CN112153623A - 一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统，所述方法包括：通过近距离无线通信组建无线局域网，无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个无线资产检测终端进行数据通信；所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给上层资产管理软件平台。本发明通过近距离无线技术组建的无线局域网，实现数据采集器主机与无线资产检测终端之间的数据通信，完成对无线资产检测终端的数据收集。

Description

一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统

技术领域

本发明涉及数据中心监控管理技术领域，尤其涉及一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统。

背景技术

数据中心作为互联网、物联网、智能化系统的核心节点，在国民经济发展、国家安全建设中发挥着越来越显著的作用。数据中心的突飞猛进必然带来IT资产的数量快速增长，高效率、精细化地定位、管理数量庞大的IT资产对于提高数据中心可用性、增加人效、提升运营效益等意义重大。没有数据就没有管理，实时获取资产数据是高效率、精细化管理的基础。实时获取数据需要依赖由传感器和相关设备构成的资产检测系统。

现有市场上的资产检测终端均为采用有线技术进行通信，主要有以太网方式、RS485 总线方式等，采用总线技术的产品，需要在机柜之间进行总线级联，导致现场布线复杂，对于已经投产运行的数据中心，存在因布线施工造成故障的风险，同时总线所能承载的终端个数也受供电能力、总线芯片阻抗驱动负载能力和轮询时间的限制；而采用以太网的资产检测终端，则会消耗网络资源，每个资产检测终端均需要分配一个独立的LAN网口，一个IP地址，在大型数据中心里，每个机柜对应安装一个资产检测终端，则IP端口数量等于机柜数，这样将需要数量众多的交换机来支撑此功能，系统的造价也很高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统，旨在解决现有技术中资产检测终端均为采用有线技术进行通信不方便的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于近距离无线通信的资产检测方法，所述基于近距离无线通信的资产检测方法应用于基于近距离无线通信的资产检测系统，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台，所述基于近距离无线通信的资产检测方法包括：

通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述无线数据采集主机自动搜索所述无线资产检测终端，并通过自定义的无线资产检测终端上电顺序规则，由所述无线数据采集主机自动分配逻辑地址给无线资产检测终端，建立无线资产检测终端和所在机柜之间的逻辑关联关系；

所述上层资产管理软件平台采集的数据中包括逻辑地址，通过所述逻辑地址定位无线资产检测终端所在的机柜位置。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信，具体包括：

接收用户的操作指令，设置无线局域网组网参数；

所述无线资产检测终端上电开机，等待所述无线数据采集主机搜索；

所述无线数据采集主机设置进入组网模式，切换到专用组网信道搜索未入网的无线资产检测终端的地址；

获取到未加入无线局域网的终端地址后，由所述无线数据采集主机按照规则自动分配新的地址，发送给当前无线资产检测终端进行设置保存，再给当前无线资产检测终端发送新的无线参数，将无线参数设置到当前无线资产检测终端中；

当前无线资产检测终端修改完无线参数后，与所述无线数据采集主机在新的局域网工作信道建立通信后执行一次数据通信，确认通信正常后，当前无线资产检测终端通过LED灯显示特定的入网成功指示，提示用户入网成功，结束当前无线资产检测终端的入网添加流程，并进入下一个无线资产检测终端的入网添加流程，直到将所有的无线资产检测终端添加完成为止，关闭网关的组网模式，进入工作信道进行正常采集模式。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述无线局域网组网参数包括：信道、发射功率、网络号和本机地址。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台，具体包括：

所述无线数据采集主机的所有信道同时处于接收状态，等待所述无线资产检测终端主动发送数据；

所述无线数据采集主机接收所述无线资产检测终端发送的心跳包或者触发数据包；

所述无线数据采集主机回复所述无线资产检测终端数据包，包括LED灯的状态控制；

所述无线数据采集主机将数据包解析和转换为标准协议后，通过网口传输给所述上层资产管理软件平台。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述基于近距离无线通信的资产检测方法还包括：

