一种环境工艺仓库通讯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种环境工艺仓库通讯系统，包括环境工艺仓库网络系统，所述环境工艺网络仓库系统包括传感器网络和CAN网络，传感器网络包括若干个无线互联的传感器节点，CAN网络包括CAN总线，若干个传感器网络分别通过多跳的方式连接至汇聚节点，汇聚节点通过CAN接口单元连接到CAN网络的的CAN总线，若干个传感器网络通过汇聚节点与CAN网络构成组合网络，CAN总线的CAN网络通过CAN转以太网转换器连接核心交换机，通过核心交换机连接到互联网，并通过互联网与数据平台互联；本发明专利技术通过分离式的传感器网络与现场的CAN网络共同组网，优化网络架构，降低对于无线传感器节点覆盖范围的要求，降低节点能耗，值得大力推广。

A communication system of environmental technology warehouse

【技术实现步骤摘要】
一种环境工艺仓库通讯系统
本专利技术涉及环境工艺仓库
，具体是一种环境工艺仓库通讯系统。
技术介绍
随着无线传感器网络的研究与发展，在军事侦察方面、环境监测方面、医疗卫生方面、农业方面、智能家居建筑方面都取得可喜的成绩。在军事侦察方面：凭借WSN自身功耗低、体积小、隐蔽性高、抗毁性能好、自组织能力强等特点，为军事侦察零伤亡实现了可能：通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段，将传感器网络的检测装置、安置在敌军阵地，不但可以减少侦查人员的损伤，获得精确的情报，也不易被发觉。除了探测情报方面，无线传感器网络还可以加装在士兵、装备及军火上，以供识别，分清敌我，防止误打；跟踪射击对象的位置，实现精确制导；及时、准确地判断是否有生化武器及核武器的攻击，确定位置，最大可能地减小伤亡。在环境监测方面：为了防止自然环境的进一步恶化，人们将无线传感器网络应用到了环境监测中，监测平原、森林、海洋等的环境变化；进行森林火灾、洪水检测；灾害判定；气象研究、监测空气污染、水污染及土壤污染；地表检测物种跟踪等等，不一而足。在医疗卫生方面：无线传感器网络可以将采集到的信息通过上安装特殊用途的传感器节点，如心率、血压等监测，医生就可在远端随时了解被临护病人的病情，进行及时处理和救护。在农业方面：在大型的育苗场或农田灌溉区，利用无线网络为农业研究或系统控制采集相关的参数；通过所选点所测得的各项参数进行田间研究分析与生态气候研究；检测土壤湿度和空气湿度以控制灌溉。在智能家居方面：采用无线传感器网络，在楼体自身安装节点，安装了传感器网络的智能建筑就会自动告诉管理部门它们的状态信息，从而可以使管理部门按照优先级来进行一系列的修复工作。同样的道理，还可以通过它加强对古老建筑和珍贵文物的保护，将具有温度、湿度、压力、加速度、光照等传感器的节点布放保护对象自身和周围，可以有效的监测被保护建筑和文物状态，从而达到保护的目的。美国911事件的发生，使反恐成为各国普遍关注的问题。反恐问题主要是要及时的收集信息，加强对周围环境的监测，能够及时有效地应对突发事件，将传感器网络技术应用于反恐问题，可以有效地放置恐怖袭击事件的发生。物联网、无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。环境工艺仓库需要配置大量的传感器节点，环境工艺仓库是适合利用无线传感器网络的场合，但是无线传感器网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还远谈不上成熟。比如能量受限，受环境的限制，传感器节点通常由不可更换且电量有限的电池供电，当电池电量耗尽，传感器节点便不会继续工作。在传感器网络领域通过各种拓扑结构和算法的优化降低能耗，从而保持通讯网络的安全和稳定，但是传感器网络作为一种通讯网络，对其网络架构和层级进行优化同样能够起到降低能耗的作用，因此本专利技术考虑构建一种能够降低能耗的环境工艺仓库通讯架构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通讯能耗低的环境工艺仓库通讯系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种环境工艺仓库通讯系统，包括环境工艺仓库网络系统，所述环境工艺网络仓库系统包括传感器网络和CAN网络，传感器网络包括若干个无线互联的传感器节点，CAN网络包括CAN总线，若干个传感器网络分别通过多跳的方式连接至汇聚节点，汇聚节点通过CAN接口单元连接到CAN网络的的CAN总线，若干个传感器网络通过汇聚节点与CAN网络构成组合网络，CAN总线的CAN网络通过CAN转以太网转换器连接核心交换机，通过核心交换机连接到互联网，并通过互联网与数据平台互联。作为本专利技术优选的的方案：所述数据平台包括数据库服务器、WEB服务器、数字证书服务器和公钥/私钥服务器，数据库服务器、WEB服务器、数字证书服务器和公钥/私钥服务器之间通过局域网连接，分别分担数据平台的各个职能。作为本专利技术优选的的方案：所述数据平台还可通过互联网连接管理平台接入管理功能。作为本专利技术优选的的方案：所述若干个临近传感器节点进行组网构成传感器网络，传感器网络通过汇聚节点连接到CAN网络，与CAN网络进行组网，通过CAN网络上传数据到数据平台。采用分离组网的方式对传感器节点进行组网，极大的降低对于传感器节点的发射范围的要求，降低传感器节点的能耗；利用高速的现场CAN网络对汇聚节点进行组网，降低无线网络的层级，提高网络传输的稳定性，由于降低了传感器网络的规模，因此也降低了传感器网络拓扑的难度，使得能够通过拓扑算法更好的优化传感器网络架构，降低能级损耗。并且通过高速的现场CAN网络传输汇总后的数据，可与其他并入CAN网络的现场设备共用同一CAN总线，降低组网成本。作为本专利技术优选的的方案：所述传感器节点包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，传感器模块连接处理器模块的信号输入端，处理器模块与无线通信模块双向连接；能量供应模块连接传感器模块、处理器模块和无线通信模块。优选的，无线通信模块还连接天线单元。提高收发器的收发范围。处理器模块接收传感器模块的信号，然后通过无线通信模块处理发出。能量供应模块给与节点进行供电。作为本专利技术优选的的方案：所述能量供应模块通过微功率充电单元连接太阳能薄膜电池，能量供应模块包括多电池充电管理单元、多电池放电管理单元、电压检测模块、微控制单元和若干个并联的电池单元，电池充电管理单元分别连接若干个电池单元，电池放电管理单元分别连接若干个电池单元；若干个电池单元分别连接电压检测模块，电压检测模块连接微控制单元，微控制单元连接多电池充电管理单元、多电池放电管理单元。电压检测模块检测电池单元电压，通过检测电压判断电池单元的电量，多电池充电管理单元用于管理电池单元的充电，多电池放电管理单元用于管理电池单元的放电。作为本专利技术优选的的方案：所述能量供应模块的低能耗充放电方法，包括以下步骤：太阳能薄膜电池将太阳能能量收集和转换为电能，微功率充电单元将太阳能薄膜电池输出的功率转换为可以给纽扣锂电池充电的能量源，并将电能输出给多电池充电管理单元；充电时，微控制单元从多个电池单元中的第一个电池单元开始遍历，查看其电量情况，决定是否对其进行充电，一个时刻只对一个电池单元进行充电，当前电池单元充电满后，微控制单元继续遍历是否需要充电的电池单元，重复上述充电步骤；放电时，微控制单元从多个电池单元中的第一个电池单元开始遍历，查看其电量情况，决定是否使用其进行供电，一个时刻只用一个电池单元进行供电，当前电池单元电量过低时，微控制单元继续遍历能够供电的电池单元，重复上述供电步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过分离式的传感器网络与现场的CAN网络共同组网，优化网络架构，降低对于无线传感器节点覆盖范围的要求，降低节点能耗；本专利技术的无线传感器节点的能量供应模块采用微电压启动的太阳能充电方法进行充电，并且通过多电池的充放电节能管理提高电能利用率，保持无线传感器节点的长效工作，提高传感器网络的稳定性。附图说明...

