一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)。一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，包括信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心，所述信息發(fā)送節(jié)點包括：組網(wǎng)初始化模塊，接收中央控制平臺發(fā)送的地址映射表，進(jìn)入組網(wǎng)準(zhǔn)備；節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊，接收組網(wǎng)信標(biāo)及場強(qiáng)收集指令，進(jìn)行場強(qiáng)收集；數(shù)據(jù)特征判別模塊，提取數(shù)據(jù)信息特征；配置預(yù)處理模塊，進(jìn)行場強(qiáng)運算，進(jìn)入建立路由階段；所述信息采集節(jié)點包括：組網(wǎng)處理模塊，進(jìn)行組網(wǎng)準(zhǔn)備；場強(qiáng)信息接收模塊，接收信息發(fā)送節(jié)點指令，接收組網(wǎng)信標(biāo)以及場強(qiáng)收集指令；配置處理模塊接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表，建立路由，構(gòu)建無線自組織網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明信息采集及時準(zhǔn)確，可提升現(xiàn)代化智能小區(qū)中數(shù)據(jù)采集的效率及可靠性。
【專利說明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)，特別涉及一種以社區(qū)為應(yīng)用環(huán)境的基于物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。用于解決智能小區(qū)水、電、熱、氣、溫度、濕度、安全告警、視頻監(jiān)控等信息的采集和處理。

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與采集技術(shù)是一種以社區(qū)應(yīng)用環(huán)境的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用，用以解決以社區(qū)應(yīng)為應(yīng)用環(huán)境的水、電、熱、氣、安全告警、視頻監(jiān)控等的智能社區(qū)的信息采集應(yīng)用。
[0003]目前社區(qū)的信息采集，很多是人工或人工參與的非智能采集系統(tǒng)，這種采集系統(tǒng)，占用了大量的人力資源、物力成本居高不下，而且準(zhǔn)確度和實時性都得不到滿足。
[0004]隨著通信技術(shù)的發(fā)展，許多大中型城市都提出了數(shù)字化、智慧型城市的發(fā)展規(guī)劃。而不管對于城市的智能化管理以及社會型商品如水、電、氣、熱等數(shù)據(jù)信息的綜合管控，其實現(xiàn)的基礎(chǔ)首先是信息采集的問題。在此基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)就相關(guān)領(lǐng)域的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息采集問題進(jìn)行了深入研宄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，可以定時周期的采集小區(qū)的各種信息，并上報監(jiān)控中心，能夠有效可靠的解決小區(qū)的各種信息米集。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，包括信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心，信息收集中心收集信息發(fā)送節(jié)點的上傳信息并通過網(wǎng)絡(luò)上傳模塊傳送到中央控制平臺，中央控制平臺為信息收集的處理中心，所述信息發(fā)送節(jié)點包括組網(wǎng)初始化模塊、節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊、數(shù)據(jù)特征判別模塊、配置預(yù)處理模塊，其中:
組網(wǎng)初始化模塊接收中央控制平臺發(fā)送的信息采集節(jié)點的地址映射表后，進(jìn)入準(zhǔn)備組網(wǎng)階段；
節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊在接收信息收集中心發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)及場強(qiáng)收集指令后，進(jìn)行場強(qiáng)收集；
數(shù)據(jù)特征判別模塊采用相應(yīng)的處理軟件和協(xié)議提取數(shù)據(jù)信息特征；
配置預(yù)處理模塊進(jìn)行場強(qiáng)運算，進(jìn)入建立路由階段；
所述信息采集節(jié)點包括:組網(wǎng)處理模塊、場強(qiáng)信息接收模塊、配置處理模塊:
組網(wǎng)處理模塊，在信息采集節(jié)點上電后，進(jìn)行組網(wǎng)準(zhǔn)備；
場強(qiáng)信息接收模塊，用于接收信息發(fā)送節(jié)點指令，接收組網(wǎng)信標(biāo)以及場強(qiáng)收集指令；
配置處理模塊接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表，建立路由，構(gòu)建無線自組織網(wǎng)絡(luò)；