依次给每个无线资产检测终端进行上电，确保同一时刻所述无线数据采集主机只会搜索到一个地址码为预设地址码的设备，所述无线数据采集主机按照地址升序自动分配新的设备地址码，发送给该无线资产检测终端，并作为其系统地址；在所述无线数据采集主机上设置总的列数及每列的机柜数；

所述无线资产检测终端和网关在未入网时按照私有协议将无线通信频道设置到一个专用组网信道；专用组网信道是标准协议里指定的某个信道，或者是在协议之外指定一个特定频点的私有信道；

所述无线资产检测终端上电后自动运行在专用组网信道，并处于接收状态；

所述无线数据采集主机搜索时，在专用组网信道发送广播指令，控制所述无线资产检测终端各自主动上报地址码；

所述无线资产检测终端接收到广播后，上报自己的出厂默认地址码。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述基于近距离无线通信的资产检测方法还包括：

预先配置多组无线局域网的参数，包括信道频率、网络号、主机地址、无线数据采集主机和无线资产检测终端的发射功率、重发次数和通信速率；

将需要添加到其中一组局域网的无线资产检测终端上电，搜索已上电的无线资产检测终端的地址；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道，对搜索到地址中的无线资产检测终端发送信息，将新分配的地址值和需要组建的新的局域网的参数值发送给无线资产检测终端，并即时修改保存参数；

修改完参数的无线资产检测终端，在入网频道回复修改成功，无线数据采集主机将切换到新的无线局域网信道发送一条查询此终端ESN号的指令，无线资产检测终端成功回复此指令后，通过切换入网指示灯状态来通知用户入网成功；

所述无线数据采集主机收到一个无线资产检测终端入网成功后，继续切换到专用组网信息进行设备搜索，执行下一个无线资产检测终端的上电操作，直到所有的设备完成添加后退出组网模式，切换回正常的采集模式；

所述无线数据采集主机选择对单个无线资产检测终端进行入网搜索添加前，预先设置好单个设备的无线地址码，设置完成后执行入网搜索，给无线资产检测终端上电，添加完成后，所述无线数据采集主机自动退出组网模式。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其中，所述近距离无线通信的方式包括zigbee和lora。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于近距离无线通信的资产检测系统，其中，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括：多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台；

多个所述无线资产检测终端通过近距离无线通信组建无线局域网与所述无线数据采集主机连接，所述无线数据采集主机与所述上层资产管理软件平台连接；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。

可选地，所述的基于近距离无线通信的资产检测系统，其中，所述无线数据采集主机最多组建8个信道的无线局域网。

本发明所述基于近距离无线通信的资产检测方法应用于基于近距离无线通信的资产检测系统，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台，所述基于近距离无线通信的资产检测方法包括：通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信；所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。本发明通过近距离无线技术组建的无线局域网，实现数据采集器主机与无线资产检测终端之间的数据通信，完成对无线资产检测终端的数据收集。

附图说明

图1是本发明基于近距离无线通信的资产检测系统的较佳实施例的原理示意图；

图2是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例的流程图；

图3是本发明基于近距离无线通信的资产检测系统的较佳实施例中无线数据采集主机的原理框图；

图4是本发明基于近距离无线通信的资产检测系统的较佳实施例中无线数据采集主机的结构布局示意图；

图5是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例中组建无线局域网的流程图；

图6是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例中无线数据采集主机采集数据的流程图；

图7是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例中无线数据采集主机入网自动搜索的流程图；

图8是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例中无线数据采集主机入网自动添加无线资产检测终端的流程图；

图9是本发明基于近距离无线通信的资产检测系统的较佳实施例中无线资产检测终端的原理框图；

图10是本发明基于近距离无线通信的资产检测方法的较佳实施例中超低功耗及主动上报的流程图；

图11是本发明基于近距离无线通信的资产检测系统的较佳实施例中无线资产检测终端的构件示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施例所述的基于近距离无线通信的资产检测系统，如图1所示，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台，通过近距离无线技术组建的无线局域网，实现无线数据采集器主机与多个无线资产检测终端之间的数据通信，完成对多个无线资产检测终端的数据收集；所述无线数据采集主机与所述线资产检测终端之间不需要再通过连接线进行通信，减少了数据中心机柜之间的布线，较大程度上避免了运行中的数据中心布线施工可能产生的风险。

