接收这些数据，对第一wifi模块21的工作模式进行配置。
所述第二控制器42、第二wifi模块41的工作原理与之类似，不一一赘述。如果第二wifi模块41已经完成中继模式的配置而不需要更改，或者第二wifi模块41足够涵盖第二控制器42的功能，则第二控制器42不是中继节点必须设置的。
本发明中所述无线网络通讯系统，还可以利用传输协议(TCP/IP和Socket)中的校验位自动回传的特性，扩大校验位的字节数，优化了传输架构，同时减少每个数据包的大小，使得传输频率更快，相比传统wifi来说，文件传输的速度会降低20％左右，但是距离可以大幅度增加，而且中间可以无任何中继，使客户端在较远距离也能将数据发还给基站，实现远距离数据交换。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种实现远距离数据交互的无线网络通讯系统，其特征在于，包括基站(1)、处理节点(2)、客户端(3)；
基站(1)与处理节点(2)之间形成传输4G信号的无线连接；
所述处理节点(2)与客户端(3)之间形成传输wifi信号的无线连接；
所述处理节点(2)通过相连接的4G模块(20)、第一wifi模块(21)，进行4G信号与wifi信号的相互转换。
2.如权利要求1所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述处理节点(2)还包括与第一wifi模块(21)连接的传感器(23)。
3.如权利要求2所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述处理节点(2)进一步包括与4G模块(20)、第一wifi模块(21)、传感器(23)分别连接的第一控制器(22)。
4.如权利要求1所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述第一wifi模块(21)包括USB接口，通过USB接口连接4G模块(20)。
5.如权利要求3所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述第一wifi模块(21)包括UART接口，通过UART接口连接第一控制器(22)。
6.如权利要求1所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述第一wifi模块(21)包括SDIO接口，通过SDIO接口连接SD卡存储设备。
7.如权利要求1所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述处理节点(2)、客户端(3)之间设置一个或多个中继节点(4)，所述中继节点(4)至少包括第二wifi模块(41)，与处理节点(2)、客户端(3)或相邻的其他中继节点(4)分别形成传输wifi信号的无线连接。
8.如权利要求7所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述第一wifi模块(21)、第二wifi模块(41)的型号为SKW77；第一wifi模块(21)为AP模式；第二wifi模块(41)为中继模式。
9.如权利要求1所述无线网络通讯系统，其特征在于，所述客户端包括第三wifi模块(30)。
10.如权利要求1或7所述无线网络通讯系统，其特征在于，通过wifi信号传输的数据设置于套接字的校验位的冗余处。
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