由此，所述信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心、中央控制平臺相互連接，協(xié)調(diào)工作，共同構(gòu)成完整的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。
[0007]發(fā)明有益效果:
1、本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，可建立高效率、高穩(wěn)定性的采集網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集，有效可靠的解決了小區(qū)的各種信息采集。具有結(jié)構(gòu)簡單、信息采集及時準(zhǔn)確，信息保存和歷史瀏覽的功能，可提升現(xiàn)代化智能小區(qū)中數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)控的效率及可靠性。本系統(tǒng)目前已經(jīng)在數(shù)個小區(qū)試點，客戶反映，信息收集正確、歷史記錄保存完整、信息收集周期可以根據(jù)用戶需求隨時修改，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)收集的靈活性。具有低功耗、低成本、使用方便、操作簡單的特點。
[0008]2、本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點組網(wǎng)及路由建立的方法能夠?qū)崿F(xiàn)一個大的區(qū)域內(nèi)無線節(jié)點的查找和數(shù)據(jù)通信。當(dāng)節(jié)點發(fā)生變化時，能夠自適應(yīng)查找變化的節(jié)點。根據(jù)新的查找節(jié)點表，而建立新的節(jié)點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。可為用戶實時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制提供無縫的、高速實時的、可靠的、低成本的解決方案；且提升了路由建立的效率及可靠性，提升了無線數(shù)據(jù)相信接入系統(tǒng)中路由建立的效率。無線節(jié)點間數(shù)據(jù)的傳輸快捷方便，不會因為節(jié)點的變化而有任何影響，有效可靠的解決了小區(qū)的各種信息采集。信息收集正確、完整，信息收集周期可以根據(jù)用戶需求隨時修改，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)收集的靈活性。
[0009]3、本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，采用基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行自組網(wǎng)，可兼具分布式和集中式系統(tǒng)的特征，應(yīng)用于小區(qū)信息智能收集系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、通用性強(qiáng)、施工鋪設(shè)簡單、維護(hù)方便以及工程總成本低等特點?？蔀橛脩魧崟r準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制提供無縫的、高速實時的、可靠的、低成本的解決方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]
圖1是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是信息發(fā)送節(jié)點及信息采集節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖，其中信息發(fā)送節(jié)點包括組網(wǎng)初始化模塊s201，節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202，數(shù)據(jù)特征判別模塊s203 ;配置預(yù)處理模塊s204，信息采集節(jié)點包括組網(wǎng)處理模塊s301，場強(qiáng)信息接收模塊s302，配置處理模塊s303。

【具體實施方式】
[0011]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0012]實施例1
參見圖1、圖2，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，包括信息發(fā)送節(jié)點(ISU，Informat1n Send Unit) 40、信息米集節(jié)點(ICU，Informat1n Collect Unit) 30、信息收集中心(ICC，Informat1n Collect1n Center) 20、中央控制平臺(CCP，Central ControlPlatform )100，信息收集中心20收集信息發(fā)送節(jié)點40的信息并上傳到中央控制平臺100，中央控制平臺為信息收集的處理中心，信息發(fā)送節(jié)點包括組網(wǎng)初始化模塊s201、節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202、數(shù)據(jù)特征判別模塊s203、配置預(yù)處理模塊s204 ;所述信息采集節(jié)點包括組網(wǎng)處理模塊s301、場強(qiáng)信息接收模塊s302、配置處理模塊s303。所述信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心、中央控制平臺相互連接，協(xié)調(diào)工作，共同構(gòu)成完整的無線數(shù)據(jù)?目息米集系統(tǒng)。
