一種多中心接收確認的單頻無線組網方法
2023-06-08 13:19:01
專利名稱：一種多中心接收確認的單頻無線組網方法
技術領域：
本發明涉及一種無線數據傳輸的方法，尤其是涉及一種多中心接收確認的單 頻糹且網方法。
背景技術：
在數據採集與監控系統中，利用無線電臺將分布在各個遙測站點的數據採集 設備與中心站進行聯網，實現遠程數據採集、監視和控制，具有造價低、施工 快和運行可靠等特點，得到了廣泛應用。目前用於遠程傳輸和控制的無線頻點非常有限，改變傳統的收發異頻方式， 採用單頻點組網方式成為趨勢。單頻組網時，遙測站、中繼站和中心站均採用 相同的頻點進行無線發信和收信，並採用相應的傳輸和控制協議進行網絡路由控制。單頻組網的特點在同一頻點覆蓋範圍內，任意時刻系統中只允許單個 站點處於發射狀態，其他站點處於接收狀態；系統的數據收集時間將隨著站點 規模的增加而延長；當需要中心站接收確認時，傳輸延遲時間將加倍。現有的通信協議只支持單站發送、單中心接收並確認的點對點應答傳輸方 式。當需要單站發送多中心接收並確認時，只能依次針對每個中心站分別發信 並等待確認，系統的傳輸延遲時間將隨接收中心的數量而成倍增加，能耗也隨 之增加，發信終端需要保存多個路由信息。這樣，傳輸延遲將嚴重限制了系統 規模，而且增加了發信終端的難度，中繼路由發生改變時，遙測站內保存的每 條路由都必須遠程修改，系統的碰撞概率增加，可靠性降低。發明內容本發明的目的在於提供一種單頻無線組網方法，實現單站單路由發信、多 中心接收並確認，解決數據採集與監控系統中因多中心接收和確認造成的系統 碰撞和延時指標惡化的問題。本發明提供了一種無線路由傳輸和控制協議，其特徵在於，包括以下步驟1) 遙測站、中繼站和中心站均釆用數值表示，每個站點配置無線控制模塊 麗和應用控制模塊AM,無線控制模塊WM設置收信地址RA， AM設置發 信地址TA;2) 無線控制模塊WM可設置為終端模式、中繼模式、分配模式和中心模式；3) 數據傳輸方向遙測站(中繼站)自報為上行，其他為下行；4) 路由控制信息包括中繼長度RI、傳輸方向DT、目的地址DA、中間路 由IA、源地址SA;5) 每個站點主動發送數據時由應用控制模塊AM設定路由並送無線控制模 塊WM;6) 每個站點的無線控制模塊WM接收應用控制模塊AM數據後等待無線信道 空閒時發送；7) 每個站點的無線控制模塊麗接收無線數據並作以下判斷和操作a) 如果DA-RA,接收數據，否則丟棄；b) 如果RI>0,且無線控制模塊麵為中繼或者分配模式，則變換路由 後無線轉發；c) 如果RIX),且無線控制模塊麗為分配或者中心模式，則向AM轉發 接收的數據；d) 如果RI-O，則向應用控制模塊AM轉發接收的數據；e) 無線路由變換RI減l, DA/IA/SA序列循環左移一位；8)每個站點的應用控制模塊AM接收無線控制模塊WM數據並作以下判斷和 操作a) 對於遙測站，如果DT-上行則丟棄，否則接收並響應；b) 對於中繼站，接收並響應；c) 對於中心站，如果DT-上行則接收並響應，否則丟棄；d) 所有的響應信息中DA/IA/SA依照接收數據逆序排列且SA釕A。 本發明為單頻無線組網提供了非常靈活的解決方案，實現了單站單路由發送，多中心接收並分別確認，設備具有高度的互換性，可以廣泛應用於油氣管 網、電力設施、市政工程、交通運輸、水利建設、環境保護以及防災決策等領 域的監測和控制。本發明具有以下特點1) 系統中任意站點位置均可增設中心站；2) 增加中心站的數量時，遙測站不增加額外的發信次數；3) 系統中任意站點均可對其他站點進行遠程控制；4) 所有站點的WM功能相同，改變配置即可互換；5) 遙測站和中繼站的AM可以互換。