本发明采用无线数据采集主机自动搜索、自动添加的高效方式组建无线局域网，实现一台无线数据采集主机多信道同步收发数据来提高无线资产检测终端的数量，并在无线数据采集主机和无线资产检测终端两侧均兼容设计了zigbee（一种低速短距离传输的无线网上协议）和lora（低功耗局域网无线标准）两种近距离通信技术。无线资产检测终端采用智能的触发式主动上报策略来提高终端的接入数量，同时无线资产检测终端上还采用超低功耗算法与电池容量预警技术，实现兼容电池供电和外部开关电源供电两种方式，即无线资产检测终端兼容电池供电设计，机架内PDU没有富余用电端口时，可由电池供电，电池容量不足时，能够提示用户及时进行电池更换。

本发明中，所述无线数据采集主机和所述无线资产检测终端里均采用兼容Zigbee和Lora两种无线模块的方式，控制芯片采用自动识别模块种类，并切换到对应芯片的串口通信协议上，两种无线模块均采用UART串口与主控制芯片进行通信，可以根据现场环境的情况，选择一种满足通信距离要求的模块来使用，zigbee模块可以解决直线距离300m范围以内的通信要求，lora模块可以解决直线距离1000m范围的通信要求。

如图1所示，所述无线数据采集主机与4个无线局域网中的多个无线资产检测终端通过zigbee或者lora进行通信连接，所述无线数据采集主机与所述上层资产管理软件平台通过LAN（局域网）连接，图1中图只画了 4个无线局域网的示意图，实际上所述无线数据采集主机可以组建最多8个信道的无线局域网；无线资产检测终端与无线数据采集主机之间采用星型拓扑网络，解决了无线数据采集主机所挂接数量的问题，普通的RS485总线理论挂接数量为32个，性价比较差；本系统采用单机分信道组建无线局域网的方式，可支持1-8个不同信道的无线局域网，所接数量最大可达800个，最远的直线通信距离可达1000m，完全满足数据中心标准IT机房内最多250个终端、最远50m距离的资产检测终端组网的需求。

进一步地，基于所述近距离无线通信的资产检测系统，本发明较佳实施例所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，如图2所示，所述基于近距离无线通信的资产检测方法包括以下步骤：

步骤S10、通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信；

步骤S20、所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。

具体地，所述无线数据采集主机可以自动搜索所述无线资产检测终端，并通过自定义的无线资产检测终端上电顺序规则，由所述无线数据采集主机自动分配逻辑地址给无线资产检测终端，建立无线资产检测终端和所在机柜之间的逻辑关联关系；所述上层资产管理软件平台采集上来的数据里包含逻辑地址，通过逻辑地址就可以准确定位无线资产检测终端所在的机柜位置，以完成实物与监控逻辑地址的对应关联。

本发明的无线数据采集主机采用多信道同步工作的机制，可以同时支持最多8个不同信道的无线局域网同时工作，相互之间不干扰，来达到单台无线数据采集主机可接入最多达到800个终端（即无线资产检测终端）的数量，每个信道的局域网可承载最多100个终端；单台就可以覆盖数据中心IT机房的需求；其中zigbee标准里支持16个信道可选，完全满足8个不同信道的要求；lora的470M-510MHZ 的可用工作频段里，按照一定的频率间隔（通常为1MHZ），选择8个不同的信道，分配给主机使用即可，用户可以灵活在主机上设置频率值来使用。

其中，无线数据采集主机上可以同时兼容采用zigbee技术和Lora技术的通信模块，两种模块均采用UART串口与主机的主控芯片进行通信，主机可同时通过不同的Uart串口对最多8个通道的模块进行同步收发；无线资产检测终端的控制盒里的模块跟主机是配套进行使用的，本发明兼容两种技术的模块，采用的兼容技术是通过串口的指令协议进行区分，无线数据采集主机和无线资产检测终端均能够自动识别所接入模块的属性，并自动切换到模块的通信协议上进行连接。