[0013]組網(wǎng)初始化模塊接收中央控制平臺發(fā)送的信息采集節(jié)點的地址映射表后，進(jìn)入準(zhǔn)備組網(wǎng)階段；節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊在接收信息收集中心發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)及場強(qiáng)收集指令后，進(jìn)行場強(qiáng)收集；數(shù)據(jù)特征判別模塊采用相應(yīng)的處理軟件和協(xié)議。
[0014]數(shù)據(jù)特征判別模塊處于組網(wǎng)初始化模塊和配置預(yù)處理模塊之間，用于采集的數(shù)據(jù)判別和處理。信息數(shù)據(jù)在發(fā)送和接受時，有幀頭、幀尾以及校驗等。信息內(nèi)容主要有溫度、濕度、電表、水表、ΡΜ2.5、視頻圖像等。提取數(shù)據(jù)信息特征，氣體濃度特征提取氣體濃度計量單位；圖像提取是畫面幀數(shù)，水表特征提取的水表的計量單位讀數(shù)；根據(jù)采集數(shù)據(jù)的不同特征，分別計算。
[0015]配置預(yù)處理模塊，用于進(jìn)行場強(qiáng)運算，進(jìn)入建立路由階段；
所述信息采集節(jié)點的組網(wǎng)處理模塊，在信息采集節(jié)點上電后，進(jìn)行組網(wǎng)準(zhǔn)備；場強(qiáng)信息接收模塊，用于接收信息發(fā)送節(jié)點指令，接收組網(wǎng)信標(biāo)以及場強(qiáng)收集指令；
配置處理模塊，用于接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表，建立路由。
[0016]實施例2
參見圖1、圖2，本實施例的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，與實施例1不同的是:在前述實施例基礎(chǔ)上，所述信息發(fā)送節(jié)點接收中央控制平臺的讀表指令，并將該讀表指令發(fā)送給下一級的信息采集節(jié)點；接收該讀表指令的信息采集節(jié)點通過多跳路由的方式，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)到其他的信息采集節(jié)點；接收到該讀表指令的信息采集節(jié)點可采集與其關(guān)聯(lián)的電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)，該電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)至少包括電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等所顯示的用電度數(shù)等。
[0017]信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送節(jié)點查詢信息，信息接收節(jié)點收到信息發(fā)送節(jié)點查詢信息，設(shè)置任一節(jié)點為主節(jié)點，建立主節(jié)點查詢鏈表，依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點，建立從節(jié)點查詢鏈表，完成節(jié)點間的通信。
[0018]在信息發(fā)送節(jié)點和信息采集節(jié)點設(shè)置為內(nèi)部方法休眠/激化方法，開始所有的節(jié)點均為休眠方式，主節(jié)點根據(jù)場強(qiáng)信號的大小查詢區(qū)域內(nèi)所有的節(jié)點，形成一個節(jié)點分布圖；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送采集信息時，信息發(fā)送節(jié)點有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，發(fā)送節(jié)點查詢信息，信息采集節(jié)點收到信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的查詢信息，由休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，采集信息，發(fā)送所采集的信息；信息采集節(jié)點發(fā)送信息結(jié)束后，由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點收到信息采集節(jié)點發(fā)送的信息后，信息發(fā)送節(jié)點有又由激活狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；信息發(fā)送節(jié)點如果在一定的時間內(nèi)，沒有收到信息采集節(jié)點的信息，也變?yōu)樾菝郀顟B(tài)，并記錄?目息米集節(jié)點失聯(lián)。
[0019]本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，實際上是一個通信中間件，用戶的數(shù)據(jù)采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)交給ICC發(fā)送；CCP接收ICC發(fā)出的數(shù)據(jù)，再通過上述網(wǎng)絡(luò)上傳模塊(Wifi網(wǎng)關(guān))交給用戶數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行后續(xù)處理。該數(shù)據(jù)采集設(shè)備可為信息采集節(jié)點，該用戶數(shù)據(jù)處理設(shè)備小區(qū)平臺的信息采集中心控制平臺。
