实时信道数据获取与协议解读系统技术方案

本发明专利技术提出的基于低速率个人无线局域网的实时信道数据获取与协议解读系统，通过第一全信道数据处理模块对所有信道的数据进行统一协调分配协调；可面向6LowPAN、ZigBee、WIA-PA、ISA100.11a、Wireless Hart、IEEE802.15.4e等多种协议，采用人机交互的方式，实时读取主界面用户设定的当前工作协议，并根据所选协议的类型进入相应的解读函数，最终实现完整性解读，极大地拓宽了应用范围。

【技术实现步骤摘要】
实时信道数据获取与协议解读系统
本专利技术涉及工业无线通信领域，尤其涉及一种基于低速率个人无线局域网的实时信道数据获取与协议解读系统。
技术介绍
目前工业无线传感网络协议有ISA100.11a、Wireless HART、WIA-PA等，这些协议都涉及很多关键技术，如跳频技术，协调分配技术，安全机制等。实现者对于协议的不同理解会导致不同的协议实现。因此，必须对协议实现方的协议进行严格的一致性测试，来检测被测协议实现与协议规范的符合程度，这就需要一致性测试系统。在这些协议的应用过程中，IEEE802.15.4标准是应用于低速率无线个人局域网的物理层和媒介访问控制层规范，具有低速、低成本、低功耗、低复杂度等优点，已经被ISA100.lla、Wireless Hart、WIA_PA等三大无线通信网络标准采用为底层标准，目前已成为降低自动化成本、扩大自动化系统应用范围的最有潜力的技术。在工业无线传感网络的测试系统中，捕捉到2.4GHz所有信道的数据是测试系统中的必要条件，只有获取到了所有信道的数据，才能对数据进行解读与测试，检测是否符合协议规范，同时，要知道所捕获的数据包是否符合规范，就需要一个强大的协议解读系统来对数据包进行解读处理，并对解读数据进行显示。因此工业无线全信道数据检测与协议解读器对工业无线的一致性测试是不可或缺的装备之一，在工业无线通信领域具有非常重大的应用前景。 当前的调试方式是使用协议解读器在所有信道上搜索数据，采用选通信道的方式，只能在一个信道上获取数据，无法完成所有信道的同时获取。并且在复杂的工业现场环境中，当有多个信道的通信设备同时工作时，将会给通信调试带来一定的不便。除此之外，由于大部分的无线技术都工作于2.4GHz的ISM公共频段，这样就会出现空间中各种无线网络相互干扰，为了使网络能够具有更好的抗干扰性，跳信道技术得到了广泛的应用，这就给通信调试提出更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。 根据本专利技术的实施方式，提出了一种实时信道数据获取与协议解读系统，所述系统基于低速率个人无线局域网，包括:数据获取单元和协议解读单元，其特征在于: 数据获取单元包括:多个RF接收模块、第一全信道数据处理模块、内存模块、UART串行接口模块、UART扩展模块、电源管理模块，其中，RF接收模块持续监测所有信道是否有数据报文，负责RF前端所有信道的全信道数据获取，内存模块暂存获取的全信道数据，第一全信道数据处理模块对接收的全信道数据进行协调分配，串行接口模块将协调分配后数据上传给协议解读单元进行协议解读； 协议解读单元包括:第二全信道数据处理模块、辅助处理模块，第二全信道数据处理模块第二全信道数据处理模块包括数据解读模块、数据接收模块、数据寄存器，完成数据包接收、数据包解读、数据存储及显示；辅助处理模块用于统计数据包、信道信息、节点信息以及获取并显示各信道的链路质量指数。 根据本专利技术的优选实施方式，所述RF接收模块包括初始化模块、数据类型判断模块和信道配置模块，所述初始化模块配置从机模式以及配置RF接收模块的寄存器；所述数据判断类型模块对协议解读器捕获的数据报文提供滤波，判断是否是基于设定协议MAC层的数据报文；所述信道配置模块根据2.4GHz频段信道划分中心频率，每个信道间隔为5MHz，修改相应接收信道的配置参数，设置每个功能独立的RF接收模块对应相应信道。 根据本专利技术的优选实施方式，所述RF接收模块持续监测所有信道是否有数据报文具体包括，所有RF接收模块对所有信道序列进行轮询扫描，当接收到数据报文时，产生一个IFG标识，第一全信道数据处理模块循环判断每个RF接收模块的IFG标识，如果IFG标识被赋值为1，第一全信道数据处理模块调用系统接收函数从该RF接收模块中读取该数据报文，如果IFG标识没有被赋值为1，按照原始信道序列表自动切换到相邻的下一个RF接收模块进行扫描。 本专利技术提出的基于低速率个人无线局域网的实时全信道数据获取与协议解读系统，通过第一全信道数据处理模块对所有信道的数据进行统一协调分配协调。解决了传统的数据获取器只能监测单个信道以及面对诸如跳信道技术无能为力等问题。