一种无线仪表数据传输及获取方法技术

本发明专利技术公开一种无线仪表数据传输及获取方法。所述方法与自组网系统协议相比，自组网系统中同一时刻各仪表节点一直在参与节点间链路质量的评估和计算，当系统内节点数量较多时，会造成信号同步或信道竞争问题突出，导致有效通信效率下降。而本发明专利技术所述的方法首先建立各个仪表节点的路由路径，由主控系统根据所述待查询仪表节点的路由路径获取所述待查询仪表节点的数据，并且同一时刻只有正在发送数据的仪表节点处于信号发送状态，其他仪表节点均处于信号接收状态，因此当有数据传输时，系统有且仅有一个节点占用无线信道，任意时刻没有信道竞争，有效提高了无线仪表数据的传输和获取效率。

A method of data transmission and acquisition for wireless instruments

The invention discloses a data transmission and acquisition method for wireless instrument. Compared with the ad hoc network protocol system the method of ad hoc system in the same time the instrument nodes have been involved in the evaluation and calculation of link quality between nodes, when the number of nodes in the system, will cause the signal synchronization and channel competition problems, resulting in effective communication efficiency decreased. The routing path and the method of the invention firstly establishes various instrument nodes, by the main control system according to the routing path query node acquires the instrument instrument to query node data, and at the same time is only the instrument node to send data in the signal sending state, other nodes are in the signal receiving instrument state, so when the data transmission system, there is only one node at any time without occupying the wireless channel, channel competition, effectively improve the transmission of wireless data acquisition and instrument efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种无线仪表数据传输及获取方法
本专利技术涉及物联网通信
，特别是涉及一种无线仪表数据传输及获取方法。
技术介绍
无线仪表监测网络是监视大型、远程环境的有力工具，随着微处理器和无线通信技术的发展，其重要性越来越突出。例如对于大型的天然气分输站，其占地面积在几万平方米以上，生产区和办公区的压力和温度仪表较多，所有仪表指示的信号最终传输到监控室的大屏或其他显示设备上。现场每个仪表自带无线通信功能，可发送可接收。仪表之间若通过有线通信，需要土建配合，挖沟、铺设管路、回填等施工成本较大，设备出现故障时，定位故障有时需要重新挖出线缆，维修成本较大，效率较低。目前主流技术方案逐步使用带有近距离无线通信模块的工业仪表。现场工业环境因防爆要求较高，故设备须使用小功率(50mw左右)无线发射设备，而小功率发射设备的通信距离一般在50米到70米左右，大部分仪表需要其他仪表作为中继才能把信号传输到控制室。在使用中继过程中，便产生了各种路由方案。目前在物联网的路由协议设计上，具有各种各样的算法。有基于能量均衡的算法，参考《基于ZigBee技术的热计量表物联网路由协议研究》；有基于汇聚树的路由协议，参考开源物联网操作系统的Tinyos实现的路由协议；有基于目的序列距离矢量(DSDV)的算法，参考《基于Tinyos的无线传感器网络路由协议研究与实现》等。这些路由协议的优点是系统是一个自组网系统，当系统内增加或减少一个节点时，本节点无须人为参与，即可找到最优的信号传输路径。但这些常规使用的路由协议不适合分输站和仪表密集型(单个仪表/20平米)的场站使用，若使用常规的自组网协议会导致如下结果：由于现场用电限制严格，各仪表节点若出现“死节点”时调试工作基本不可进行；自组网系统里的各节点一直在参与节点间链路质量的评估和计算，当系统内节点数量较多时，信号同步或信道竞争问题突出，导致有效通信效率下降，节点之间通信过程复杂的同时导致软件固件的故障点增加。因此，如何避免大规模无线仪表通信过程的信道竞争，提高数据传输和获取效率，是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无线仪表数据传输及获取方法，使无线仪表数据的传输及获取过程中，大规模无线仪表任意节点之间不存在信道竞争，提高通信效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种无线仪表数据传输方法，所述方法包括：主控系统建立并存储各个仪表节点的路由路径；所述主控系统获取待查询仪表节点的节点ID；所述主控系统从所述各个仪表节点的路由路径中确定所述待查询仪表节点的路由路径；所有所述仪表节点处于信号接收状态；所有所述仪表节点包括中继仪表节点和待查询仪表节点；所述主控系统根据所述待查询仪表节点的路由路径生成第一查询命令并将所述第一查询命令发送至所述中继仪表节点；所述中继仪表节点接收到所述第一查询命令后，根据所述第一查询命令生成中继查询命令，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继查询命令发送给所述待查询仪表节点；所述中继查询命令发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述待查询仪表节点接收到所述中继查询命令后，根据所述中继查询命令生成打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述打包数据发送回所述中继仪表节点；所述打包数据发送完成后，所述待查询仪表节点恢复至接收状态；所述中继仪表节点接收到所述打包数据后，根据所述打包数据生成中继打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继打包数据发送至所述主控系统；所述中继打包数据发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述主控系统接收所述中继打包数据。