CN112687090A - 一种智能选择性无线数据传输中继系统及中继方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能选择性无线数据传输中继系统，主站通过中继系统与至少一个从站无线通讯，所述中继系统设置至少一个中继器，所述中继器参与无线组网，所述中继器中设置至少一个地址段，每个所述地址段内存储至少一个目标从站的地址；所述主站通过中继系统实现与地址段内对应的目标从站通讯；实现主站或目标从站的选择性转发，减少不必要的数据发射，减轻了中继系统的负担；数据的选择性转发，避免了无用的数据发射，降低了耗电量，实现了中继系统的稳定运行；通过设置双部收发信机，实现了主站和从站的双向通讯，减少了数据的延时，上下行数据的交互迅速，具有良好的市场应用价值。

Description

一种智能选择性无线数据传输中继系统及中继方法

技术领域

本发明涉及中继系统技术领域，具体为一种智能选择性无线数据传输中继系统及中继方法。

背景技术

在遥控、遥感、遥测系统以及无线数据采集和控制系统中，多采用星型或树型拓扑结构，主站与从站之间进行数据交互。在超短波频段，以视距传播为主，当主站与从站之间由于距离远或中间有障碍物时，主站与对应的从站之间就会出现无法交互数据或交互不稳定的情况，在适当的位置增加中继器可有效解决距离延伸问题。

现有市场上的中继系统做透明传输，不做目标从站的识别，比如数据需要转发至15号目标从站，15号站距离主站较远，则主站连接的1到40号从站，中继系统均会做中转，并不做目标从站的甄别，所以全部转发。发射状态下的耗电量大，发射功率越大，耗电量也越大，而接收数据，耗电量较小，这样的话，中继器发射的次数越多，中继系统负担越重，在采用太阳能、风能或电池供电的系统中，传统的中继器对主站发出的所有数据进行中继，供电系统难以支撑如此大的发射频繁程度，甚至可能白天充电，夜间就耗尽电池储能。连阴雨气候环境下就更加难以维系。因此要求现有的中继器不能全部转发，需要有选择性进行中继转发，需要转的进行转发，不需要转的不进行转发。

现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种智能选择性无线数据传输中继系统及中继方法。

本发明的技术方案为：

一种智能选择性无线数据传输中继系统，主站通过中继系统与至少一个从站无线通讯，所述中继系统设置至少一个中继器，所述中继器参与无线组网，所述中继器中设置至少一个地址段，每个所述地址段内存储至少一个目标从站的地址；所述主站通过中继系统实现与地址段内对应的目标从站通讯。

优选的方案，所述中继器设有两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置一个中继器，所述主站的收发信机通过无线网络连接所述中继器的其中一部收发信机，所述中继器的另一部收发信机通过无线网络与从站的收发信机通讯。优选的方案，所述中继器包括两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置多个中继器实现多级中继，多个中继器通过其收发信机逐级转发，所述主站的收发信机通过无线网络连接第一个中继器的首端的收发信机，所述目标从站均通过无线网络连接于末级中继器的末端的收发信机。

优选的方案，所述收发信机还设置接口电路和微处理器，所述接口电路与所述微处理器连接，所述接口电路用于连接PC机，修改所述微处理器内存储的地址段参数，实现修改中继器对目标从站的绑定关系。

优选的方案，所述收发信机还设有调试设备，所述调试设备用于调试中继器之间、中继器与主站之间、中继器与从站之间的联通。

优选的方案，所述调试设备包括话音输入单元和话音输出单元，所述话音输入单元与所述收发信机的发信机连接，所述话音输出单元与所述收发信机的收信机连接，所述话音输入单元采集到的语音信号通过发信机发送，收发信机的收信机通过话音输出单元进行输出音频信号，用于调试和维护。

优选的方案，所述收发信机还包括锁相环频率合成器，所述锁相环频率合成器与所述微处理器连接，产生所需的工作频率，所述锁相环频率合成器包括发射锁相环频率合成器和接收锁相环频率合成器，所述发射锁相环频率合成器通过压控振荡器和激励器连接天线，所述接收锁相环频率合成器接收通道的第一混频器连接，实现对指定频率信号的接收。