[0020]將基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)作為信息發(fā)送節(jié)點的下行采集通道，實現(xiàn)信息發(fā)送節(jié)點和電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等之間的數(shù)據(jù)的透明傳輸，具體的方式如下:將電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等作為一個計量點，同時也是一個數(shù)據(jù)采集點，ICC安裝在電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等側(cè)；ICC的安裝既可以嵌入到電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等中，與電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等形成一體化的設(shè)計，成為基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等，同時也可以設(shè)置于信息采集節(jié)點與電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的485總線相連，形成485信息采集節(jié)點；將CCP安裝在信息發(fā)送節(jié)點側(cè)，信息發(fā)送節(jié)點可以將CCP嵌入到信息發(fā)送節(jié)點中，也可以通過485或232接口與信息發(fā)送節(jié)點連接。構(gòu)建好以上的機(jī)構(gòu)之后，即可開通組網(wǎng)，形成基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的下行網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以形成信息發(fā)送節(jié)點和電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等之間的透明的通信通道，實現(xiàn)電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等和信息發(fā)送節(jié)點之間的透明數(shù)據(jù)采集，信息發(fā)送節(jié)點可以通過協(xié)議，直接讀取網(wǎng)內(nèi)任意電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的參數(shù)。本實施例中，ICC設(shè)置于信息采集節(jié)點，CCP設(shè)置于信息發(fā)送節(jié)點。安裝在信息發(fā)送節(jié)點的CCP與安裝在信息采集節(jié)點的ICC之間可以通信，而ICC相互之間不能直接通信，但可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0021]上述信息發(fā)送節(jié)點接收中央控制平臺CCP的讀表指令后，將該讀表指令發(fā)送給下一級的信息采集節(jié)點；接收該讀表指令的信息采集節(jié)點通過多跳路由的方式，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)其他的信息采集節(jié)點；接收到該讀表指令的信息采集節(jié)點可采集與其關(guān)聯(lián)電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)，該電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)至少包括電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等所顯示的用電度數(shù)等；一個信息采集節(jié)點可與一個或多個電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等關(guān)聯(lián)，采集電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)；該信息采集節(jié)點在采集到電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)后，通過其他信息采集節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)或者直接反饋給信息發(fā)送節(jié)點；該信息發(fā)送節(jié)點在收集到基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等參數(shù)后，通過網(wǎng)絡(luò)上傳模塊(Wifi網(wǎng)關(guān))網(wǎng)關(guān)發(fā)送給中央控制平臺CCP，以便中央控制平臺CCP完成對電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度、控制或者計費等功能。
[0022]上述基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，在進(jìn)行自動化抄表之前，需要先進(jìn)行基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。
[0023]中央控制平臺(CCP)可用于規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確定微蜂窩地域及數(shù)量，形成蜂窩結(jié)構(gòu)；并根據(jù)該蜂窩結(jié)構(gòu)確定CCP的編碼方案；以及根據(jù)該CCP的編碼方案，分配頻率資源給CCP，確定ICC的物理地址及邏輯地址，形成兩者的地址映射表。
