本发明涉及无线数据传输通信技术领域，具体地涉及一种轨道监测系统的多参数传输通信方法和多参数传输通信装置。
背景技术：
近年来，随着轨道交通的快速发展，专用的轨道清洁车需求量增大，轨道清洁车的研发也取得一定的成果，例如吹吸式轨道清洁车、现代有轨电车槽型轨轨道清洁车等。因此，针对轨道清洁车的监测系统的研发也渐渐得到研发人员的重视。
为了实现监测中心与轨道清洁车的远程数据传输，可安装无线传输装置以进行远程无线数据传输。而实现轨道清洁车和监控中心之间的无线数据传输还须有数据传输通信方法，由于监测系统中设置的监测数据较多，现有的无线传输通信方法并不能适用于轨道监测系统，自主组网下多个传感器的数据不能同步传输到监测终端上，系统不能对多参数进行结合分析，影响了系统对清洁车实时状态的准确判断。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种通用性好、维护方便的轨道监测系统的多参数传输通信方法。
本发明的第一目的在于提供一种通用性好、维护方便的轨道监测系统的多参数传输通信装置。
本发明第一目的提供的轨道监测系统的多参数传输通信方法，应用于轨道监测系统中的下位机，多参数传输通信方法包括获取传感器组采集的至少一个监测数据；以预设方式根据监测数据生成数据帧，其中数据帧包括依序排列的帧头、个数数据、至少一个数据单元和帧尾，每个数据单元与一个监测数据关联；将数据帧传输至上位机。
由上述方案可见，通过自定义无线通信协议，同一时间获取的多个监测数据均位于数据帧中，本自定义通信协议设置简单明了，有较好的通用性，且可自由组织各帧内容，帧长度可变，传感器增减时重新设置数据单元的数量以改变数据帧的长度即可，轨道监测系统的后续调节和维护更为方便。
进一步的方案是，数据单元包括依序排列的大类数据、小类数据和参数数据，参数数据与一个监测数据关联。
由上可见，明确数据单元的格式，方便于系统接收到监测数据后对该监测数据进行识别和排序。
进一步的方案是，以预设方式根据监测数据生成数据帧，包括判断监测数据的类别并根据监测数据的类别生成数据单元。
由上可见，系统中预存了各个监测数据对应的大类数据和小类数据，单片机获取监测数据的同时获取发送该监测数据的传感器的地址数据，并通过该地址数据识别传感器对应的大类数据和小类数据，并在数据单元中添加对应的大类数据、小类数据和与监测数据关联的参数数据。
进一步的方案是，预设方式包括根据传感器组中多个传感器的采集频率选择数据帧中数据单元的数量。
由上可见，多个传感器的采集频率不同，而在同一时间采集到的多个监测数据均可生成一个数据单元。
进一步的方案是，预设方式包括根据传感器组中传感器的启动数量选择数据帧中数据单元的数量。
由上可见，系统可根据当前启动工作的传感器数量而修改将要发送的数据帧的长度，保证上次数据的完整性。
本发明第二目的提供的轨道监测系统的多参数传输通信装置应用于轨道监测系统中的下位机，包括数据接收模块、数据处理模块和数据传输模块，数据接收模块用于获取传感器组采集的至少一个监测数据；数据处理模块用于以预设方式根据监测数据生成数据帧，其中数据帧包括依序排列的帧头、个数数据、至少一个数据单元和帧尾，每个数据单元与一个监测数据关联；数据传输模块用于将数据帧转发至上位机。
进一步的方案是，数据单元包括依序排列的大类数据、小类数据和参数数据，参数数据与一个监测数据关联。
进一步的方案是，数据处理模块还用于判断监测数据的类别并根据监测数据的类别生成数据单元。
进一步的方案是，数据处理模块还用于根据传感器组中多个传感器的采集频率选择数据帧中数据单元的数量。
进一步的方案是，数据处理模块还用于根据传感器组中传感器的启动数量选择数据帧中数据单元的数量。
由上述方案可见，通过自定义无线通信协议，同一时间获取的多个监测数据均位于数据帧中，本发明中的自定义通信方法设置简单明了，有较好的通用性，且可自由组织各帧内容，帧长度可变，传感器增减时重新设置数据单元的数量以改变数据帧的长度即可，轨道监测系统的后续调节和维护更为方便，确保监测中心与轨道清洁车之间及时、稳定、可靠地进行无线数据交换。
附图说明
图1为本发明轨道监测系统的多参数传输通信方法实施例中轨道监测系统的连接框图。
图2为本发明轨道监测系统的多参数传输通信装置实施例的连接框图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
轨道监测系统实施例
参见图1，图1为本发明轨道清洁车工作状态监测系统实施例的连接框图。轨道清洁车工作状态监测系统包括传感器组、gps定位器217、下位机221、上位机231和多个监测终端241组成，传感器组包括水压传感器211、投入式液位传感器212、温度传感器213、超声波传感器214、风压传感器215和油压传感器216。传感器组中的每一个传感器均与下位机221连接，gps定位器217与下位机221连接，下位机221可通过有线连接或无线通信模块与上位机231进行数据传输，上位机231则通过无线通信模块与监测终端进行数据传输。
具体地，温度传感器213为ds18b20温度传感器，超声波传感器214为ep-sx/cx系列超声波传感器，下位机221为采用stm32f4芯片的单片机，上位机231为具有数据处理功能的计算机终端设备，上位机231还具备具有人机交互功能的触控界面，上位机231内置有无线通信模块，上位机231可通过无线通信模块将数据和信息发送至监测终端241；监测终端241为具有数据处理能力的移动终端或计算机终端。其中，无线通信模块可为多台相互通信的无线数传电台。
