基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统技术方案

本发明专利技术涉及基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，包括：多个设备节点、至少一个中继节点，设备节点和中继节点采用无线MESH自组网连接，至少一个中继节点连接到互联网；设备节点包括：设备采集单元、设备报文单元、设备通信单元；中继节点包括：中继通信单元、中继报文单元、中继缓存单元。通过本发明专利技术公开的技术方案，实现输水隧洞复杂无网络环境下的设备节点和中继节点能便捷、稳定、实时连接到无线MESH自组网和互联网；以及通过网络多跳连接机制实时更新最优路径传输数据和通过小容量分块数据丢失重传机制实现数据实时和高质量传输到互联网平台。和高质量传输到互联网平台。和高质量传输到互联网平台。

【技术实现步骤摘要】
基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统


[0001]本专利技术属于输水隧洞病害检测数据传输
，特别涉及基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统。

技术介绍

[0002]随着电子、通信等技术的快速发展，输水隧洞病害检测也逐渐向智能化方向快速地迈进，移动设备可以满足多种复杂地形的采集需求，是非常关键的采集工具。但是，若不能快速完成数据回收，便会影响整体检测工作的开展。在整体检测工作推进的过程中，首先应该把所获取的输水隧洞病害检测数据通过更为高效与快速的方式输送至病害检测平台，在此基础上对数据予以处理，并且进行后续的详细解释。可见，检测数据及时传输对于病害检测活动来讲十分关键。然而，输水隧洞往往处于地形复杂无网络的地方，若采用传统方式通过运送存储设备传送数据往往在时效性上不能满足要求，需要一种能快速方便的在检测现场建立网络及时进行数据传输。
[0003]近年来无线MESH多跳自组网传输技术以建网方便灵活等优势在物联网、抢险救灾现场等领域做为一种自组建网络或连接到互联网的“最后一公里“组网得到广泛的应用，然而，传统无线MESH网络存在网络延迟和带宽过窄的问题，不能满足输水隧洞病害检测所采集的数据容量大、移动设备节点容易断掉网络连接以至丢失数据从而不能实现实时高质量传输检测数据的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，一方面通过搭建无线MESH自组网解决输水隧洞病害检测采集设备无法连接到互联网的问题，另一方面通过采用实时构建最优传输路径将大容量数据分块传输并结合报文机制解决传统MESH网络存在的传输延迟和数据丢失问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题提供的技术方案如下：本专利技术提供基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，包括：多个设备节点，部署在输水隧洞内用于采集输水隧洞病害检测数据并传输至中继节点；至少一个中继节点，部署在输水隧洞外用于接收输水隧洞病害检测数据并传输到互联网平台；设备节点和中继节点采用无线MESH自组网连接，至少一个中继节点连接到互联网，实现设备节点
‑
中继节点
‑
互联网的接通。
[0006]进一步地，无线MESH自组网采用由客户端型MESH结构和骨干型MESH结构组合的混合型MESH结构，实现设备节点和中继节点因设备节点移动和非视距原因断掉网络连接后通过多跳机制能及时更新连接到网络。
[0007]进一步地，设备节点包括：设备采集单元，用于采集输水隧洞病害检测数据；设备报文单元，用于在输水隧洞病害检测数据产生时生成相应的报文编码信息并触发设备节点接入无线MESH自组网，实现通过报文机制实现丢失的数据包重新传输；设备通信单元，做为
源节点用于将报文编码信息发送到连接上的中继节点，并根据中继节点返回的数据传输请求将输水隧洞病害检测数据传输到中继节点；所述设备通信单元还可做为跳节点连接在其他源节点和中继节点之间建立MESH内网数据传输路径，实现源节点和中继节点网络断连后及时扫描网络重新建立连接。
[0008]进一步地，设备节点接入无线MESH自组网具体为：设备节点扫描无线MESH自组网后连接到若干个扫描到的其他设备节点以及连接到扫描信号最强的中继节点，从而使源节点和中继节点通过多跳机制实现点对点传输减少数据包丢失故障。
[0009]优选地，设备节点为无线移动设备，所述输水隧洞病害检测数据为三维点云数据。
[0010]进一步地，报文编码信息包括输水隧洞病害检测数据的文件名称、类型、大小、设备节点地址以及分块描述信息，所述分块描述信息用于将输水隧洞病害检测数据编码划分成若干块分块数据便于分块传输，通过数据分块传输和报文机制的结合，实现最优数据传输路径频繁更新的情况下也不影响分块数据的实时传输。
