【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通讯转换，尤其涉及一种无线网关及其自组网方法。
技术介绍
1、矿下通信由于环境恶劣一直以来通讯不便利，采用电缆或光纤的有线通信，常规以太网电缆传输距离超过200m数据会失帧，若采用光纤则因工业设备接线口为rj45接口，需要外加模块由光纤变为以太网电缆，且因光纤易折后期维修保护困难；采用声波通信则因受制于传输距离跟传输速度。
技术实现思路
1、针对上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种无线网关及其自组网方法，采用410～490mhz的无线扩频通信，多信道保障了通信的抗干扰能力，接收灵敏度高达-129dbm，环境良好情况下传输距离10000米；且利用无线扩频可组网传输更远更灵活，可自适应进行动态地址分配。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种无线网关包括主控单元、及分别与所述主控单元电连接的有线通信单元、无线扩频通信单元、信号转换单元和电源单元；所述有线通信单元通过有线线缆与pc端上位机或上位端设备通信连接；所述无线扩频通信单元用于无线扩频通信连接；所述信号转换单元通过数据线与终端设备电连接；所述主控单元通过所述有线通信单元、所述无线扩频通信单元和所述信号转换单元进行所述pc端上位机或所述上位端设备，与所述终端设备之间的数据交互。
4、优选方式为，所述信号转换单元包括adc转换电路、dac转换电路、4-20ma转换电路和/或脉冲信号转换电路。
5、优选方式为，所述有线通信单元包括以太网转换电
6、一种无线网关的自组网方法，包括以下步骤：
7、步骤一、布置网络：将多个所述无线网关布置成链状，每个所述无线网关均为上述的无线网关；
8、按照从pc端上位机或上位端设备到终端设备的顺序，所有所述无线网关分别定义为第1无线网关、第2无线网关一直到第i无线网关，其中i为无线网关总数，所述第1无线网关与所述pc端上位机或所述上位端设备通信连接，所述第i无线网关与终端设备电连接，任意相邻两所述无线网关之间无线扩频通信连接；
9、步骤二、分配地址：所述第1无线网关开始准备自组网，通过随记函数筛选两个字节的十六进制作为自身地址，再将自身地址向四周进行广播；
10、收到广播的每个无线网关均根据接收的广播数据判断信号强度，随后通过随记函数筛选两个字节的十六进制作为自身地址，收到广播的每个无线网关将自身地址及各自的信号强度定向发给所述第1无线网关；
11、所述第1无线网关收到回发的数据后，根据信号强度，选取所述第2无线网关的地址并单独发送连接数据至所述第2无线网关，再存储所述第2无线网关的地址，确定所述第2无线网关为所述第1无线网关的唯一下一级地址，所述第1无线网关为所述第2无线网关的唯一上一级地址；
12、按照所述第2无线网关确定地址的方式，逐一确定剩下无线网关的地址；
13、且确定所述第i无线网关时，所述第i无线网关广播自身地址后无下一级无线网关响应，设定所述第i无线网关为设备透明模式，剩下所述无线网关设为中继模式，所述第i无线网关向所述终端设备交互数据，自组网完成。
14、优选方式为，在所述步骤一和所述步骤二之间，还包括以下步骤：
15、所述pc端上位机通过有线以太网通信电缆发给所述第1无线网关将要连接的mqtt协议内容，及所述pc端上位机与云服务器交互的一个或多个主题内容；
16、所述第1无线网关收到上述数据帧后，将所述有线通信单元的以太网口的tcp/ip协议封装成mqtt协议，连接云服务器。
17、优选方式为，组网完成后，所述第1无线网关检测到所述有线通信单元包括rj45接口及插在所述rj45接口上的以太网线后，所述第1无线网关的主控单元读取自动组网后存储的客户端协议数据及用户密码；
18、通过以太网口向云服务器发送connect连接请求；
19、连接后所述第1无线网关调用存储的一个或多个subscribe主题订阅，订阅成功后发布publish主题告知云服务器，以订阅规定的主题，云服务器开始发布主题数据；
20、所述第1无线网关接收到云服务器发布的主题数据后，根据mqtt协议解析数据，剥除协议头部保留需交互的数据，所述第1无线网关根据无线扩频协议将数据再次封装，封装后所述第1无线网关通过所述无线扩频通信单元将数据发出去；
21、所述第2无线网关、第3无线网关一直到第i-1无线网关接收到数据后，直接转发给同信道的下一级无线网关，直到所述第i无线网关接收到数据后，根据无线扩频通信协议进行数据解包，再通过modbus协议发送数据至对应的所述终端设备，该终端设备根据数据提取对应数据后，回发数据至所述pc端上位机。
