本发明专利技术公开了一种大容量物联网通信系统，包括主控制器、一级通信总线、与一级通信总线数量相同的区域控制器、多条二级通信总线和多个终端，主控制器与多条区域控制器通过一级通信总线连接，每个区域控制器下均连接多条二级通信总线，在每条二级通信总线上均连接有多个终端。该系统在实现物联网通信系统的层级扁平化的同时，大幅提高了系统的终端接入数量；降低了通信系统成本，提高了主物、物物之间通信的实时性。通过区域控制器授权班长的模式，实现了区域控制器下挂的多条总线，可以同时进行总线通信，提升了系统通信效率，有效的保障了物物、主物之间的通信实时性；区域控制器通过授权管理的模式，降低了自身的处理性能要求，降低了自身成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种。
技术介绍
在现有技术中，物联网在智能照明、智能楼宇、智能家居、智能交通、环境监测、公共安全、城市管理、工业监控等各个行业，均有大量的实际应用，并带来了智能、方便、舒适的各种良好用户体念。完整的物联网系统包括终端节点(端)、通信系统(管)、主控制器(云)。通信系统(物物、物与主机之间的通信系统)是实现物“联网”的基础和核心；物物联网后，才能实现物与物之间、物与主机之间的信息交互，最终实现物联网系统的智能化、自动化、实时的管控功能。对于大多数的物联网应用场景，终端(物)的数量往往很巨大，动辄几百、甚至成千上万个。虽然，任意2点(物物、或物主)间的通信带宽需求，一股都不太；但随着终端节点数的增加，整个网络的总带宽需求一股会成几何级数增加。如何实时的保障，任意物之间、或任意物与主控制器之间的通信请求，是一种挑战。我们以停车场智能照明与车辆引导系统为例，简单说明下该物联网通信系统中，具体的通信需求及通信实时性要求。停车场智能照明与车辆引导系统，是将停车场的照明与车位管理、车辆引导等统一进行智能管理的一个系统，该系统一股包括:1、车位检测器、人体红外探测、地磁感应器、车辆指引屏、LED照明灯等终端，分布在停车场中；数量一股在几千甚至数万个。2、主控制器、以及多个区域控制器，并经过物联网通信系统，将所有终端节点连接起来。停车场物联网系统的通讯需求及实时性要求一股有:1、车位检测器，将有无停车等信息上报给主控制器；主控制器分区域统计各区域、及总的停车数量，控制路口指引屏的显示和指引；该通信实时性要求较低，一股数秒内，完成一轮数据的统计和指引屏的刷新即可。2、系统可自动根据感应到的人、或者车辆进出情况，实时的开启相关联的LED照明灯；该通信的实时性要求较高，一股需要在10ms左右完成；但相关联的物与物，一股都集中在某个特定区域内；区域的边缘交接处，有少量的关联通信需求。不同的物联网系统中，其通信结构千差万别。一股来说，采用总线级联的方式，有利于扩展物联网通信系统的终端节点容量。这里先介绍下KNX通信系统的结构，这是一种典型的多级总线结构。KNX通信系统，通过三级通信总线，实现了多达数万个终端设备与主控制器之间的通信；或者通过区域耦合器、线路耦合器，实现了任意终端之间的通信。其一级总线，实现了主控制器，和任意区域耦合器之间通信的物理连接通道；二级总线，实现了区域耦合器与任意线路耦合器之间通信的物理连接通道；三级总线，实现了线路耦合器与任意终端之间通信的物理连接通道。任意终端与终端之间，均可以通过区域耦合器、线路耦合器的透传，实现物物通信；或者实现主控制器与任意终端之间的通信。总线型通信方式中，由于各节点的负载驱动能力、节点间距离等限制，导致每级总线上的节点数受限(比如RS485总线，一股只能驱动32个负载)。虽然每级总线的节点数不多，但KNX通信系统，采用3级总线结构，极大的扩展了系统中总的终端节点数量。这种多级通信结构，在智能楼宇等系统中有大量应用。但是，随着物联网技术的发展，以及应用需求往自动化、智慧化(通信需求更多的在物物之间，而不是主物之间)，以及实时性(更好的用户体念)，超大容量(多种传感器、多种受控设备共存)等方向发展，以KNX为代表的多级总线通信的系统结构，存在以下待改进点:1、三级通信总线的结构，主物之间、物物之间的通信转发层级偏多，应进一步扁平化；比如，采用2级通信总线实现，省去大量的线路耦合器，降低系统设计成本。同时，扁平化后，任意终端之间、终端与主控制器之间的通信转接次数，也将减少，更有利于提高系统通信的实时性。2、KNX通信系统，采用任意终端的主动触发事件的模式；若同时有多个终端需发出通信请求时，采用“CSMA/CD协议(载波监听多路访问/冲突检测)”来避免总线冲突。