优选的方案，所述激励器与所述天线之间设置功率放大器和至少一级滤波器，所述激励器连接所述功率放大器的输入侧，所述滤波器输入侧连接所述功率放大器的输出侧，所述滤波器的输出侧连接所述天线。

优选的方案，所述滤波器设置为多级，多级滤波器依次连接，所述功率放大器的输出侧连接第一级滤波器的输入侧，末级滤波器的输出侧连接所述天线。一种智能选择性无线传输中继方法，使用所述中继系统，包括以下步骤：

S1、主站的收发信机发送信息至从站和与主站通信的中继器；

S2、中继器的收发信机接收主站信息；

S3、中继器根据其存储的目标从站的地址决定是否进行中继，对于需要本中继器中继的信息，将信息转发至对应的目标从站；

S4、中继器的收发信机接收目标从站的返回信息；

S5、中继器将接收的返回信息转发至主站。

本发明所达到的有益效果为：

本发明通过在中继器中储存目标从站的地址，实现主站或目标从站的选择性转发，减少不必要的数据发射，减轻了中继系统的负担；数据的选择性转发，避免了无用的数据发射，降低了耗电量，实现了中继系统的稳定运行；通过设置双部收发信机，实现了主站和从站的双向通讯，减少了数据的延时，上下行数据的交互迅速，具有良好的市场应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例一示意图；

图2为本发明实施例二示意图；

图3为本发明中继方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图对本发明作详细说明。

实施例一

请参阅图1、本发明提供了一种智能选择性无线数据传输中继系统，主站通过中继系统与至少一个从站无线通讯，所述中继系统设置至少一个中继器，所述中继器参与无线组网，所述中继器中设置至少一个地址段，每个所述地址段内存储至少一个目标从站的地址；所述主站通过中继系统实现与地址段内对应的目标从站通讯。

优选的方案，所述中继器设有两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置一个中继器，所述主站的收发信机通过无线网络连接所述中继器的其中一部收发信机，所述中继器的另一部收发信机通过无线网络与从站的收发信机通讯。

当通信链路中只需要使用一个中继器时，中继器设置于主站和目标从站之间，中继器绑定对应的目标从站，主站的收发信机发射数据，通过中继器的其中一部收发信机接收数据，并通过隔离器加大隔离度，由中继器的另一部收发信机的进行与其绑定的目标从站的选择性转发，避免了不必要的转发，目标从站的收发信机接收数据并处理，数据返回时，目标从站的收发信机发射返回数据，通过中继器转发至主站，实现主站和目标从站的选择性通讯。

例如，图1中，主站绑定#1从站至#5从站和#10从站，且主站与中继器A通讯，中继器A绑定#6从站至#9从站，主站实现与#1从站至#5从站和#10从站的通讯，且通过中继器A实现与#6从站至#9从站的通讯，此过程中，中继A选择性仅与#6从站至#9从站通讯，中继器A不再进行与其范围外的#1从站至#5从站和#10从站的通讯，大大降低了中继器A的耗电量。

实施例二

请参阅图2，所述中继器包括两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置多个中继器实现多级中继，多个中继器通过其收发信机逐级转发，所述主站的收发信机通过无线网络连接第一个中继器的首端的收发信机，所述目标从站均通过无线网络连接于末级中继器的末端的收发信机。

当通信链路中需要使用至少两个中继器时，多个中继器依次设置于主站和目标从站之间，中继器之间依次绑定，第一个中继器的首段的收发信机连接主站的收发信机，末级中继器的末端的收发信机绑定对应的目标从站，主站的收发信机发射数据，通过依次连接的中继器的接收数据，由末级中继器的末端的收发信机的进行与其绑定的目标从站的选择性转发，避免了不必要的转发，目标从站的收发信机接收数据并处理，数据返回时，目标从站的收发信机发射返回数据，通过依次连接的中继器转发至主站，实现主站和目标从站的选择性通讯。