轨道监测系统的多参数传输通信方法实施例
参见图1，多参数传输通信方法应用在下位机221，多参数传输通信方法进行时，首先下位机211获取传感器组采集的多个监测数据，然后，下位机211获取到多个监测数据后，同一时间内获取的多个监测数据通过预先在单片机编好的程序进行转换并封装在同一个数据帧中，实现一个数据帧内传输与多个监测数据关联的多个参数的数据。最后，下位机221将封装好的数据帧通过无线通信模块转发至上位机231。
如下表所示，具体地，数据帧包括依序排列的帧头、个数数据、多个数据单元和帧尾，而每个数据单元包括依序排列的大类数据、小类数据和参数数据，参数数据与一个监测数据关联。
帧头长度为8位，是供接收端判断一个帧是否开始传输的重要标志，接收方从收到的数据中判断接收到了帧头，就认为接收的数据已经开始，真正的数据信息马上就会到达。即接收端解析时读到0xee(11111110)时，表示准备读取后面的数据；个数数据长度为8位，表示数据单元的个数。
帧尾长度为8位，是供接收端判断一个帧是否开始传输完毕的标志，接收方从收到的数据中判断接收到了帧尾，就认为接收的数据已经结束。即接收端解析时读到0xff(11111111)时，表示结束读取数据。
如下表所示，大类数据长度为4位，表示对应的参数数据的一级类别，在大类数据表示的大类中再细分小类数据进行参数数据的查找；小类数据长度为4位，表述参数数据的二级类别，与每一个参数数据具有唯一对应关系；参数数据长度为32位，每个数据单元与一个传感器中获取的监测数据具有唯一关联关系，故在数据帧中多个参数数据与不同的监测数据相关。另外，下表仅用于对本方案进行举例说明，故表中空白处的数据隐藏而不作具体填入。
在以预设方式根据监测数据生成数据帧的步骤中，还包括判断监测数据的类别并根据监测数据的类别生成数据单元。由于系统中预存有上表中的数据，每个传感器采集并发送至下位机221中后，下位机221根据传感器的预设ip则可识别出该传感器的监测数据的类别并根据该监测数据的类别识别出对应的大类数据、小类数据和参数数据，进而生成与该传感器监测数据相关的数据单元。进一步的是，预设方式包括，在下位机221生成数据帧前，系统预设程序以判断当前无线信号强度，并根据无线信号强度选择数据帧中数据单元的数量，如，当系统预设程序判断当前无线信号弱，数据帧中包含的数据单元的数量则较少，保证数据帧的传递完整性；若则系统预设程序判断当前无线信号强，数据帧可包含多个数据单元。另外，预设方式还包括根据传感器组中传感器的启动数量选择数据帧中数据单元的数量、根据传感器组中多个传感器的采集频率选择数据帧中数据单元的数量。系统可根据当前启动工作的传感器数量而修改将要发送的数据帧的长度，保证上次数据的完整性。
其中，无线通信模块包括至少两个工作频率在902-928mhz的aheadxdl900数传电台，至少一个数传电台作为发送端，其他数传电台作为接收端，采用无线跳频技术(fhss)，实现可靠的无线异步传输功能。优选的是，无线通信距离控制在直径60km范围以内。另外，dl900数传电台通过指令配置可支持点对点、点对多以及mesh网络通讯模式，本方法采用多对点的通讯模式。电台与下位机221或上位机231之间使用rs232电平进行有线连接和数据通讯。
本发明提供多参数传输通信方法的通过自定义无线通信协议，同一时间获取的多个监测数据均位于数据帧中，本发明提供的方法中，自定义通信协议设置简单明了，有较好的通用性，且可自由组织各帧内容，帧长度可变，传感器增减时重新设置数据单元的数量以改变数据帧的长度即可，轨道监测系统的后续调节和维护更为方便。
轨道监测系统的多参数传输通信装置实施例
参见图2，图2为本发明轨道监测系统的多参数传输通信装置实施例的连接框图。轨道监测系统的多参数传输通信装置应用于轨道监测系统中的下位机，即stm32f4单片机，多参数传输通信装置包括数据接收模块1、数据处理模块2和数据传输模块3，数据接收模块1用于获取传感器组采集的至少一个监测数据；数据处理模块2用于以预设方式根据监测数据生成数据帧，其中数据帧包括依序排列的帧头、个数数据、至少一个数据单元和帧尾，每个数据单元与一个监测数据关联；数据传输模块3用于将数据帧转发至上位机。数据单元包括依序排列的大类数据、小类数据和参数数据，参数数据与一个监测数据关联。数据处理模块还用于判断监测数据的类别并根据监测数据的类别生成数据单元。数据处理模块还用于判断无线信号强度，并根据无线信号强度选择数据帧中数据单元的数量。数据处理模块还用于根据传感器组中传感器的启动数量选择数据帧中数据单元的数量。
多参数传输通信装置通过自定义无线通信协议，同一时间获取的多个监测数据均位于数据帧中，本自定义通信协议设置简单明了，有较好的通用性，且可自由组织各帧内容，帧长度可变，传感器增减时重新设置数据单元的数量以改变数据帧的长度即可，轨道监测系统的后续调节和维护更为方便，确保监测中心与轨道清洁车之间及时、稳定、可靠地进行无线数据交换。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。