本专利技术的协议解读系统可面向 6LowPAN、ZigBee、WIA-PA、ISA100.1 la、Wireless Hart、IEEE802.15.4e 等多种协议栈，采用人机交互的方式，实时读取主界面用户设定的当前工作协议，并根据所选协议的类型进入相应的解读函数，最终实现完整性解读，极大地拓宽了应用范围。 【附图说明】 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中: 附图1示出了根据本专利技术实施方式的基于低速率个人无线局域网的实时全信道数据获取与协议解读系统结构示意图。 【具体实施方式】 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。 根据本专利技术的实施方式，如附图1所述，公开一种基于低速率个人无线局域网的实时全信道数据获取与协议解读系统，所述系统包括:数据获取单元和协议解读单元，其特征在于: 数据获取单元包括:多个RF接收模块、第一全信道数据处理模块、内存模块、UART串行接口模块、UART扩展模块、电源管理模块，其中，RF接收模块持续监测2.4GHz ISM频段无线网络中所有信道是否有数据报文，负责RF前端所有信道的全信道数据获取，针对2.4GHz频段全部信道，需要16个功能独立的RF接收模块，每个独立的RF模块负责监测I个信道的数据报文，只要检测到相应信道的数据报文就直接获取上传给第一全信道数据处理模块并进行数据报文的处理；内存模块暂存获取的全信道数据，第一全信道数据处理模块负责管理RF接收模块发送的数据报文，并能和16个独立的RF接收模块进行实时的通信，具有强大的数据处理功能和丰富的外设资源，同时能将数据实时、高速的传输给PC机，串行接口模块将协调分配后数据上传给协议解读单元进行协议解读，完成第一全信道数据处理模块与PC机之间实时、高速的通信； 所述RF接收模块可采用UZ2400D符合IEEE802.15.4标准的RF芯片，满足低成本、低功耗的无线应用需要。RF接收模块由一个无线收发信机作用在2.4GHz的802.15.4标准基带和媒介访问控制子层功能模块组成，包括一个集成的接收机，发射机，LC-VCO和PLL0采用先进的无线电架构尽量减少外部元件数和功率消耗量。UZ2400D的MAC和基带为IEEE802.15.4的MAC层和PHY层提供了硬件架构，它主要包括TX/RX控制器，CSMA-CA控制器，超帧构造器，接收帧滤波器，安全引擎及数字信号处理组件，在外围电路上加上天线，晶振和电阻电容等器件，然后引出必要的转换控制或串行接口，就形成了该RF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时信道数据获取与协议解读系统，所述系统基于低速率个人无线局域网，包括：数据获取单元和协议解读单元，其特征在于：数据获取单元包括：多个RF接收模块、第一全信道数据处理模块、内存模块、UART串行接口模块、UART扩展模块、电源管理模块，其中，RF接收模块持续监测所有信道是否有数据报文，负责RF前端所有信道的全信道数据获取，内存模块暂存获取的全信道数据，第一全信道数据处理模块对接收的全信道数据进行协调分配，串行接口模块将协调分配后数据上传给协议解读单元进行协议解读；协议解读单元包括：第二全信道数据处理模块、辅助处理模块，第二全信道数据处理模块，所述第二全信道数据处理模块包括数据解读模块、数据接收模块、数据寄存器，完成数据包接收、数据包解读、数据存储及显示；辅助处理模块用于统计数据包、信道信息、节点信息以及获取并显示各信道的链路质量指数。

【技术特征摘要】
1.一种实时信道数据获取与协议解读系统，所述系统基于低速率个人无线局域网，包括:数据获取单元和协议解读单元，其特征在于: 数据获取单元包括:多个RF接收模块、第一全信道数据处理模块、内存模块、UART串行接口模块、UART扩展模块、电源管理模块，其中，RF接收模块持续监测所有信道是否有数据报文，负责RF前端所有信道的全信道数据获取，内存模块暂存获取的全信道数据，第一全信道数据处理模块对接收的全信道数据进行协调分配，串行接口模块将协调分配后数据上传给协议解读单元进行协议解读； 协议解读单元包括:第二全信道数据处理模块、辅助处理模块，第二全信道数据处理模块，所述第二全信道数据处理模块包括数据解读模块、数据接收模块、数据寄存器，完成数据包接收、数据包解读、数据存储及显示；辅助处理模块用于统计数据包、信道信息、节点信息以及获取并显示各信道的链路质量指数。2.一种如权利要求1所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海龙，
申请(专利权)人：四川中时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51