[0024]設(shè)置有CCP的信息發(fā)送節(jié)點，可從該中央控制平臺CCP中下載該地址映射表，并在確定所有的ICC都在線后，指示中央控制平臺CCP建路由，組網(wǎng)絡(luò)。
[0025]上述組網(wǎng)處理模塊s301具體用于:接收地址映射表后，確定所述地址映射表是為批量或者增量；當(dāng)為增量時，根據(jù)所述地址映射表判斷是否有相應(yīng)的主動加入記錄；如有，則發(fā)送場強(qiáng)收集指令；否則，作為批量處理；當(dāng)為批量時，根據(jù)所述地址映射表計算并確定信道，并發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)進(jìn)行組網(wǎng)。
[0026]上述組網(wǎng)處理模塊s301接收到信息采集節(jié)點的地址映射表后，根據(jù)該地址映射表可確定新加入網(wǎng)絡(luò)的信息采集節(jié)點的數(shù)量，當(dāng)新加入網(wǎng)絡(luò)的信息采集節(jié)點數(shù)量較多時，可確認(rèn)為批量；當(dāng)新加入網(wǎng)絡(luò)的信息采集節(jié)點數(shù)量較少時，可確認(rèn)為增量。上述批量與增量的判定，可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行。該數(shù)值根據(jù)實際情況而定。
[0027]當(dāng)為批量時，上述組網(wǎng)處理模塊s301針對該地址映射表中的信息采集節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)，計算并確定傳輸信道并發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)。
[0028]當(dāng)為增量時，上述組網(wǎng)處理模塊s301再進(jìn)一步根據(jù)該地址映射表判斷上述信息采集節(jié)點是否有主動加入網(wǎng)絡(luò)的記錄；如有，則可通過節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202直接發(fā)送場強(qiáng)收集指令，收集該信息采集節(jié)點的場強(qiáng)信息，使其加入網(wǎng)絡(luò)。否則，可將沒有主動加入網(wǎng)絡(luò)記錄的信息采集節(jié)點作為批量處理。
[0029]上述節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202具體用于:在指定頻道組進(jìn)行掃描；在接收信號幀后，判斷所述信號幀是否合法；在所述信號幀合法時，記錄所述信號幀中包含的場強(qiáng)信息。上述場強(qiáng)收集包括:發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)后的場強(qiáng)收集以及發(fā)送場強(qiáng)收集指令后的場強(qiáng)收集。
[0030]該發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)后的場強(qiáng)收集是指，當(dāng)上述組網(wǎng)處理模塊s301發(fā)送完組網(wǎng)信標(biāo)后，上述信息采集節(jié)點需對該組網(wǎng)信標(biāo)分級進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，且先收到組網(wǎng)信標(biāo)的信息采集節(jié)點可對外發(fā)送場強(qiáng)信息；該節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202可指定頻道組內(nèi)掃描，接收其附近的(比如第一層等)信息采集節(jié)點發(fā)出的場強(qiáng)信息；接收后，進(jìn)行幀的合法性驗證，可先判斷該接收的實際信道(號)是否為指定信道(號)，再判斷中心網(wǎng)絡(luò)地址(信息發(fā)送節(jié)點地址)是否正確，在該實際信道為指定信道且中心網(wǎng)絡(luò)地址正確時，則確定為合法幀；則可存儲該幀并記錄場強(qiáng)信息；此時，信息采集節(jié)點對組網(wǎng)信標(biāo)的轉(zhuǎn)發(fā)周期還未結(jié)束，該節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊202也還未發(fā)出場強(qiáng)收集指令。
[0031]上述節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202可在該組網(wǎng)信標(biāo)的轉(zhuǎn)發(fā)周期結(jié)束后，發(fā)送場強(qiáng)收集指令，進(jìn)行場強(qiáng)收集。該組網(wǎng)信標(biāo)的轉(zhuǎn)發(fā)周期，可根據(jù)信息采集節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)的圈(層)數(shù)進(jìn)行計算。
[0032]上述節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202在發(fā)送場強(qiáng)收集后，可通過在指定頻道組進(jìn)行掃描，收集信息采集節(jié)點返回的場強(qiáng)信息；并對收集的幀進(jìn)行合法性判斷，確定為合法幀后，可記錄相應(yīng)的場強(qiáng)信息。
