基于170MHz频段的无线数据传输系统及其传输方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于170MHz频段的无线数据传输系统及其传输方法，包括中心服务器和多个170MHz数据传输器，中心服务器与多个170MHz数据传输器采用MESH网络拓扑结构连接，170MHz数据传输器包括数据采集模块、数据编码模块、场强检测模块、路径规划模块和数据发送模块，数据采集模块实时采集数据，数据编码模块对采集到的数据进行编码，场强检测模块检测传输系统的网络质量，路径规划模块根据场强检测模块的检测结果，规划出网络质量最佳的传输路径，数据发送模块根据网络质量最佳的传输路径，将已编码的数据发送到中心服务器。本发明能根据通讯网络的通讯质量，选择最佳的传输路径，缩短数据的传输时间。
【专利说明】
基于170MHz频段的无线数据传输系统及其传输方法
技术领域
[0001]本发明涉及无线数据传输领域，具体地说涉及一种基于170MHz频段的无线数据传输系统及其传输方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的迅速发展，智慧环保、智慧交通、智慧水利的建设被越来越多的人们所关注。以往的数据传输大多采用有线模式，但是对于一些长距离传输，有线传输就显得力不从心，而且成本较高，且随着长度的加长稳定性难以保证。
[0003]为了解决上述技术问题，现有技术中提出了如下技术:
中国专利号为“201110385292.1”的现有技术在2013年6月5公开了一种大范围无线传感远程物联系统及其数据传输方法，其技术方案包括无线传感器节点、无线传感器网关，通信网络和中心服务器，其特征在于，所述的无线传感网关通过无线通信链路同时连接多个所述的无线传感器节点，实时收集所述的无线传感器节点的各类传感数据，并通过所述的通信网络，利用远程无线通信方式把传感数据发送至所述的中心服务器。所述的无线传感器节点连接外部的数据传感器，传感器采集物理量，并转换成传感数据，而各路所述的无线传感器节采集不同的物理量，并把转换后的传感数据发送给所述的无线传感器网关;所述的中心服务器通过所述的通信网络远距离接收所述的无线传感器网关发送的传感数据，并对传感数据进行分析、处理，做出控制决策。该方案采用全无线连接，结构简单，安装过程简单，维护方便，根据需求进行组网，适用于不同的行业和大范围远距离的物理量采集。但该专利在实际使用过程中，仍然存在着如下缺陷:
1、由于频段越高的无线信号，波长就越短，绕射能力就越弱，因此，在楼宇或山体阻挡较多的情况下，该专利采用433MHz或2.4GHz的频段进行传输，信号阻挡效应相当严重，无法满足长距离通讯传输。
[0004]2、该专利采用星型拓扑结构，当无线传感器节点和无线传感器网关之间的链路出现问题时，将导致数据不能传输。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于170MHz频段的无线数据传输系统及其传输方法，本发明一是能够在保证传输效果的前提下增加数据的传输距离，实现数据的无线长距离传输，二是能够根据通讯网络的通讯质量，选择最佳的传输路径，缩短数据的传输时间。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种基于170MHz频段的无线数据传输系统，其特征在于:包括中心服务器和多个170MHz数据传输器，中心服务器与多个170MHz数据传输器采用MESH网络拓扑结构连接，所述的170MHz数据传输器包括数据采集模块、数据编码模块、场强检测模块、路径规划模块和数据发送模块，其中， 所述数据采集模块用于实时采集数据；
所述数据编码模块用于对采集到的数据进行编码；
所述场强检测模块用于检测传输系统的网络质量，为路径规划模块提供参考依据； 所述路径规划模块根据场强检测模块的检测结果，规划出网络质量最佳的传输路径； 所述数据发送模块根据网络质量最佳的传输路径，将已编码的数据发送到中心服务器。
[0007]所述数据采集模块包括AD模块、数字量模块和通讯模块，所述AD模块用于通过传感器采集设备的模拟信号数据，所述数字量模块用于通过传感器采集设备的数字信号数据，所述通讯模块用于通过通讯接口采集设备的数字信号数据。