本发明采用无线触发式主动上报工作模式，大大提高了传统主机从机轮询的数据交互量，既节约了终端的工作功耗，也释放了无线信道的占用时间，可以将无线终端的容量增加，可接入无线局域网的终端数量也得到大大的提高。传统采用主从轮询的局域网，采集100个终端的数据时间，收发一次100个字节的数据，按照9600bps的波特率计算，通信时间不少于20秒钟时间，而如果采用zigbee技术的传统的主从轮询方式，按照空中波特率250kbps计算，通信时间在2~3秒内可以完成；而如果采用本发明所使用的主动触发上报方式，则完全根据机柜里IT资产发生变化的情况而定，绝大部分时间里，资产不发生变动时，资产检测终端只保留固定间隔时间的心跳包数据，大部分情况下无线信道都是处于空闲状态，当某个资产电子标签发生变动时，无线资产检测终端将主动发送状态数据（包括资产上架、下架动作；温、湿度数据；当前LED显示状态），这个数据包可以在50ms以内完成收发，大大提高了数据通信的实时性及无线信道的利用率。

进一步地，无线数据采集主机采集到的数据经过内部处理之后，转换成有线的以太网标准协议数据，往上层资产管理软件平台进行传输，数据协议支持Mosbus-TCP、SNMP、HTTP、MQTT这几种常用的协议，支持各种第三方的软件平台的接入。

无线资产检测终端采用实时触发式采集和主动上报的方式，相比传统RS485 和LAN的被动轮询方式，数据采集的实时性更好，通信数据量是根据变化采集的，比采用轮询的方式采集量更少，降低了通信时占用信道的时间，从而提高了系统的终端容量，提升了系统的实时性能，明显改善了使用体验。

如图3所示，所述无线数据采集主机包括：主控芯片（MCU）、电源稳压电路、电源（即AC电源输入、高压DC电源）、以太网（PHY）、网口（RJ45）、LED指示灯、无线收发电路（无线收发电路1-8）、天线（M，2.4G/470）；所述主控芯片分别与电源稳压电路、以太网、LED指示灯和所有无线收发电路连接，电源与电源稳压电路连接，以太网与网口连接；无线数据采集主机的结构布局如图4所示。

进一步地，所述无线数据采集主机采用自主创新的组网方式，预先设置一个私密的专用组网信道，用于组建无线局域网使用，区别于标准的工作信道（如zigbee的标准16信道和lora的标准470-510M内的频道），此私密信道只有采用本发明技术的终端才会识别到，未入网的终端只有在专用组网信道下才能接收主机的查询、组网指令，效率和安全性都远高于现有通用标准技术的组网方式。组网过程中，采用自动搜索、自动添加的方式，高效组网。

无线资产检测终端加入无线数据采集主机建立的局域网的方式，采用主机自动搜索、自动添加方式。无线资产检测终端只需要逐个闭合上电即可，由无线数据采集主机自动搜索，获取未加入无线局域网的终端地址列表，并按照预先规划好的组网规则，自动添加终端到对应的局域网设备列表里，添加完成后，无线数据采集主机开始同步进行采集数据；相比传统的主从配对和手工添加的方式，降低了操作复杂度，全部动作集中在主机端WEB页面进行操作，且软件按照配置好的策略自动添加终端，提高了现场组网调试的效率。

无线数据采集主机将资产检测的信息收集起来后，通过以太网网口对外提供数据，用于上层资产管理软件平台进行处理，网络接口提供标准的Mosbus-TCP、SNMP、HTTP协议格式的数据包，支持各种第三方的软件平台的接入。无线采集主机提供WEB服务器功能，通过WEB实现用户交互页面，完成主机的系统管理、设备组网添加、删除、采集及数据显示；同时将数据转换成标准协议。

所述无线资产检测终端出厂默认配置其无线地址码为0x0002，无线数据采集主机出厂默认的无线地址码为0x0001；自动添加入网的上电规则是依次给每个无线资产检测终端进行上电，确保同一时刻，无线数据采集主机只会搜索到一个地址码为0x0002的设备；无线数据采集主机会按照地址升序自动分配新的设备地址码，发送给无线资产检测终端，并修改掉；新的设备地址码的两个字节分别代表机房的物理位置的行列号和机柜编号；每行的机器从01-FF（最大255个)，最多255行；在无线数据采集主机上可以设置总的行列数，及每行的机柜数；然后由采集主机软件自动分配地址码，并发送给新的无线资产检测终端。