【技术保护点】
1.一种环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，包括环境工艺仓库网络系统，所述环境工艺网络仓库系统包括传感器网络和CAN网络，传感器网络包括若干个无线互联的传感器节点，CAN网络包括CAN总线，若干个传感器网络分别通过多跳的方式连接至汇聚节点，汇聚节点通过CAN接口单元连接到CAN网络的的CAN总线，若干个传感器网络通过汇聚节点与CAN网络构成组合网络，CAN总线的CAN网络通过CAN转以太网转换器连接核心交换机，通过核心交换机连接到互联网，并通过互联网与数据平台互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，包括环境工艺仓库网络系统，所述环境工艺网络仓库系统包括传感器网络和CAN网络，传感器网络包括若干个无线互联的传感器节点，CAN网络包括CAN总线，若干个传感器网络分别通过多跳的方式连接至汇聚节点，汇聚节点通过CAN接口单元连接到CAN网络的的CAN总线，若干个传感器网络通过汇聚节点与CAN网络构成组合网络，CAN总线的CAN网络通过CAN转以太网转换器连接核心交换机，通过核心交换机连接到互联网，并通过互联网与数据平台互联。


2.根据权利要求1所述的环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，所述数据平台包括数据库服务器、WEB服务器、数字证书服务器和公钥/私钥服务器，数据库服务器、WEB服务器、数字证书服务器和公钥/私钥服务器之间通过局域网连接。


3.根据权利要求1所述的环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，所述数据平台还可通过互联网连接管理平台接入管理功能。


4.根据权利要求1所述的环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，所述若干个临近传感器节点进行组网构成传感器网络，传感器网络通过汇聚节点连接到CAN网络，与CAN网络进行组网，通过CAN网络上传数据到数据平台。


5.根据权利要求1或4所述的环境工艺仓库通讯系统，其特征在于，所述传感器节点包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，传感器模块连接处理器模块的信号输入端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永云，郭吉东，万雪裴，刘占军，丁俊元，何文方，
申请(专利权)人：玉溪市昊协科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53