上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑结构的施工安全监测技术领域，特别涉及用于建筑施工无线低频率监测的上位机实现节点休眠唤醒自动控制的方法及系统。
【背景技术】
[0002]在建筑施工行业中的施工监测领域，目前逐步开始应用无线监测技术，取代了传统的有线监测方式。基于无线监测技术的施工监测系统应用具有降低监测人员工作量、数据完整性和实时性好、自动化程度高的优点，受到施工监测人员的广泛欢迎。
[0003]—般情况下，基于无线监测技术的施工监测系统包括:传感器，采集节点设备，路由节点设备，协调器节点设备，上位机等。系统内部逻辑关系为:在监测测点部位布置传感器，通过有线方式连接至采集节点;各采集节点按照一定频率采集到数据后，通过无线方式将数据汇总发送，在采集节点与协调器节点可直接通讯时，直接发送至协调器节点，在无线传输受到障碍物阻隔或距离较远导致采集节点与协调器节点通讯不畅时，通过路由节点设备实现数据的跳传后发送至协调器节点；协调器节点将接收到的数据通过有线方式传输至现场计算机设备或通过无线方式发送至远程服务器，通过部署于计算机设备或远程服务器上的上位机进行数据解析、处理和存储等。
[0004]实际应用中，由于建筑施工现场无法实现系统各节点的持续稳定供电，因此，一般采用电池供电，而针对长时间(如1个月以上)的持续监测，电池供电方式无法满足各节点正常功耗要求。常规做法是对各节点进行休眠，包括采集节点、路由节点、协调器节点，仅在数据采集和数据传输时将其唤醒，其他的时间处于基本不耗电的休眠状态。采用上述方式可大幅度提升各节点的持续工作时间。
[0005]但是，由于数据采集和传输是通过采集节点—单个或多个路由节点—协调器节点—远程服务器的顺序进行，将各节点休眠亦存在如下问题:1)将采集节点休眠后，如数据采集失败，采集节点将在下一次采样周期之前无法重新进行数据采集，将导致该采样时刻数据丢失；2)将路由节点休眠后，如数据尚未通过路由节点进行传输，将导致数据传输失败；3)将协调器节点休眠后，将无法接收到数据，将导致数据丢失。因此，如何控制各节点的休眠流程，提供一种适用于建筑施工现场的主动式无线低频率监测降低功耗的方法是无线施工监测系统亟待解决的一个主要技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法及系统，能够大幅度降低了各节点的功耗，提高了节点的续航能力。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法，包括:
[0008]步骤一，上位机对接收到的数据包的完整性和正确性的判断，
[0009]步骤二，如数据完整且正确，则使各节点在完成各自功能的前提下进入休眠状态；
[0010]步骤三，如数据不完整和/或不正确，则保持各节点在唤醒状态后，转到步骤一，重新进行判断。
[0011 ]进一步的，在上述方法中，上位机对接收到的数据包的完整性和正确性的判断，包括:
[0012]路由节点每隔预设时间持续唤醒1个采样周期，各采集节点、路由节点发送心跳包至协调器节点，协调器节点记录心跳包路径，以形成网络路径，并记录在上位机中；
[0013]在所述网络路径的基础上，路由节点和协调器节点提前预设时间自动唤醒，等待采集节点数据跳传，采集节点的数据包经过路由节点跳传至协调器节点后，由上位机进行数据解析，并自动判断接收到的数据包的完整性和正确性。
[0014]进一步的，在上述方法中，使各节点在完成各自功能的前提下进入休眠状态，包括:
[0015]上位机自动通过协调器节点发送指令通知采集节点和路由节点进入休眠状态，最后发送指令通知协调器节点进入休眠状态。
[0016]进一步的，在上述方法中，上位机自动通过协调器节点发送指令通知采集节点和路由节点进入休眠状态的步骤中，
[0017]针对经过多个路由节点跳传的情况，上位机根据网络路径记录，通过协调器节点从外层向内层逐个发送指令通知路由节点进入休眠状态。
[0018]进一步的，在上述方法中，保持各节点在唤醒状态，包括:
[0019]上位机自动发出采集指令，并通过协调器节点和路由节点通知采集节点重新采集并上传数据，而路由节点持续等待数据跳传。
[0020]根据本发明的另一面，提供一种上位机实现节点休眠唤醒自动控制系统，包括:[0021 ]各节点，用于传输数据包；
[0022]上位机，用于对接收到的数据包的完整性和正确性的判断，如数据完整且正确，则使各节点在完成各自功能的前提下进入休眠状态;如数据不完整和/或不正确，则保持各节点在唤醒状态后，重新对接收到的数据包的完整性和正确性的判断。
[0023]进一步的，在上述系统中，各节点包括采集节点、路由节点和协调器节点，其中，