所述无线资产检测终端和网关在未入网时按照私有协议将无线通信频道设置到一个专用组网信道；专用组网信道是标准协议里指定的某个信道，或者是在协议之外指定一个特定频点的私有信道；所述无线资产检测终端上电后自动运行在专用组网信道，并处于接收状态；所述无线数据采集主机搜索时，在专用组网信道发送广播指令，控制所述无线资产检测终端主动上报地址码；所述无线资产检测终端接收到广播后，上报自己的出厂默认地址码。

如图5所示，组建无线局域网的流程如下：

（1）接收用户的操作指令，设置无线局域网组网参数（所述无线局域网组网参数包括：信道、发射功率、网络号和本机地址）；

（2）所述无线资产检测终端上电开机，等待所述无线数据采集主机搜索；

（3）所述无线数据采集主机设置进入组网模式，切换到专用组网信道搜索未入网的无线资产检测终端的地址；

（4）获取到未加入无线局域网的终端地址后，由所述无线数据采集主机按照规则自动分配新的地址，发送给当前无线资产检测终端进行设置保存，再给当前无线资产检测终端发送新的无线参数，将无线参数设置到当前无线资产检测终端中；

（5）无线资产检测终端修改无线参数，修改完后所述无线数据采集主机通过新建立的无线局域网发送查询终端ESN序列号的指令，终端回复ESN号后，无线资产检测终端将LED灯切换到指示已入网状态，同时所述无线数据采集主机也将此无线资产检测终端列入已入网设备列表里进行管理；

（6）所述无线数据采集主机切换到另一个信道的无线局域网的专用组网信道进行搜索；

（7）将需要加入到当前信道的无线资产检测终端上电，等待所述无线数据采集主机搜索；

（8）所述无线数据采集主机切换到专用组网信道搜索未入网的无线资产检测终端；

（9）获取未加入无线局域网的终端地址，将自动生成的新地址发给终端，修改保存，然后给无线资产检测终端的发送新的无线参数，将无线资产检测终端的无线参数调整为新的无线参数；

（10）无线资产检测终端修改无线参数，修改完后无线数据采集主机通过新建立的无线局域网发送查询终端ESN序列号的指令，无线资产检测终端回复ESN号后，无线资产检测终端将LED灯切换到指示已入网状态，同时所述无线数据采集主机也将此终端列入已入网设备列表里进行管理；

（11）重复执行上述步骤，直到将所有信道的无线资产检测终端添加完成。

如图6所示，无线数据采集主机采集数据的流程如下：

（1）所述无线数据采集主机的所有信道（例如1-8个信道）同时处于接收状态，等待所述无线资产检测终端主动发送数据；

（2）所述无线数据采集主机接收所述无线资产检测终端发送的心跳包或者触发数据包；

（3）所述无线数据采集主机回复所述无线资产检测终端数据包，包括LED灯的状态控制；

（4）所述无线数据采集主机将数据包解析和转换为标准协议，例如Modbus、SNMP、HTTP协议；

（5）通过网口传输给所述上层资产管理软件平台。

如图7所示，无线数据采集主机入网自动搜索的流程如下：

（1）所述无线数据采集主机完成初始化设置，无线资产检测终端首次上电，软件出厂默认的无线地址为0x0002，默认工作在专用组网信道，接收主机的广播搜索；

（2）所述无线资产检测终端和网关在未入网时按照私有协议将无线通信频道设置到一个专用组网信道；专用组网信道是标准协议里指定的某个信道，或者是在协议之外指定一个特定频点的私有信道，此私有信道的频点为保密信道，不公开给用户，防止跟业务信道冲突；

