一种面向WIA-PA协议的工业无线传感网络架构和使用方法技术

本发明专利技术提供了一种面向WIA

【技术实现步骤摘要】
一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构和使用方法


[0001]本专利技术涉及一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构和使用方法，属于工业无线传感网络


技术介绍

[0002]随着现代通信技术和微电子技术的高速发展，无线技术日渐成熟，无线传感网络技术的应用逐步迈向工业领域。由于工业无线传感网络具备灵活性高、节点成本低、布线简单、易于维护等优势，已经受到越来越多企业的青睐，该技术已被广泛应用于轻工、冶金、炼化等领域。
[0003]目前，国内的主流工业无线传感网络应用主要选取ZigBee和GPRS两种协议架构，但这两种技术在工业应用中存在一系列的问题，如数据延迟大、传输稳定性低、传输宽带窄、维护费用昂贵等。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供了一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构和使用方法，能更好的控制工业过程自动化的数据传输，操作简单、使用方便、价格低廉。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构，包括以下模块：用户信息管理中心、WIA
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PA网关设备、传感器网络信号采集终端；所述信息管理中心，由手持终端、PC终端等信息首发设备组成，信息管理中心直接面向用户，负责从局域网络获取传感器终端采集的工业传感信息，同时也对控制的工业无线传感网络做出指示、应用支撑技术操作；所述WIA
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PA网关设备，是集成有WIA
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PA协议的短程无线通信设备；网关负责整个工业无线传感网络的调度、管理和优化，统一为网络设备分配通信资源，调度网络设备的通信，同时监控和报告网络运行状态，WIA
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PA网关还是全网的时间同步源和均衡网络负载，是整个网络的核心；所述传感器网络信号采集终端，由支持WIA
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PA协议的无线传感器终端设备和无线传感路由设备组成的传感器信号采集网络，所述无线传感器终端设备负责信息的采集与发送工作，所述无线传感路由设备为低能耗的短程无线网络通信设备,其连接网络终端设备使其入网，具备网络路由功能，并可转发数据、系统管理和安全管理，主要由CC2530芯片、电源模块、天线模块、晶体振荡电路四部分组成；优选的，所述无线传感器终端设备包括传感器模块、CC2530芯片、电源模块、天线模块和晶体振荡电路；所述无线传感路由设备包括CC2530芯片、电源模块、天线模块、晶体振荡电路；优选的，所述的WIA
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PA网关设备的FPGA芯片选用XCZU9FFVB1156芯片；所述WIA
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PA网关设备还包含WIA
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PA无线模块、FLASH存储器、RS232接口、RJ45以太
网接口、LED显示屏、晶振模块、电源模块和电阻电容。
[0006]一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构使用方法，包括以下步骤：步骤1：用户首先需要确定工业无线传感网络包含的用户信息管理中心、WIA
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PA网关设备和传感器网络信号采集终端均供电正常且处于正常工作状态；若用户接收端为可移动便携式终端设备，WIA
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PA网关设备则直接选择无线输出模式；若用户接收端为PC设备，则需通过网线连接WIA
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PA网关设备的网口和PC端的网络输入端口，WIA
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PA网关设备则选择有线输出模式；步骤2：信息管理中心工作人员通过PC、平板电脑或手持设备下发读取数据或控制指令，指令由网络传送至WIA
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PA网关设备，网关设备对命令进行解码后，根据WIA
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PA协议要求格式对指令重新编码，并由无线传感器发送端经无线网络将指令发送至无线路由设备；步骤3：无线路由设备接收到用户指令后，执行控制指令，或按照要求将读取指令发送到目的节点的传感器终端，从传感器终端获取相应的实施监测数据；返回数据首先传输至无线路由设备，并经无线网络传送至WIA
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PA网关设备；WIA
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PA网关设备按照协议标准格式解码并重新编码发送，经以太网口或UART接口将传感器读取的数据送回至信息管理中心。
[0007]本专利技术的优点在于：本专利技术针对当前我国工业无线传感网络面对的数据延迟大、传输稳定性低等核心问题，全面剖析现阶段主流协议标准，开发了一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构。该架构符合IEEE 802.15.4标准，使用全球免费频段进行通信，数据传输速率可打到250kbps。面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构能更好的控制工业过程自动化的数据传输，操作简单、使用方便、价格低廉。本专利技术提出的工业无线传感网络架构支持我国独立设计研发的WIA
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PA无线传感网络协议标准，使用可靠性高，契合于我国当前工业自动化领域的自主创新进程。
附图说明
[0008]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0009]图1为本专利技术无线传感网络架构示意图。
[0010]图2为本专利技术网关硬件设计结构示意图。
[0011]图3为本专利技术工作流程示意图。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]本专利技术专利针对当前我国工业无线传感网络面对的数据延迟大、传输稳定性低等核心问题，全面剖析现阶段主流协议标准，开发了一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构。本专利技术目标是这样实现的：一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构，其特征在于所述方法包含以下方面：
面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构主要包含用户信息管理中心、WIA
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PA网关设备、传感器网络信号采集终端共三部分。面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构如图1所示：信息管理中心，由手持终端、PC终端等信息首发设备组成，信息管理中心直接面向用户，负责从局域网络获取传感器终端采集的工业传感信息，同时也对控制的工业无线传感网络做出指示、应用支撑技术操作等。
[0014]WIA
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PA网关设备，是一种集成有WIA
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PA协议的短程无线通信设备，工作在基于工业国际标准802.l5.4的2.4GHz频段。网关负责整个工业无线传感网络的调度、管理和优化，统一为网络设备分配通信资源，调度网络设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构，其特征在于，包括以下模块：用户信息管理中心、WIA
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PA网关设备、传感器网络信号采集终端；所述信息管理中心，由手持终端、PC终端等信息首发设备组成，信息管理中心直接面向用户，负责从局域网络获取传感器终端采集的工业传感信息，同时也对控制的工业无线传感网络做出指示、应用支撑技术操作；所述WIA
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PA网关设备，是集成有WIA
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PA协议的短程无线通信设备；网关负责整个工业无线传感网络的调度、管理和优化，统一为网络设备分配通信资源，调度网络设备的通信，同时监控和报告网络运行状态，WIA
‑
PA网关还是全网的时间同步源和均衡网络负载，是整个网络的核心；所述传感器网络信号采集终端，由支持WIA
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PA协议的无线传感器终端设备和无线传感路由设备组成的传感器信号采集网络，所述无线传感器终端设备负责信息的采集与发送工作，所述无线传感路由设备为低能耗的短程无线网络通信设备,其连接网络终端设备使其入网，具备网络路由功能，并可转发数据、系统管理和安全管理。2.根据权利要求1所述的面向WIA
‑
PA协议的工业无线传感网络架构，其特征在于，所述无线传感器终端设备包括传感器模块、CC2530芯片、电源模块、天线模块和晶体振荡电路；所述无线传感路由设备包括CC2530芯片、电源模块、天线模块、晶体振荡电路。3.根据权利要求1所述的面向WIA
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PA协议的工业无线传感网络架构，其特征在于，所述的WIA
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PA网关设备的FPGA芯片选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄儒，赵鑫鑫，姜凯，张晖，
申请(专利权)人：山东浪潮科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：