本专利技术还公开了一种无线仪表数据获取方法，所述方法包括：建立并存储各个仪表节点的路由路径；获取待查询仪表节点的节点ID；根据所述待查询仪表节点的节点ID和所述各个仪表节点的路由路径确定所述待查询仪表节点的路由路径；根据所述待查询仪表节点的路由路径生成第一查询命令；将所述第一查询命令发送至中继仪表节点；接收所述中继仪表节点返回的中继打包数据并进行处理。可选的，所述建立并存储各个仪表节点的路由路径，具体包括：为每个所述仪表节点建立路由路径，并获取每条所述路由路径的信号质量；判断每个所述仪表节点的路由路径数目是否大于一条，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述仪表节点的路由路径为一条时，直接存储所述路由路径；当所述第一判断结果表示所述仪表节点的路由路径为多条时，按照所述信号质量从高到低的顺序排列并存储所述仪表节点的多条所述路由路径。可选的，所述根据所述待查询仪表节点的节点ID和所述各个仪表节点的路由路径确定所述待查询仪表节点的路由路径，具体包括：根据待查询仪表节点的节点ID从所述各个仪表节点的路由路径中提取出所述待查询仪表节点的所有路由路径；确定所述待查询仪表节点的所有路由路径中信号质量最高且可正常通信的路由路径为所述待查询仪表节点的路由路径。可选的，所述根据所述待查询仪表节点的路由路径确定第一查询命令，具体包括：所述第一查询命令的内容包括下一跳节点ID、原始节点ID、原节点ID、目的节点ID和路由表；确定所述待查询仪表节点的路由路径为所述第一查询命令中的所述路由表；确定所述路由表中的第一个节点ID为所述第一查询命令中的所述原始节点ID和所述原节点ID；确定所述路由表中的第二个节点ID为所述第一查询命令中的所述下一跳节点ID；确定所述路由表中的最后一个节点ID为所述第一查询命令中的所述目的节点ID。本专利技术还公开了一种无线仪表数据传输方法，所述方法包括：仪表节点上电后，所述仪表节点处于接收状态并开启硬件地址过滤；所述仪表节点接收到查询命令时，所述仪表节点根据所述查询命令确定自身为中继仪表节点或待查询仪表节点；当所述仪表节点确定自身为中继仪表节点时，由接收状态触发为发送状态并修改所述查询命令，将修改后的查询命令传输至下一跳仪表节点；当所述仪表节点确定自身为所述待查询仪表节点时，由接收状态触发为发送状态并生成打包数据，将所述打包数据发送至下一跳仪表节点；所述仪表节点接收到所述打包数据时，由接收状态触发为发送状态并修改所述打包数据，将修改后的打包数据传输至下一跳仪表节点。可选的，所述仪表节点接收到查询命令时，所述仪表节点根据所述查询命令确定自身为中继仪表节点或待查询仪表节点，具体包括：所述查询命令的内容包括下一跳节点ID、原始节点ID、原节点ID、目的节点ID和路由表；当所述仪表节点接收到所述查询命令时，判断所述查询命令中的所述目的节点ID和所述下一跳节点ID与自身的节点ID是否相同，获得第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述目的节点ID和所述下一跳节点ID均与所述仪表节点自身的节点ID相同时，确定自身为所述待查询仪表节点；当所述第二判断结果表示所述目的节点ID与所述仪表节点自身的节点ID不相同且所述下一跳节点ID与所述仪表节点自身的节点ID相同时，确定自身为中继仪表节点。可选的，所述当所述仪表节点确定自身为中继仪表节点时，由接收状态触发为发送状态并修改所述查询命令，将修改后的查询命令传输至下一跳仪表节点，具体包括：当所述仪表节点确定自身为中继仪表节点时，根据所述路由表将所述查询命令中的所述下一跳节点ID更改成所述路由表里自身的节点ID后面紧邻的第一个节点ID，将所述原节点ID更换为自身的节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线仪表数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：主控系统建立并存储各个仪表节点的路由路径；所述主控系统获取待查询仪表节点的节点ID；所述主控系统从所述各个仪表节点的路由路径中确定所述待查询仪表节点的路由路径；所有所述仪表节点处于信号接收状态；所有所述仪表节点包括中继仪表节点和待查询仪表节点；所述主控系统根据所述待查询仪表节点的路由路径生成第一查询命令并将所述第一查询命令发送至所述中继仪表节点；所述中继仪表节点接收到所述第一查询命令后，根据所述第一查询命令生成中继查询命令，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继查询命令发送给所述待查询仪表节点；所述中继查询命令发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述待查询仪表节点接收到所述中继查询命令后，根据所述中继查询命令生成打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述打包数据发送回所述中继仪表节点；所述打包数据发送完成后，所述待查询仪表节点恢复至接收状态；所述中继仪表节点接收到所述打包数据后，根据所述打包数据生成中继打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继打包数据发送至所述主控系统；所述中继打包数据发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述主控系统接收所述中继打包数据。...

