一种无线通讯方法

本发明涉及一种无线通讯方法，属于太阳能路灯通讯控制。

背景技术：

1、太阳能路灯不需要提供外部能源就能照明，且安装时不需要额外布线，使其应用日益普及。但是，太阳能路灯受光照条件影响较大，急需进行远程监控以提高其可靠性。无线串口通讯成本低廉，而且可以与串口通讯无缝对接，因此联网难度小，适用性广，非常适合用于太阳能路灯联网。但是，无线串口通讯由于其协议简单，而太阳能路灯多呈排列分布，因此不适合使用星型拓扑结构联网，而且在无线通讯中使用总线技术也较为困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种无线通讯方法。本发明可以有效地实现总控制台和每盏太阳能路灯之间的无线通讯，信号可以有序地进行传输，使总控制台可以远程监控太阳能路灯的数据，解决了信号无线传输易出现错乱的问题。

2、本发明的技术方案：一种无线通讯方法，包括总控制台以及无线射频模块，无线射频模块设置于路灯上，单个无线射频模块的通讯距离覆盖相邻两盏路灯，其特征在于：所述总控制台和与之最近的太阳能路灯的无线射频模块无线通讯，其余太阳能路灯按与总控制台距离远近依次通过无线通讯模块转发的方式与总控制台通讯；所述无线通讯采用串口通讯方式，其中不同太阳能路灯的传讯地址互不相等，并且根据太阳能路灯与总控制台的通讯距离呈递减排列；所述总控制台的物理地址和传讯地址的大小相等；所述太阳能路灯的物理地址和传讯地址的大小相等。

3、上述的无线通讯方法，所述串口通讯中，每帧经过串口传输的报文由9个字节的内容组成，从最高位到最低位的顺序排列，帧类型选择位和传讯地址占用2个字节，物理地址有效位和物理地址占用2个字节，路灯状态数据占用1个字节，蓄电池电压数据占用1个字节，太阳能电池板发电情况数据占用1个字节，crc校验码数据占用2个字节。

4、前述的无线通讯方法，所述帧类型选择位可选择报文的类型为指令帧或数据帧，1为指令帧，0为数据帧；所述传讯地址的有效位为15位；所述物理地址有效位可选择物理地址是否有效，1为物理地址有效，0为物理地址无效；所述物理地址有效位为15位；所述路灯状态数据的最高位表示路灯的开和关，1为开，0为关，低7位表示路灯的实时功率；所述蓄电池电压数据表示路灯蓄电池的实时电压；所述太阳能电池板发电情况数据的高3位表示路灯太阳能电池板的实时输出电流，低5位表示路灯太阳能电池板的实时输出电压；所述crc校验码数据的高字节由crc码的高8位组成，低字节由crc码的低8位组成。

5、前述的无线通讯方法，所述总控制台可向所述太阳能路灯发送指令帧以请求与之进行通讯；当总控制台和与之通讯距离最近的一盏太阳能路灯通讯时，总控制台用于请求路灯数据的指令帧直接发送到所述太阳能路灯上，所述太阳能路灯收到指令帧后，将其数据直接发送给总控制台；

6、当总控制台和不是与之通讯距离最近的其它任意一盏太阳能路灯通讯时，总控制台和所述太阳能路灯之间的其它太阳能路灯按与总控制台的距离由近到远依次转发总控制台的指令帧，使指令帧最终送达所述太阳能路灯，所述太阳能路灯接收到指令帧后，总控制台和所述太阳能路灯之间的其它太阳能路灯再按与总控制台的距离由远到近依次转发所述太阳能路灯返回的数据，使所述太阳能路灯的数据最终送达总控制台。

7、前述的无线通讯方法，所述总控制台可向外发送指令帧，与总控制台通讯距离最近的一盏太阳能路灯首先收到总控制台的指令帧，该太阳能路灯立即将数据反馈回总控制台，然后再向下一盏太阳能路灯转发总控制台的指令帧，下一盏太阳能路灯接收到转发过来的指令帧后也会立即将数据反馈给总控制台，然后再向该路灯的下一盏太阳能路灯转发指令帧；通过指令帧转发的方式，直至所有的太阳能路灯都能接收到总控制台的指令帧，并依次向总控制台反馈数据。