[0008]所述的170MHz数据传输器还包括终端配置模块，所述终端配置模块与PC机配合用于完成170MHz数据传输器中各模块的配置。
[0009]—种基于170MHz频段的无线数据传输方法，其特征在于包括如下步骤:
(I)、由数据采集模块采集设备数据，并将采集到的数据进行标准化，再由数据编码模块将标准化的数据编码，做好数据发送准备；
(2 )、先由场强检测模块对传输系统的网络质量进行检测，再由路径规划模块根据网络质量的检测结果，自动规划出网络质量最佳的传输路径；
(3)、数据发送模块通过网络质量最佳的传输路径，将编码的数据发送至中心服务器。
[0010]采用本发明的优点在于:
一、本发明中，中心服务器与多个170MHZ数据传输器采用MESH网络拓扑结构连接，该组网方式使得每一个170MHz数据传输器采集到的数据均可通过多条传输路径传输至中心服务器，能够防止网络因发生故障或拥堵而导致数据不能传输的情况出现。而通过场强检测模块和路径规划模块则能够快速地为数据的传输规划出网络质量最好的传输路径，缩短了数据的传输时间，有利于数据的高效传输。与中国专利号为“201110385292.1”为代表的现有技术相比，本发明能够为数据的传输选择最优的传输路径，大幅缩短了传输时间，同时，因为无线数据传输器采用了 170MHz的频段，还使得本发明中每个170MHz数据传输器的传输距离能够达到5—8km，同时，自由组网的功能还能够进一步增加数据的传输距离。
[0011]二、本发明中，通过AD模块、数字量模块和通讯模块的配合，使得170MHz数据传输器能够适用于具有各种不同接口的设备的数据采集，适用范围更广。
[0012]三、本发明中，通过终端配置模块有利于操作人员现场对各170MHz数据传输器进行配置，使用更方便。
[0013]四、本发明主要用于烟雾传感器、路灯控制器、温湿度传感器、智能燃气表、风力发电控制板等远端传感器和智能终端设备的无线数据传输，且使用同一无线数据传输系统，可同时用于多种无端传感器和/或智能终端设备的无线数据传输，适用范围广。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的网络拓扑图；
图2为本发明中170MHz数据传输器的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]—种基于170MHz频段的无线数据传输系统，包括中心服务器和多个170MHz数据传输器，所述的170MHz数据传输器为无线数据传输器，所述中心服务器与多个170MHz数据传输器采用MESH网络拓扑结构连接，所述的170MHz数据传输器包括数据采集模块、数据编码模块、场强检测模块、路径规划模块、终端配置模块和数据发送模块，其中，
所述数据采集模块用于实时采集设备的数据，并将采集到的设备数据转化为特定的数据格式。其中，数据采集模块包括AD模块、数字量模块和通讯模块，所述AD模块用于通过传感器采集设备的模拟信号数据，所述数字量模块用于通过传感器采集设备的数字信号数据，所述通讯模块用于通过通讯接口采集设备的数字信号数据，即当本系统用于采集具有不同接口的设备的数据时，均有相应的模块连接，适用于各种设备，使用更加方便。
[0016]所述数据编码模块用于对采集到的数据进行编码，具体来说就是将已要标准化的数据进行协议层的数据打包。
[0017]所述场强检测模块用于检测传输系统的网络质量，即检测网络信号的强度，为路径规划模块提供参考依据。
[0018]所述路径规划模块根据场强检测模块的检测结果，规划出网络质量最佳的传输路径。
[0019]所述数据发送模块根据网络质量最佳的传输路径，将已编码的数据发送到中心服务器。
[0020]所述终端配置模块与PC机配合用于完成170MHz数据传输器中各模块的配置。
[0021]如图1所示，下面以A、B、C、D四个170MHz数据传输器来说明场强检测模块和路径规划模块的具体工作过程:
170MHz数据传输器A的场强检测模块针对附近辐射场强，选择场强较强的170MHz数据传输器B进行握手通讯，被选中的170MHz数据传输器B收到握手信息后，回复170MHz数据传输器A，同时，170MHz数据传输器B的场强检测模块又对附近模块辐射场强，选择场强较强的170MHz数据传输器C进行握手通讯，以此传递，实现接力。同时在握手通讯中包含170MHz数据传输器A的目标地址，以及消息传输路径，当数据到达目标地址后，完成路径上报的功能，中心服务器再利用传输路径实现以此路径制定，170MHz数据传输器A、B、C、D实现传输路径固化，继而完成路径规划。