圖l是無線傳輸網絡結構示意圖。圖2是無線傳輸控制報文結構示意圖。圖3是對等位置雙中心站接收確認的路由變換流程圖。圖4是不對等位置雙中心站接收確認的路由變換流程圖。圖5是中心站兼中繼雙中心站接收確認的路由變換流程圖。
具體實施方式
本發明的單頻無線組網方法，包括遙測站l、中繼站2和中心站3，如圖1 所示。遙測站自報數據通過無線網絡傳輸，經中繼站轉發後送中心站接收，中 心站的確認信息由反向傳輸路由送給遙測站；中心站遠程控制遙測站的指令， 經中繼站轉發後送遙測站接收，遙測站的應答信息按照指定的路由反向傳輸送 給中心站。遙測站由無線控制模塊4和應用控制模塊5組成。無線控制模塊4由天線、 無線電臺、帶微處理器的MODEM構成；應用控制模塊5由傳感器、數據採集器、 人機操作設備、電源系統等構成。中繼站遙測站包括無線控制模塊4和應用控制模塊6組成。應用控制模塊6 根據需要可以採用與遙測站相同的配置，或者簡化。中繼站遙測站包括無線控制模塊4和應用控制模塊7組成。應用控制模塊7 根據需要配置計算機、資料庫、應用軟體以及網絡設備等。每個站點的無線控制模塊分配收信地址RA，應用控制模塊分配發信地址TA。站點之間採用無線網絡通信協議，如圖2,嵌入了單頻組網無線路由控制協 議RCP。下面詳細解釋對等位置和不對等位置兩種類型的雙中心站接收和確認的 傳輸過程，3個或者3個以上的中心站應用方式與此類似。1.對等位置的雙中心接收確認當雙中心站通過相同的中繼站進行數據傳輸時，如圖3，遙測站1的WM設 置成終端才莫式，中繼站2a和2b的西"i殳置成中繼;漠式，中心站3a和3b的麗 設置成中心模式，中心站3a的AM設置立即應答，中心站3b的AM設置延時應答。遙測站l自，艮流程如下1) 遙測站1按照①的路由自報數據；2) 中繼站2a接收後，WM作以下判斷和操作a) DA=20，與RA相同，接收；b) RI>0，麵中繼模式，則RI減l, IA循環左移，按照②的路由轉發;3) 中繼站2b接收後，與2a類似操作，按照③的路由轉發； 4 )中心站3a接收後，WM作以下判斷和操作a) DA=40，與RA相同，接收；b) RI-O，向AM轉發； AM接收數據後，作以下判斷和操作c) DT-l,方向上行，接收並立即確i人；d) IA逆序排列，TA替代SA,延時預設時間，按照④的路由向麗發送; e )依據RI提取初始發信地址10,存儲；麵接收數據後，作以下判斷和操作 f )來自AM的數據，立即轉發；5) 中繼站2b接收後，與步驟2)類似操作，按照⑤的路由轉發；6) 中繼站2a接收後，與步驟2)類似操作，按照⑥的路由轉發； 7 )遙測站1接收後，麗作以下判斷和操作a) DA-IO，與RA相同，接收；b) RI-O,向AM轉發； AM接收數據後，作以下判斷和操作c) DT-O,方向下行，接收；d )依據RI提取初始發信地址50,解釋確認信息；8) 中心站3b在步驟4)同時發生，接收後，與步驟4)類似操作，AM延時 預設的時間確認，由麵按⑦的路由發送確認數據；9) 中心站3b的確認信息按照5)、 6)、 7)類似的步驟以路由⑧、⑨轉發， 遙測站提取初始發信地址6Q，獲得確認信息。2. 不對等位置的雙中心接收確認當雙中心站通過不同的中繼站進行數據傳輸時，如圖4,遙測站1的麵設 置成終端模式，中繼站2a和2b觀設置成中繼模式，中心站3a和3b的觀設 置成中心模式，中心站3a的AM設置立即確認，中心站3b的AM設置延時確認。 