8、前述的无线通讯方法，当所述总控制台通过串口通讯发送一帧物理地址有效并指向某盏太阳能路灯的指令帧时，表示向该太阳能路灯请求数据，然后接收到其反馈回的数据；

9、当所述总控制台通过串口通讯发送一帧物理地址无效的指令帧，表示向无线网络中的所有太阳能路灯请求数据，然后接收到它们反馈回的数据；

10、当所述总控制台在指令帧发送完成后会进入监听状态，并根据报文的传讯地址和帧类型选择位来决定是否接收并解析报文；所述总控制台在解析报文后会重新计算crc校验码并匹配crc校验码，匹配成功时上报数据，匹配失败时丢弃数据；所述总控制台会在监听状态下检测无线射频模块是否结束通讯，若结束通讯则直接退出，否则会继续保持监听状态。

11、前述的无线通讯方法，所述太阳能路灯均可响应总控制台发送过来的指令帧；

12、所述太阳能路灯根据报文的传讯地址是否与其自身的传讯地址相等来决定是否接收该报文，若相等则接收报文，否则不接收；

13、所述太阳能路灯根据报文的物理地址有效位和物理地址决定响应接收报文的方式；所述太阳能路灯响应接收报文的方式包括仅转发报文、仅反馈数据和先反馈数据后转发报文。

14、前述的无线通讯方法，所述太阳能路灯仅转发报文的方式需要接收报文的物理地址有效位为1，并且报文的物理地址与太阳能路灯自身的物理地址不匹配；所述太阳能路灯仅转发报文是通过修改报文的传讯地址实现，当原报文的帧类型选择位为1时，转发报文的传讯地址修改为原报文的传讯地址减一，当原报文的帧类型选择位为0时，转发报文的传讯地址修改为原报文的传讯地址加一，修改后的报文由转发报文的太阳能路灯向外发送。

15、前述的无线通讯方法，所述太阳能路灯仅反馈数据的方式需要接收报文的物理地址有效位为1，并且报文的物理地址与太阳能路灯自身的物理地址匹配；所述太阳能路灯仅反馈数据首先检测报文的帧类型选择位是否为1，若否则丢弃报文，若是则解析报文，然后再经过crc校验，校验成功时将太阳能路灯的数据建立成报文并向外发送。

16、前述的无线通讯方法，所述太阳能路灯先反馈数据后转发报文的方式需要接收报文的物理地址有效位为0；所述太阳能路灯在先反馈数据后转发报文的方式中，反馈数据所执行的步骤与太阳能路灯仅反馈数据所执行的步骤相同，转发报文时将转发报文的传讯地址修改为原报文传讯地址减一。

17、与现有技术相比，本发明由总控制台和若干太阳能路灯通过无线射频模块构成通讯网络，可有效地实现总控制台和每盏太阳能路灯之间的无线通讯。总控制台可以向每盏路灯发送请求指令，每盏太阳能路灯根据指令内容向总控制台反馈信息，使总控制台可以远程监控太阳能路灯的状态、蓄电池电压、太阳能电池板发电情况等数据。总控制台也可以通过发送一帧报文，向所有太阳能路灯请求数据，所有太阳能路灯将依次向总控制台反馈信息。本发明提出了采用信号转发的形式，通过在传送的报文中添加传讯地址和物理地址，有效地利用无线通讯模块资源传输报文，使信号可以有序地进行传输，解决了信号无线传输易出现错乱的问题。

技术特征：

1.一种无线通讯方法，包括总控制台以及无线射频模块，无线射频模块设置于路灯上，单个无线射频模块的通讯距离覆盖相邻两盏路灯，其特征在于：所述总控制台和与之最近的太阳能路灯的无线射频模块无线通讯，其余太阳能路灯按与总控制台距离远近依次通过无线通讯模块转发的方式与总控制台通讯；所述无线通讯采用串口通讯方式，其中不同太阳能路灯的传讯地址互不相等，并且根据太阳能路灯与总控制台的通讯距离呈递减排列；所述总控制台的物理地址和传讯地址的大小相等；所述太阳能路灯的物理地址和传讯地址的大小相等。

2.根据权利要求1所述的无线通讯方法，其特征在于：所述串口通讯中，每帧经过串口传输的报文由9个字节的内容组成，从最高位到最低位的顺序排列，帧类型选择位和传讯地址占用2个字节，物理地址有效位和物理地址占用2个字节，路灯状态数据占用1个字节，蓄电池电压数据占用1个字节，太阳能电池板发电情况数据占用1个字节，crc校验码数据占用2个字节。