[0022]本发明还提供了一种基于170MHz频段的无线数据传输方法，包括如下步骤:
(I)、由数据采集模块采集设备数据，并将采集到的数据进行标准化，再由数据编码模块将标准化的数据编码，做好数据发送准备；
(2 )、先由场强检测模块对传输系统的网络质量进行检测，再由路径规划模块根据网络质量的检测结果，自动规划出网络质量最佳的传输路径；
(3)、数据发送模块通过网络质量最佳的传输路径，将编码的数据发送至中心服务器。
[0023]如图1所示，下面以智能路灯结合A、B、C、D四个170MHz数据传输器来说明数据的具体传输过程:
首先，170MHz数据传输器A通过数据采集模块采集智能路灯的数据，并通过数据编码模块对采集到的数据编码和做好数据发送准备。170MHz数据传输器A的场强检测模块则针对附近辐射场强，选择场强较强的170MHz数据传输器B进行握手通讯，被选中的170MHz数据传输器B收到握手信息后，回复170MHz数据传输器A。同时，170MHz数据传输器B的场强检测模块又对附近模块辐射场强，选择场强较强的170MHz数据传输器C进行握手通讯，以此类推，选择170MHz数据传输器D，最终将寻找到170MHz数据传输器A的目标地址170MHz数据传输器D，170MHz数据传输器D收到数据后，会按照传输路线的反方向下发路径固化命令，170MHz数据传输器A、170MHz数据传输器B和170MHz数据传输器C收到后，就会固化传输路径，由此，智能路灯的数据传输路径就是A>B>C>D。待路径规划完成，智能路灯的数据就会沿着A->B->C->0的路径进行通讯。同样，目标地址要向智能路灯A实现数据传输，及沿着D->C->B->A路径实现数据传输。其中，当该传输路径遭到破坏后，相应的170MHz数据传输器会自动再行路径规划，恢复数据传输。
[0024]当然，本发明在实际使用过程中，优选用于同一种设备的无线数据传输，但根据需要，也可同时用于多种设备的无线数据传输，例如，同时传输智能路灯和风力发电机的数据等。
【主权项】
1.一种基于170MHz频段的无线数据传输系统，其特征在于:包括中心服务器和多个170MHz数据传输器，中心服务器与多个170MHz数据传输器采用MESH网络拓扑结构连接，所述的170MHz数据传输器包括数据采集模块、数据编码模块、场强检测模块、路径规划模块和数据发送模块，其中， 所述数据采集模块用于实时采集数据； 所述数据编码模块用于对采集到的数据进行编码； 所述场强检测模块用于检测传输系统的网络质量，为路径规划模块提供参考依据； 所述路径规划模块根据场强检测模块的检测结果，规划出网络质量最佳的传输路径； 所述数据发送模块根据网络质量最佳的传输路径，将已编码的数据发送到中心服务器。2.如权利要求1所述的一种基于170MHz频段的无线数据传输系统，其特征在于:所述数据采集模块包括AD模块、数字量模块和通讯模块，所述AD模块用于通过传感器采集设备的模拟信号数据，所述数字量模块用于通过传感器采集设备的数字信号数据，所述通讯模块用于通过通讯接口采集设备的数字信号数据。3.如权利要求1所述的一种基于170MHz频段的无线数据传输系统，其特征在于:所述的170MHz数据传输器还包括终端配置模块，所述终端配置模块与PC机配合用于完成170MHz数据传输器中各模块的配置。4.一种基于170MHz频段的无线数据传输方法，其特征在于包括如下步骤: (1)、由数据采集模块采集设备数据，并将采集到的数据进行标准化，再由数据编码模块将标准化的数据编码，做好数据发送准备； (2)、先由场强检测模块对传输系统的网络质量进行检测，再由路径规划模块根据网络质量的检测结果，自动规划出网络质量最佳的传输路径； (3)、数据发送模块通过网络质量最佳的传输路径，将编码的数据发送至中心服务器。
【文档编号】G08C17/02GK105913633SQ201610238302
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】金松涛, 张重庆, 宋晓明
【申请人】成都福立盟科技有限公司