例如，图2中，主站绑定#1从站至#5从站和#10从站，且主站与中继器A通讯，中继器A绑定#6从站至#9从站并且与中继器B通讯，中继器B绑定#7从站至#9从站，主站实现与#1从站至#5从站和#10从站的直接通讯，主站通过中继器A实现与#6从站的通讯，主站通过中继器A和中继器B的链路实现与从站#7从站至#9从站的通讯，此过程中，#中继A选择性仅与#6从站和中继器B的直接通讯，中继器A不再进行与其范围外的#1从站至#5从站和#7从站至#10从站的直接通讯，中继器B也不再进行与其范围外的#1从站至#6从站和#10从站的通讯，大大降低了中继器的耗电量。

实施例一和实施例二仅举例10个从站用于说明问题，而一般的遥控、遥感、遥测系统以及无线数据采集和控制系统中，从站的数据均远不止10个，可想而知，当从站数量几十个或上百个时，节省的电量将是巨大的。

实施例三

当通信链路中需要使用至少两个中继器时，多个中继器呈树状设置于主站和目标从站之间，中继器之间呈树状绑定关系，第一个中继器的首段的收发信机连接主站的收发信机，末级中继器的末端的收发信机绑定对应的目标从站，且通信链路中的中继器均绑定有目标从站，主站的收发信机发射数据，通过依次连接的中继器的接收数据，每个中继器接收数据后，将数据转发至与其绑定的目标从站和下一个中继器，末级中继器的末端的收发信机的进行与其绑定的目标从站的选择性转发，避免了不必要的转发，目标从站的收发信机接收数据并处理，数据返回时，目标从站的收发信机发射返回数据，通过依次连接的中继器转发至主站，实现主站和目标从站的选择性通讯。

优选的方案，所述收发信机还设置接口电路和微处理器，所述接口电路与所述微处理器连接，所述接口电路用于连接PC机，修改所述微处理器内存储的地址段参数，实现修改中继器对目标从站的绑定关系。

优选的方案，所述收发信机还设有调试设备，所述调试设备用于调试中继器之间、中继器与主站之间、中继器与从站之间的联通。

优选的方案，所述调试设备包括话音输入单元和话音输出单元，所述话音输入单元与所述收发信机的发信机连接，所述话音输出单元与所述收发信机的收信机连接，所述话音输入单元采集到的语音信号通过发信机发送，收发信机的收信机通过话音输出单元进行输出音频信号，用于调试和维护。

优选的方案，所述收发信机还包括锁相环频率合成器，所述锁相环频率合成器与所述微处理器连接，产生所需的工作频率，所述锁相环频率合成器包括发射锁相环频率合成器和接收锁相环频率合成器，所述发射锁相环频率合成器通过压控振荡器和激励器连接天线，所述接收锁相环频率合成器接收通道的第一混频器连接，实现对指定频率信号的接收。

优选的方案，所述激励器与所述天线之间设置功率放大器和至少一级滤波器，所述激励器连接所述功率放大器的输入侧，所述滤波器输入侧连接所述功率放大器的输出侧，所述滤波器的输出侧连接所述天线。

优选的方案，所述滤波器设置为多级，多级滤波器依次连接，所述功率放大器的输出侧连接第一级滤波器的输入侧，末级滤波器的输出侧连接所述天线。

请参阅图3，一种智能选择性无线传输中继方法，当通信链路中仅使用一个中继器时，包括以下步骤：

S1、主站的收发信机发送信息至从站和与主站通信的中继器；

S2、中继器的收发信机接收主站信息；

S3、中继器根据其存储的目标从站的地址决定是否进行中继，对于需要本中继器中继的信息，将信息转发至对应的目标从站；

S4、中继器的收发信机接收目标从站的返回信息；

S5、中继器将接收的返回信息转发至主站。

一种智能选择性无线传输中继方法，当通信链路中仅使用至少两个中继器时，包括以下步骤：

S1、主站的收发信机发送信息至从站和与主站通信的中继器；

S2、中继器的收发信机接收主站信息；

S3、中继器根据其存储的目标从站的地址和与其绑定的下一个中继器，将信息转发至对应的目标从站和与其绑定的下一个中继器，

S4、重复步骤S3直至末级中继器，进行下一步；

S5、末级中继器的收信机接收目标从站的返回信息；

S6、中继器逐级将从站的返回信息转发至主站。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，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，而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)