（3）手动设置无线数据采集主机进入组网模式，对专用组网信道进行搜索，然后逐个给无线资产检测终端上电；

（4）无线资产检测终端上电后接受主机的专用组网信道广播搜索，上报终端的无线地址；

（5）无线数据采集主机接收到终端地址，并自动生成一个新的地址，发给终端进行修改保存。

当添加无线资产检测终端时，所述无线数据采集主机将按照上电顺序搜索出无线资产检测终端，并自动生产一个无线地址，无线地址是由两个字节组成，可设置为分别代表机柜行列号和机柜号，预先设置机柜行列号的自动排序限制，根据实际机柜物理位置进行逐个上电，所述无线数据采集主机自动将无线资产检测终端与机柜实际的行列号进行对应邦定，解决了无线资产检测终端与机柜的对应关系，上层系统可以准确识别到设备的物理位置，自动添加的行列号在设备信息里，用户还可以随时修改编辑，选择单个无线资产检测终端进行手动绑定地址添加。

如图8所示，无线数据采集主机入网自动添加设备的流程如下：

（1）预先在无线数据采集主机上配置好多组无线局域网（例如1-8组）的参数，包括信道频率、网络号、主机地址、无线数据采集主机和无线资产检测终端的发射功率、重发次数和通信速率，每组局域网参数均可独立配置；

（2）无线数据采集主机将无线参数发送给搜索到的新的无线资产检测终端，无线资产检测终端将新的无线参数设置并保存起来；

（3）无线数据采集主机修改完无线参数后，切换到正常的无线工作信道，发送查询终端ESN序列号的指令；；

（4）无线资产检测终端也切换到工作信道，回复无线数据采集主机的查询，回复完成后将无线资产检测终端的LED灯状态切换到已入网状态；

（5）无线数据采集主机接收到无线资产检测终端回复的ESN号，保存在已入网设备列表里，并设置此无线资产检测终端为已入网状态；

（6）所述无线数据采集主机添加完一个无线资产检测终端后，再次切换回专用组网信道，继续进行搜索，直到所有无线资产检测终端添加完成，用户手动退出组网模式，或超时（例如10分钟）自动退出组网模式；

即无线数据采集主机可选择对单个无线资产检测终端进行手动入网搜索添加，在这之前，需要设置好添加进来的单个设备的无线地址码（行列号+机柜编号），设置好后执行入网搜索，然后给无线资产检测无线资产检测终端上电，添加完成后，无线数据采集主机自动退出组网模式。

进一步地，如图9所示，所述无线资产检测终端包括：主控芯片（MCU）、电池、外部开关电源、电源稳压电路 、LED灯带、温湿度传感器（3个）、按键、IT资产电子标签、IT资产检测端口、无线收发电路和天线；所述天线包含内置天线和外置天线接口；其中，所述电源稳压电路用于对电池和外部开关电源进行选择切换，在有外部供电时选择外部供电，无外部供电时切换到电池供电。

本发明支持电池方式供电，为无线资产检测终端产品供电，并实现不少于3年的工作时间，为此本发明采用超低功耗的设计技术，在业务流程上采用省电技术来实现，包括MCU采用超低功耗的单片机技术，LED显示需要采用按键唤醒式工作，而且唤醒LED指示后10秒显示后自动关闭，进入休眠状态。标签变化采用触发式中断唤醒和定时器中断唤醒工作机制，确保在无触发时静态功耗最低。无线控制盒也支持有线外部开关电源供电，支持电池供电和有线开关电源供电的兼容设计，在外部开关电源供电时，则基于电池供电的省电技术将会自动屏蔽，LED灯不需要按键唤醒指示，而是常亮状态，且无线模块也持续处于接收状态；不主动进入休眠，加快终端的响应速度；这种供电方式由软件自动检测识别，并根据不同的供电方式自动切换工作模式。

其中，无线收发电路均采用UART串口进行通信，zigbee和lora的无线收发模块采用同一个端口进行兼容设计，两种模块选择一个进行贴装，软件自动识别模块的类型，并切换到对应模块电路的通信协议上进行数据交互。