22、优选方式为，还包括以下步骤：
23、步骤三、布置星型拓扑网络：在其中任一个所述无线网关的周围设置多个无线信号转换器，所有所述无线信号转换器以所述无线网关为准布置成星状；按照与所述无线网关的距离，所有所述无线信号转换器分别定义为第1无线信号转换器、第2无线信号转换器直到第j无线信号转换器，其中j为无线信号转换器总数，每个所述无线信号转换器均与所述无线网关无线扩频通信连接，每个所述无线信号转换器均与终端设备电连接；
24、步骤四、地址分配：所述无线网关发起广播，广播自身地址；
25、收到广播的无线信号转换器根据接收的广播数据判断信号强度，随后通过随记函数筛选两个字节的十六进制作为地址，再将自身地址及各自的信号强度定向发给所述无线网关；
26、步骤四、所述无线网关收到回发的数据后，根据信号强度，选取所述第1无线信号转换器的地址，并向所述第1无线信号转换器单独发送连接数据，所述第1无线信号转换器单独收到数据后，配置自身地址，下一次的所述无线网关组网广播中不再参与信号交互；
27、所述无线网关在确认所述第1无线信号转换器之后，将继续发送组网广播，剩下的无线信号转换器将继续进行信号交互，每一轮都会有一个无线信号转换器确认完成地址，直到所有的无线信号转换器确认完地址，自此所述无线网关保存了地址各不相同的无线信号转换器的地址，组网完成后，所述无线网关将通过地址定向与所需的无线信号转换器进行数据交互。
28、优选方式为，所述步骤四中，所述无线信号转换器发射自身地址之前，先扫描当前信道有没有数据，若当前信道空闲则立即发送，若当前信道有信道再传输，则随机延时几百毫秒再发送。
29、采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
30、由于本专利技术的无线网关及其自组网方法，其中无线网关包括主控单元、及分别与主控单元电连接的有线通信单元、无线扩频通信单元、信号转换单元和电源单元；有线通信单元通过有线线缆与p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线网关，其特征在于，包括主控单元、及分别与所述主控单元电连接的有线通信单元、无线扩频通信单元、信号转换单元和电源单元；
2.根据权利要求1所述的无线网关，其特征在于，所述信号转换单元包括ADC转换电路、DAC转换电路、4-20mA转换电路和/或脉冲信号转换电路。
3.根据权利要求1所述的无线网关，其特征在于，所述有线通信单元包括以太网转换电路、两路485信号转换电路和CAN信号转换电路，所述以太网转换电路用于所述PC端上位机进行通信，两路所述485信号转换电路和所述CAN信号转换电路用于与所述上位端设备进行通信。
4.一种无线网关的自组网方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的无线网关的自组网方法，其特征在于，在所述步骤一和所述步骤二之间，还包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的无线网关的自组网方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的无线网关的自组网方法，其特征在于，还包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的无线网关的自组网方法，其特征在于，所述步骤四中，所述无线
...【技术特征摘要】
1.一种无线网关，其特征在于，包括主控单元、及分别与所述主控单元电连接的有线通信单元、无线扩频通信单元、信号转换单元和电源单元；
2.根据权利要求1所述的无线网关，其特征在于，所述信号转换单元包括adc转换电路、dac转换电路、4-20ma转换电路和/或脉冲信号转换电路。
3.根据权利要求1所述的无线网关，其特征在于，所述有线通信单元包括以太网转换电路、两路485信号转换电路和can信号转换电路，所述以太网转换电路用于所述pc端上位机进行通信，两路所述485信号转换电路和所述can信号转换电路用于与所述上位端设备进行通信。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：李现虎，张芦芦，陆志昕，杜成忠，
申请(专利权)人：潍坊贵昌机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。