1.一种智能选择性无线数据传输中继系统，主站通过中继系统与至少一个从站无线通讯，其特征在于：所述中继系统设置至少一个中继器，所述中继器参与无线组网，所述中继器中设置至少一个地址段，每个所述地址段内存储至少一个目标从站的地址；所述主站通过中继系统实现与地址段内对应的目标从站通讯。

2.根据权利要求1所述的一种智能选择性无线数据传输中继系统，其特征在于：所述中继器设有两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置一个中继器，所述主站的收发信机通过无线网络连接所述中继器的其中一部收发信机，所述中继器的另一部收发信机通过无线网络与从站的收发信机通讯。

3.根据权利要求1所述的一种智能选择性无线数据传输中继系统，其特征在于：所述中继器包括两部收发信机和一个隔离器，两部收发信机通过所述隔离器加大隔离度，两部收发信机之间通过数据线连接，所述中继系统设置多个中继器实现多级中继，多个中继器通过其收发信机逐级转发，所述主站的收发信机通过无线网络连接第一个中继器的首端的收发信机，所述目标从站均通过无线网络连接于末级中继器的末端的收发信机。

4.根据权利要求2所述一种智能选择性无线数据传输中继系统，其特征在于，所述收发信机还设置接口电路和微处理器，所述接口电路与所述微处理器连接，所述接口电路用于连接PC机，修改所述微处理器内存储的地址段参数，实现修改中继器对目标从站的绑定关系。

5.根据权利要求4所述一种智能选择性无线数据传输中继系统，其特征在于，所述收发信机还设有调试设备，所述调试设备用于调试中继器之间、中继器与主站之间、中继器与从站之间的联通。

6.根据权利要求5所述一种智能选择性无线数据传输中继系统，其特征在于，所述调试设备包括话音输入单元和话音输出单元，所述话音输入单元与所述收发信机的发信机连接，所述话音输出单元与所述收发信机的收信机连接，所述话音输入单元采集到的语音信号通过发信机发送，收发信机的收信机通过话音输出单元进行输出音频信号，用于调试和维护。

7.根据权利要求4所述一种智能选择性无线传输中继系统，其特征在于，所述收发信机还包括锁相环频率合成器，所述锁相环频率合成器与所述微处理器连接，产生所需的工作频率，所述锁相环频率合成器包括发射锁相环频率合成器和接收锁相环频率合成器，所述发射锁相环频率合成器通过压控振荡器和激励器连接天线，所述接收锁相环频率合成器接收通道的第一混频器连接，实现对指定频率信号的接收。

8.根据权利要求7所述一种智能选择性无线传输中继系统，其特征在于，所述激励器与所述天线之间设置功率放大器和至少一级滤波器，所述激励器连接所述功率放大器的输入侧，所述滤波器输入侧连接所述功率放大器的输出侧，所述滤波器的输出侧连接所述天线。

9.根据权利要求8所述一种智能选择性无线传输中继系统，其特征在于，所述滤波器设置为多级，多级滤波器依次连接，所述功率放大器的输出侧连接第一级滤波器的输入侧，末级滤波器的输出侧连接所述天线。

10.一种智能选择性无线传输中继方法，其特征在于，使用权利要求1-9中任意一项所述中继系统，包括以下步骤：

S1、主站的收发信机发送信息至从站和与主站通信的中继器；

S2、中继器的收发信机接收主站信息；

S3、中继器根据其存储的目标从站的地址决定是否进行中继，对于需要本中继器中继的信息，将信息转发至对应的目标从站；

S4、中继器的收发信机接收目标从站的返回信息；

S5、中继器将接收的返回信息转发至主站。

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