[0011]进一步地，中继节点包括：中继通信单元，用于直接或通过跳节点连接到源节点接收报文编码信息和输水隧洞病害检测数据，还用于连接到互联网将报文编码信息和输水隧洞病害检测数据传输到互联网平台，以及做为中继跳节点连接在其他中继节点和互联网平台之间建立MESH外网数据传输路径；中继报文单元，用于记录中继节点接收的输水隧洞病害检测数据并统计已收到和未收到的分块数据编码信息，还用于根据报文编码信息和未收到的分块数据编码信息生成向源节点申请数据传输请求的内容；中继缓存单元，用于存储报文编码信息和输水隧洞病害检测数据，实现中继节点做为无线MESH自组网的骨干网络具有鲁棒性和灵活性兼具的特点。
[0012]进一步地，中继报文单元接收到源节点发送的报文编码信息后增加中继节点地址，以及根据中继节点和互联网平台之间的网络带宽重新编码划分输水隧洞病害检测数据分块数据产生新的分块描述信息，再将增加的中继节点地址和新的分块描述信息更新到报文编码信息后发送到互联网平台，实现根据无线MESH自组网内和互联网之间传输带宽的不同灵活划分分块数据从而快速完成分块数据传输。
[0013]进一步地，基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统还包括ACK机制，具体包括：中继节点完成接收输水隧洞病害检测数据的所有分块数据后返回一个ACK回应给源节点，源节点所属的设备节点根据ACK回应删除存储的输水隧洞病害检测数据和报文编码信息；互联网平台完成接收由中继节点发送的输水隧洞病害检测数据所有分块数据后，返回一个ACK回应给中继节点，中继节点删除存储在中继缓存单元的输水隧洞病害检测数据和报文编码信息，通过ACK机制在数据传输到互联网后及时删除储存在设备节点和中继节点的数据以使设备保持持续稳定的工作状态。
[0014]本专利技术的有益效果包括：第一方面，本专利技术采用由客户端型MESH结构和骨干型MESH结构组合的混合型MESH结构搭建无线MESH自组网，实现输水隧洞无网络环境下的设备节点和中继节点能便捷、稳定、实时连接到无线MESH自组网和互联网。
[0015]第二方面，本专利技术采用将数据传输的源节点和目标中继节点实现点对点对应、中间由多跳机制加入一个或多个跳节点即时构建最优传输路径，结合报文机制对移动中的大容量数据进行分块传输，使数据通过实时最优传输路径和小容量分块数据丢失重传机制实
现数据实时和高质量传输。
附图说明
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0017]图1是无线MESH自组网网络结构图。
[0018]图2是设备节点结构示意图。
[0019]图3是分块描述信息结构示意图。
[0020]图4是分块数据传输过程流程图。
[0021]图5是中继节点结构示意图。
[0022]附图标识：1
‑
设备节点；2
‑
中继节点；3
‑
互联网；4
‑
输水隧洞；5
‑
数据传输路径。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，包括：多个设备节点，部署在输水隧洞内用于采集输水隧洞病害检测数据并传输至中继节点；至少一个中继节点，部署在输水隧洞外用于接收输水隧洞病害检测数据并传输到互联网平台；所述设备节点和中继节点采用无线MESH自组网连接，其中至少一个中继节点连接到互联网。2.如权利要求1所述基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，所述无线MESH自组网采用由客户端型MESH结构和骨干型MESH结构组合的混合型MESH结构。3.如权利要求1所述基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，所述设备节点包括：设备采集单元，用于采集输水隧洞病害检测数据；设备报文单元，用于在输水隧洞病害检测数据产生时生成相应的报文编码信息并触发设备节点接入无线MESH自组网；设备通信单元，做为源节点用于将报文编码信息发送到连接上的中继节点，并根据中继节点返回的数据传输请求将输水隧洞病害检测数据传输到中继节点；所述设备通信单元还可做为跳节点连接在其他源节点和中继节点之间建立MESH内网数据传输路径。4.如权利要求3所述基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，所述设备节点接入无线MESH自组网具体为：设备节点扫描无线MESH自组网后连接到若干个扫描到的其他设备节点以及连接到扫描信号最强的中继节点。5.如权利要求3所述基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，所述设备节点为无线移动设备，所述输水隧洞病害检测数据为三维点云数据。6.如权利要求3所述基于无线MESH自组网的输水隧洞病害检测数据实时传输系统，其特征在于，所述报文编码信息包括输水隧洞病害检测数据的文件名称、类型、大小、设备节点地址以及分块描述信息，所述分块描述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洁，何霞，王超，何昱昊，吴建兴，
申请(专利权)人：深圳市水务工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：