[0024]所述路由节点，用于每隔预设时间持续唤醒1个采样周期，路由节点发送心跳包至协调器节点，及提前预设时间自动唤醒，等待采集节点数据跳传；
[0025]所述采集节点，用于在所述唤醒的1个采样周期内发送心跳包至协调器节点；
[0026]所述协调器节点，用于记录心跳包路径，以形成网络路径，并记录在上位机中，及提前预设时间自动唤醒，等待采集节点数据跳传；
[0027]所述上位机，用于在采集节点的数据包经过路由节点跳传至协调器节点后，进行数据解析，并自动判断接收到的数据包的完整性和正确性。
[0028]进一步的，在上述系统中，所述上位机，用于自动通过协调器节点发送指令通知采集节点和路由节点进入休眠状态，最后发送指令通知协调器节点进入休眠状态。
[0029]进一步的，在上述系统中，所述上位机，用于针对经过多个路由节点跳传的情况，根据网络路径记录，通过协调器节点从外层向内层逐个发送指令通知路由节点进入休眠状
??τ ο
[0030]进一步的，在上述系统中，所述上位机，用于自动发出采集指令，并通过协调器节点和路由节点通知采集节点重新采集并上传数据，而路由节点持续等待数据跳传。
[0031]与现有技术相比，本发明通过上位机建立了针对各节点的主动休眠机制，使各节点在完成相应功能后进入休眠状态，从而大幅度降低了各节点的功耗，提高了节点的续航能力，并可达到节能减排的目的;在数据传输不完整或数据异常的情况下，上位机重复发送数据采集命令，使数据完整性和正确性达到最高;使监测系统的应用范围更为广泛，可拓展用于一些不方便供电或更换电池的建筑施工现场，如某些节点布置于超高层建筑外墙、桥梁主塔上等监测人员难以到达进行维护的结构位置，地下结构施工中节点无法采用太阳能板供电等情况，都可得到有效解决。另外，本发明对现有无线监测系统的优化仅限于上位机的简单功能调整，不需要对各节点进行任何的重新研制开发。
【附图说明】
[0032]图1是本发明一实施例的上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法的流程图；
[0033]图2是本发明一实施例的网络路径的不意图；
[0034]图3是本发明一实施例的休眠指令的示意图；
[0035]图4是本发明一实施例的重新采集和休眠指令的示意图；
[0036]图5是本发明另一实施例的休眠指令的示意图。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0038]实施例一
[0039]本发明提供一种上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法，包括:
[0040]步骤S1，上位机对接收到的数据包的完整性和正确性的判断，
[0041 ]步骤S2，如数据完整且正确，则使各节点在完成各自功能的前提下进入休眠状态；
[0042]步骤S3，如数据不完整和/或不正确，则保持各节点在唤醒状态后，转到步骤S1，重新进行判断。
[0043]优选的，步骤S1，上位机对接收到的数据包的完整性和正确性的判断，包括:
[0044]路由节点每隔预设时间如1小时持续唤醒1个采样周期，各采集节点、路由节点发送心跳包至协调器节点，协调器节点记录心跳包路径，以形成网络路径，并记录在上位机中，即后续上位机可通过该网络路径定位到某数据包上传过程中经过的采集节点和所有路由节点；
[0045]在所述网络路径的基础上，路由节点和协调器节点提如一定时间如提如1秒自动唤醒，等待采集节点数据跳传，采集节点的数据包经过路由节点跳传至协调器节点后，由上位机进行数据解析，并自动判断接收到的数据包的完整性和正确性。
[0046]优选的，步骤S2中的使各节点在完成各自功能的前提下进入休眠状态，包括:
[0047]上位机自动通过协调器节点发送指令通知采集节点和路由节点进入休眠状态，最后发送指令通知协调器节点进入休眠状态。
[0048]优选的，上位机自动通过协调器节点发送指令通知采集节点和路由节点进入休眠状态的步骤中，
[0049]针对经过多个路由节点跳传的情况，上位机根据网络路径记录，通过协调器节点从外层向内层逐个发送指令通知路由节点进入休眠状态。在此，主要出于如下考虑:如离协调器节点较近的内层节点先接收到休眠指令并进入休眠状态，将无法为离协调器节点较远外层节点的休眠指令提供跳传功能，即外层节点无法接收到休眠指令，亦即无法进入休眠状态。因此，需要先休眠较外侧的路由节点，后休眠内侧路由节点。
[0050]优选的，步骤S3中的保持各节点在唤醒状态，包括:
[0051]上位机自动发出采集指令，并通过协调器节点和路由节点通知采集节点重新采集并上传数据，而路由节点持续等待数据跳传。
[0052]详细的，本发明一实施例的上位机实现节点休眠唤醒自动控制方法的流程如图1所示。
[0053