遙測站1自報流程如下1) ~ 7)與對等位置的雙中心接收確認步驟相同；8) 中心站3b在步驟3)同時發生，接收後，麵作以下判斷和操作a) DA=30，與RA相同，接收；b) RI>0，麗中心模式，向AM轉發； AM接收數據後，作以下判斷和操作c) DT-l，方向上行，接收並延時確認；d) IA逆序排列，TA替代SA，按照⑦的路由向麗發送； e )依據RI提取初始發信地址10,存儲； WM接收數據後，作以下判斷和操作f )來自AM的數據，立即轉發；9) 中繼站2a接收後，與步驟2)類似操作，按照⑧的路由轉發；遙測站1 提取初始發信地址60，活動確認信息；3. 中繼站兼中心的多中心接收確認當中心站同時既需要接收遙測站數據，同時又作為中繼站進行數據轉發時，見圖5，只需將相應中心站3a的麗設置成分配模式，AM設置不發生碰撞的延 時確認即可。該中心站接收到遙測自報數據後，畫立即無線轉發，並向AM發送， AM在延時設定的時間後向遙測站發送確認信息。這樣，遙測站不改變傳輸路由， 也不增加發信次數，即可實現多中心接收和確認。
權利要求
1.一種多中心接收確認的單頻無線組網方法，其特徵在於，包括以下步驟1)遙測站、中繼站和中心站均採用數值表示，每個站點配置無線控制模塊WM和應用控制模塊AM，無線控制模塊WM設置收信地址RA，應用控制模塊AM設置發信地址TA；2)無線控制模塊WM可設置為終端模式、中繼模式、分配模式和中心模式；3)數據傳輸方向遙測站(中繼站)自報為上行，其他為下行；4)路由控制信息包括中繼長度RI、傳輸方向DT、目的地址DA、中間路由IA、源地址SA；5)每個站點主動發送數據時由應用控制模塊AM設定路由並送無線控制模塊WM；6)每個站點的無線控制模塊WM接收應用控制模塊AM數據後等待無線信道空閒時發送；7)每個站點的無線控制模塊WM接收無線數據並作以下判斷和操作a)如果DA＝RA，接收數據，否則丟棄；b)如果RI＞0，且無線控制模塊WM為中繼或者分配模式，則變換路由後無線轉發；c)如果RI＞0，且無線控制模塊WM為分配或者中心模式，則向應用控制模塊AM轉發接收的數據；d)如果RI＝0，則向應用控制模塊AM轉發接收的數據；e)無線路由變換RI減1，DA/IA/SA序列循環左移一位；8)每個站點的應用控制模塊AM接收無線控制模塊WM數據並作以下判斷和操作a)對於遙測站，如果DT＝上行則丟棄，否則接收並響應；b)對於中繼站，接收並響應；c)對於中心站，如果DT＝上行則接收並響應，否則丟棄；d)所有的響應信息中DA/IA/SA依照接收數據逆序排列且SA＝TA。
全文摘要
本發明涉及一種無線數據傳輸的方法，尤其是涉及一種多中心接收確認的單頻組網方法。其中，遙測站、中繼站和中心站由無線控制模塊和應用控制模塊構成，無線控制模塊設置收信地址，接收目的地址指向自身的無線數據，進行路由變換和無線轉發，並與應用控制模塊進行數據通信；應用控制模塊設置發信地址，生成自報數據或遠程控制命令，向無線控制模塊發送，並接收無線控制模塊的信息進行數據存儲、應答或者響應遠程命令。本發明的無線路由控制協議了實現單站單路由發信多中心接收並確認，解決數據採集與監控系統中因多中心接收和確認造成的系統碰撞和延時指標惡化的問題。
文檔編號H04L1/16GK101325555SQ200810123569
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者曹年紅, 曹翊軍, 江海深, 湯煜明, 熊光亞, 薛升寧 申請人:國網電力科學研究院;南京南瑞集團公司