所述无线资产检测终端在处理温、湿度主动上报的过程中，采用门限超限判断策略和最小上报间隔时间相结合的智能算法，来实现产品的低功耗。分别给温度和湿度设置一个超限门限值，当新采集的值与上一次采集的值对比，差值的绝对值超过设置的门限值时，则开启无线收发模块，主动上报一次数据；同时为了避免短时间内温、湿度的快速变化，导致时间间隔很短的情况下，频繁发送数据，严重消耗电池的容量，采用间隔时间不小于固定值的方式，规避发送频率过高的问题；可以确保电池容量满足寿命要求，又不会丢失变化数据。

在解决省电问题时，本发明采用以下超低功耗的设计思路，如图10所示：

定时唤醒采集数据，判断定时器是否到时，当否时控制整机为低功耗休眠状态，当是时唤醒MCU，并采集温、湿度数据，对比温、湿度数据是否超出门限值，当温、湿度超出门限值时唤醒zigbee，主动发送一次采集的数据，数据发送完进入休眠，当温、湿度未超出门限值时，则数据发送完进入休眠；当控制整机为低功耗休眠状态后，判断电子标签是否发生变化，当电子标签发生变化时，唤醒外部中断，唤醒MCU和zigbee，将最新的状态和环境数据上报，数据发送完进入休眠，当电子标签未发生变化时，判断心跳包定时器计时是否到时间，当心跳包定时器计时到时间时，定时器中断唤醒MCU和zigbee，并上报心跳包数据，数据发送完进入休眠，当心跳包定时器计时未到时间时，控制整机为低功耗休眠状态。

进一步地，如图11所示，所述无线资产检测终端由四部分组成：无线控制盒、资产检测条、电子标签和上中下温、湿度探头；其中无线控制盒里包含了zigbee和Lora的无线收发电路和天线（内置天线和外置天线接口）、电池以及电源稳压电路。

本发明中的所述无线数据采集主机与所述无线资产检测终端组建无线局域网的方式，采用的是在私密的专用组网信道下，由无线数据采集主机自动搜索、自动添加的方式，解决了操作人员的添加终端的效率，无线资产检测终端只需要上电即可，其他的组网操作全部在主机的WEB管理页面上完成，对现场操作人员来说，可以使用一台电脑连接采集无线数据采集主机，完成所有无线资产检测终端的调试工作。

综上所述，本发明提供一种基于近距离无线通信的资产检测方法及系统，所述基于近距离无线通信的资产检测方法应用于基于近距离无线通信的资产检测系统，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台，所述基于近距离无线通信的资产检测方法包括：通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信；所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。本发明通过近距离无线技术组建的无线局域网，实现数据采集器主机与无线资产检测终端之间的数据通信，完成对无线资产检测终端的数据收集。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述基于近距离无线通信的资产检测方法应用于基于近距离无线通信的资产检测系统，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台，所述基于近距离无线通信的资产检测方法包括：

通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。

2.根据权利要求1所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述无线数据采集主机自动搜索所述无线资产检测终端，并通过自定义的无线资产检测终端上电顺序规则，由所述无线数据采集主机自动分配逻辑地址给无线资产检测终端，建立无线资产检测终端和所在机柜之间的逻辑关联关系；

所述上层资产管理软件平台采集的数据中包括逻辑地址，通过所述逻辑地址定位无线资产检测终端所在的机柜位置。

3.根据权利要求1所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述通过近距离无线通信组建无线局域网，所述无线数据采集主机通过所述无线局域网与多个所述无线资产检测终端进行数据通信，具体包括：

接收用户的操作指令，设置无线局域网组网参数；

所述无线资产检测终端上电开机，等待所述无线数据采集主机搜索；

所述无线数据采集主机设置进入组网模式，切换到专用组网信道搜索未入网的无线资产检测终端的地址；

获取到未加入无线局域网的终端地址后，由所述无线数据采集主机按照规则自动分配新的地址，发送给当前无线资产检测终端进行设置保存，再给当前无线资产检测终端发送新的无线参数，将无线参数设置到当前无线资产检测终端中；