【技术特征摘要】
1.一种无线仪表数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：主控系统建立并存储各个仪表节点的路由路径；所述主控系统获取待查询仪表节点的节点ID；所述主控系统从所述各个仪表节点的路由路径中确定所述待查询仪表节点的路由路径；所有所述仪表节点处于信号接收状态；所有所述仪表节点包括中继仪表节点和待查询仪表节点；所述主控系统根据所述待查询仪表节点的路由路径生成第一查询命令并将所述第一查询命令发送至所述中继仪表节点；所述中继仪表节点接收到所述第一查询命令后，根据所述第一查询命令生成中继查询命令，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继查询命令发送给所述待查询仪表节点；所述中继查询命令发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述待查询仪表节点接收到所述中继查询命令后，根据所述中继查询命令生成打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述打包数据发送回所述中继仪表节点；所述打包数据发送完成后，所述待查询仪表节点恢复至接收状态；所述中继仪表节点接收到所述打包数据后，根据所述打包数据生成中继打包数据，并由接收状态触发为发送状态，将所述中继打包数据发送至所述主控系统；所述中继打包数据发送完成后，所述中继仪表节点恢复至接收状态；所述主控系统接收所述中继打包数据。2.一种无线仪表数据获取方法，其特征在于，所述方法包括：建立并存储各个仪表节点的路由路径；获取待查询仪表节点的节点ID；根据所述待查询仪表节点的节点ID和所述各个仪表节点的路由路径确定所述待查询仪表节点的路由路径；根据所述待查询仪表节点的路由路径生成第一查询命令；将所述第一查询命令发送至中继仪表节点；接收所述中继仪表节点返回的中继打包数据并进行处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立并存储各个仪表节点的路由路径，具体包括：为每个所述仪表节点建立路由路径，并获取每条所述路由路径的信号质量；判断每个所述仪表节点的路由路径数目是否大于一条，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述仪表节点的路由路径为一条时，直接存储所述路由路径；当所述第一判断结果表示所述仪表节点的路由路径为多条时，按照所述信号质量从高到低的顺序排列并存储所述仪表节点的多条所述路由路径。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待查询仪表节点的节点ID和所述各个仪表节点的路由路径确定所述待查询仪表节点的路由路径，具体包括：根据待查询仪表节点的节点ID从所述各个仪表节点的路由路径中提取出所述待查询仪表节点的所有路由路径；确定所述待查询仪表节点的所有路由路径中信号质量最高且可正常通信的路由路径为所述待查询仪表节点的路由路径。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待查询仪表节点的路由路径确定第一查询命令，具体包括：所述第一查询命令的内容包括下一跳节点ID、原始节点ID、原节点ID、目的节点ID和路由表；确定所述待查询仪表节点的路由路径为所述第一查询命令中的所述路由表；确定所述路由表中的第一个节点ID为所述第一查询命令中的所述原始节点ID和所述原节点ID；确定所述路由表中的第二个节点ID为所述第一查询命令中的所述下一跳节点ID；确定所述路由表中的最后一个节点ID为所述第一查询命令中的所述目的节点ID。6.一种无线仪表数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：仪表节点上电后，所述仪表节点处于接收状态并开启硬件地址过滤；所述仪表节点接收到查询命令时，所述仪表节点根据所述查询命令确定自身为中继仪表节点或待查询仪表节点；当所述仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海龙，许长亮，
申请(专利权)人：北京亚华意诺斯新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11