3.根据权利要求2所述的无线通讯方法，其特征在于：所述帧类型选择位可选择报文的类型为指令帧或数据帧，1为指令帧，0为数据帧；所述传讯地址的有效位为15位；所述物理地址有效位可选择物理地址是否有效，1为物理地址有效，0为物理地址无效；所述物理地址有效位为15位；所述路灯状态数据的最高位表示路灯的开和关，1为开，0为关，低7位表示路灯的实时功率；所述蓄电池电压数据表示路灯蓄电池的实时电压；所述太阳能电池板发电情况数据的高3位表示路灯太阳能电池板的实时输出电流，低5位表示路灯太阳能电池板的实时输出电压；所述crc校验码数据的高字节由crc码的高8位组成，低字节由crc码的低8位组成。

4.根据权利要求3所述的无线通讯方法，其特征在于：所述总控制台可向所述太阳能路灯发送指令帧以请求与之进行通讯；当总控制台和与之通讯距离最近的一盏太阳能路灯通讯时，总控制台用于请求路灯数据的指令帧直接发送到所述太阳能路灯上，所述太阳能路灯收到指令帧后，将其数据直接发送给总控制台；

5.根据权利要求3所述的无线通讯方法，其特征在于：所述总控制台可向外发送指令帧，与总控制台通讯距离最近的一盏太阳能路灯首先收到总控制台的指令帧，该太阳能路灯立即将数据反馈回总控制台，然后再向下一盏太阳能路灯转发总控制台的指令帧，下一盏太阳能路灯接收到转发过来的指令帧后也会立即将数据反馈给总控制台，然后再向该路灯的下一盏太阳能路灯转发指令帧；通过指令帧转发的方式，直至所有的太阳能路灯都能接收到总控制台的指令帧，并依次向总控制台反馈数据。

6.根据权利要求3所述的无线通讯方法，其特征在于：当所述总控制台通过串口通讯发送一帧物理地址有效并指向某盏太阳能路灯的指令帧时，表示向该太阳能路灯请求数据，然后接收到其反馈回的数据；

7.根据权利要求6所述的无线通讯方法，其特征在于：所述太阳能路灯均可响应总控制台发送过来的指令帧；

8.根据权利要求7所述的无线通讯方法，其特征在于：所述太阳能路灯仅转发报文的方式需要接收报文的物理地址有效位为1，并且报文的物理地址与太阳能路灯自身的物理地址不匹配；所述太阳能路灯仅转发报文是通过修改报文的传讯地址实现，当原报文的帧类型选择位为1时，转发报文的传讯地址修改为原报文的传讯地址减一，当原报文的帧类型选择位为0时，转发报文的传讯地址修改为原报文的传讯地址加一，修改后的报文由转发报文的太阳能路灯向外发送。

9.根据权利要求7所述的无线通讯方法，其特征在于：所述太阳能路灯仅反馈数据的方式需要接收报文的物理地址有效位为1，并且报文的物理地址与太阳能路灯自身的物理地址匹配；所述太阳能路灯仅反馈数据首先检测报文的帧类型选择位是否为1，若否则丢弃报文，若是则解析报文，然后再经过crc校验，校验成功时将太阳能路灯的数据建立成报文并向外发送。

10.根据权利要求7所述的无线通讯方法，其特征在于：所述太阳能路灯先反馈数据后转发报文的方式需要接收报文的物理地址有效位为0；所述太阳能路灯在先反馈数据后转发报文的方式中，反馈数据所执行的步骤与太阳能路灯仅反馈数据所执行的步骤相同，转发报文时将转发报文的传讯地址修改为原报文传讯地址减一。

技术总结
本发明公开了一种无线通讯方法，包括总控制台以及无线射频模块，无线射频模块设置于路灯上，单个无线射频模块的通讯距离覆盖相邻两盏路灯，其特征在于：所述总控制台和与之最近的太阳能路灯的无线射频模块无线通讯，其余太阳能路灯按与总控制台距离远近依次通过无线通讯模块转发的方式与总控制台通讯；所述无线通讯采用串口通讯方式，其中不同太阳能路灯的传讯地址互不相等，并且根据太阳能路灯与总控制台的通讯距离呈递减排列；所述总控制台的物理地址和传讯地址的大小相等；所述太阳能路灯的物理地址和传讯地址的大小相等。本发明可以有效地实现总控制台和每盏太阳能路灯之间的无线通讯，解决了信号无线传输易出现错乱的问题。

技术研发人员：周晨,王权,卢思源,李峰平,王能源,陈子心
受保护的技术使用者：温州大学激光与光电智能制造研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21