当前无线资产检测终端修改完无线参数后，与所述无线数据采集主机在新的局域网工作信道建立通信后执行一次数据通信，确认通信正常后，当前无线资产检测终端通过LED灯显示特定的入网成功指示，提示用户入网成功，结束当前无线资产检测终端的入网添加流程，并进入下一个无线资产检测终端的入网添加流程，直到将所有的无线资产检测终端添加完成为止，关闭网关的组网模式，进入工作信道进行正常采集模式。

4.根据权利要求3所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述无线局域网组网参数包括：信道、发射功率、网络号和本机地址。

5.根据权利要求3所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台，具体包括：

所述无线数据采集主机的所有信道同时处于接收状态，等待所述无线资产检测终端主动发送数据；

所述无线数据采集主机接收所述无线资产检测终端发送的心跳包或者触发数据包；

所述无线数据采集主机回复所述无线资产检测终端数据包，包括LED灯的状态控制；

所述无线数据采集主机将数据包解析和转换为标准协议后，通过网口传输给所述上层资产管理软件平台。

6.根据权利要求5所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述基于近距离无线通信的资产检测方法还包括：

依次给每个无线资产检测终端进行上电，确保同一时刻所述无线数据采集主机只会搜索到一个地址码为预设地址码的设备，所述无线数据采集主机按照地址升序自动分配新的设备地址码，发送给该无线资产检测终端，并作为其系统地址；在所述无线数据采集主机上设置总的列数及每列的机柜数；

所述无线资产检测终端和网关在未入网时按照私有协议将无线通信频道设置到一个专用组网信道；专用组网信道是标准协议里指定的某个信道，或者是在协议之外指定一个特定频点的私有信道；

所述无线资产检测终端上电后自动运行在专用组网信道，并处于接收状态；

所述无线数据采集主机搜索时，在专用组网信道发送广播指令，控制所述无线资产检测终端各自主动上报地址码；

所述无线资产检测终端接收到广播后，上报自己的出厂默认地址码。

7.根据权利要求6所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述基于近距离无线通信的资产检测方法还包括：

预先配置多组无线局域网的参数，包括信道频率、网络号、主机地址、无线数据采集主机和无线资产检测终端的发射功率、重发次数和通信速率；

将需要添加到其中一组局域网的无线资产检测终端上电，搜索已上电的无线资产检测终端的地址；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道，对搜索到地址中的无线资产检测终端发送信息，将新分配的地址值和需要组建的新的局域网的参数值发送给无线资产检测终端，并即时修改保存参数；

修改完参数的无线资产检测终端，在入网频道回复修改成功，无线数据采集主机将切换到新的无线局域网信道发送一条查询此终端ESN号的指令，无线资产检测终端成功回复此指令后，通过切换入网指示灯状态来通知用户入网成功；

所述无线数据采集主机收到一个无线资产检测终端入网成功后，继续切换到专用组网信息进行设备搜索，执行下一个无线资产检测终端的上电操作，直到所有的设备完成添加后退出组网模式，切换回正常的采集模式；

所述无线数据采集主机选择对单个无线资产检测终端进行入网搜索添加前，预先设置好单个设备的无线地址码，设置完成后执行入网搜索，给无线资产检测终端上电，添加完成后，所述无线数据采集主机自动退出组网模式。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于近距离无线通信的资产检测方法，其特征在于，所述近距离无线通信的方式包括zigbee和lora。

9.一种基于近距离无线通信的资产检测系统，其特征在于，所述基于近距离无线通信的资产检测系统包括：多个无线资产检测终端、无线数据采集主机和上层资产管理软件平台；

多个所述无线资产检测终端通过近距离无线通信组建无线局域网与所述无线数据采集主机连接，所述无线数据采集主机与所述上层资产管理软件平台连接；

所述无线数据采集主机通过专用组网信道搜索并添加多个所述无线资产检测终端，建立不同信道的多个无线局域网，不同信道之间采用同步工作机制，并行采集所述无线资产检测终端的数据，并经过数据处理之后转换成有线的以太网标准协议数据，发送给所述上层资产管理软件平台。

10.根据权利要求9所述的基于近距离无线通信的资产检测系统，其特征在于，所述无线数据采集主机最多组建8个信道的无线局域网。

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