该协议方式，在总线上终端上报信息不频繁的应用场景比较有效。而在大型物联网系统中，特别是多个感应器可能同时受到同一个因素触发时，会存在突发的多个终端节点的通信请求；此时，冲突检测协议，将导致事件触发模式的延迟时间大幅度增加，无法达成实时通信的目标。3、区域耦合器、线路耦合器，只承担信息透传和中继的功能；对所在区域的线路耦合器，或线路上的终端，没有起到管理、控制的作用。还有一种“一主多从”的通信模式一一任何从节点，都不会无序的发送信息；所有的通信活动，都在主的控制和引导下完成的；该通信方式，所有从节点发送信息的时隙受控，直接避免了总线通信冲突。而一主多从通信协议也具有其相应的问题。Modbus协议(“一主多从”的通信模式)，通过主节点控制总线的通信节奏，有效避免了总线冲突；但也存在一些待改进点:1、从节点与从节点之间的通信，需要通过主节点进行中转，影响通信效率。2、若从节点的数量过于庞大，那么，主节点对从节点的管控难度极大；同时主节点的中转工作任务过重。这对主节点的CPU处理能力，以及总线通信速率的要求都将提高；否则将无法满足系统实时性的要求。
技术实现思路
针对上述现有技术中的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种二级总线通信系统，并且针对物联网系统中要求的物物之间实时通信需求提供具体的实现方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种大容量物联网通信系统，包括主控制器、多条一级通信总线、与一级通信总线数量相同的区域控制器、多条二级通信总线和多个终端，所述主控制器与多条区域控制器通过一级通信总线连接，每个区域控制器下均连接多条二级通信总线，在每一个二级通信总线上均连接有多个终端。一种基于权利要求1所述通信系统的物物间实时通信的实现方法，所述主控制器通过区域控制器转发完成与任一终端之间的通信；同一条二级总线上的终端之间直接经过该总线实现信息交互；同一区域控制器下、不同二级通信总线上的终端之间通过所述控制器转发实现信息交互；不同区域控制器下的终端之间通过终端所对应的区域控制器各自转发后实现信息交互。优选地，区域控制器授权相应各条二级通信总线上的任一终端为班长，通过班长进行总线上的通信节奏控制。优选地，主控制器和任一终端节点直接通信时，绕过作为班长的终端，直接由区域控制器作为主控制器与终端节点的转发通道。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下优点:本专利技术实施例中超大容量的物联网通信系统，通过区域控制器直接下挂多条二级通信总线，在有效实现了物联网通信系统的层级扁平化的同时，大幅度提高了系统的终端接入数量；该通信系统结构降低了通信系统成本，提高了主物、物物之间通信的实时性。通过区域控制器授权班长的模式，实现了区域控制器下挂的多条总线，可以同时进行总线通信，极大的提升了系统通信效率，有效的保障了物物、主物之间的通信实时性；另外，区域控制器通过授权管理的模式，也降低了自身的处理性能要求，降低了区域控制器模块的成本。【附图说明】图1为本专利技术大容量物联网通信系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合图1和实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种二级总线构成的物联网通信系统，主要包括:1、主控制器和多个区域控制器，通过一级通信总线实现相互通信。考虑到区域控制器与主控制器、或区域控制器之间的通信量较大，一级通信总线，一股采用较高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大容量物联网通信系统，其特征在于，包括主控制器、多条一级通信总线、与一级通信总线数量相同的区域控制器、多条二级通信总线和多个终端，所述主控制器与多条区域控制器通过一级通信总线连接，每个区域控制器下均连接多条二级通信总线，在每一个二级通信总线上均连接有多个终端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐石平，王顺忠，
申请(专利权)人：深圳市龙俐智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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