[0033]上述節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊s202還可根據(jù)對信息采集節(jié)點的場強(qiáng)信息收集情況，判斷場強(qiáng)是否收集完成。如未完成，則可繼續(xù)發(fā)送場強(qiáng)收集指令，進(jìn)行場強(qiáng)收集；否則，則可進(jìn)行場強(qiáng)運算，進(jìn)入入網(wǎng)配置階段。
[0034]上述數(shù)據(jù)特征判別模塊s203處于組網(wǎng)初始化模塊和配置預(yù)處理模塊之間，用于采集的數(shù)據(jù)判別和處理。信息數(shù)據(jù)在發(fā)送和接受時，有幀頭、幀尾以及校驗等。信息內(nèi)容主要有溫度、濕度、電表、水表、PM2.5、視頻圖像等。提取數(shù)據(jù)信息特征，氣體濃度特征提取氣體濃度計量單位；圖像提取是畫面幀數(shù)，水表特征提取的水表的計量單位讀數(shù)；根據(jù)采集數(shù)據(jù)的不同特征，分別計算。
[0035]上述數(shù)據(jù)特征判別模塊s203接受場強(qiáng)收集測量模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，給每個數(shù)據(jù)，根據(jù)其特征判斷，依次區(qū)別數(shù)據(jù)包括但不限于溫度、濕度、電表、水表、PM2.5、視頻圖像等。
[0036]上述信息配置預(yù)處理模塊s204具體用于:進(jìn)行場強(qiáng)運算，給每個信息采集節(jié)點配置多條路徑并形成配置表；將所述配置表發(fā)送至信息采集節(jié)點；接收信息采集節(jié)點的反饋信息。
[0037]上述信息配置預(yù)處理模塊s204可在場強(qiáng)收集完成后，對收集的信息采集節(jié)點場強(qiáng)進(jìn)行場強(qiáng)運算，計算通信路徑，并為每一信息采集節(jié)點配置5條通信路徑，并建立配置表進(jìn)行存儲；然后將配置表發(fā)送至信息采集節(jié)點，再接收信息采集節(jié)點的反饋信息，以判斷配置是否成功；在上述地址映射表所有的信息采集節(jié)點都配置成功后，則組網(wǎng)結(jié)束。由此，可建立高效率、高穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0038]上述組網(wǎng)初始化模塊s201可具體用于:信息采集節(jié)點讀取電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等地址，在讀取成功時，將電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的長地址替換為短地址。
[0039]在信息采集節(jié)點以及電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等上電后，該信息采集節(jié)點可通過組網(wǎng)初始化模塊s201讀取電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等地址；該電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等地址根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，通常為8個字節(jié)。在讀取成功后，則可將該電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等地址替換為短地址，該短地址可為該電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等地址8個字節(jié)中的最后3個字節(jié)。此時，信息采集節(jié)點的入網(wǎng)準(zhǔn)備完成，可進(jìn)行主頻道組掃描或指定頻道組掃描，進(jìn)入場強(qiáng)收集階段。該主頻道組掃描包括對19個頻道掃描，該指定頻道組掃描包括對6個頻道掃描。
[0040]上述場強(qiáng)信息接收模塊s302可具體用于:接收組網(wǎng)信標(biāo)，判斷是否為指定的信道所發(fā)送；如是指定信道所發(fā)送，則記錄場強(qiáng)并判斷是否超過轉(zhuǎn)發(fā)的限定值；如未超過轉(zhuǎn)發(fā)的限定值，則轉(zhuǎn)發(fā)所述組網(wǎng)信標(biāo)。
[0041]當(dāng)上述信息采集節(jié)點還未入網(wǎng)時，則該信息采集節(jié)點通過場強(qiáng)信息接收模塊s302先進(jìn)行主頻道組掃描；在接收到信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)后，則可判斷是否為指定的信道所發(fā)送；如是，則記錄相應(yīng)場強(qiáng)，并判斷是否超過轉(zhuǎn)發(fā)的限定值。該轉(zhuǎn)發(fā)的限定值可根據(jù)具體情況設(shè)置，比如在基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)為多級多跳(MESH)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，該限定值可為η ;n為一個1~100的整數(shù)，可以隨意設(shè)置。即該網(wǎng)絡(luò)中可設(shè)置η層信息采集節(jié)點，信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的指令轉(zhuǎn)發(fā)m圈。m為一個I?100的整數(shù)，可以隨意設(shè)置。進(jìn)行判斷時，場強(qiáng)信息接收模塊s302可根據(jù)自身地址號，利用TDMA (TimeDivis1n Multiple Access，時分多址)協(xié)議，計算時隙號以及轉(zhuǎn)發(fā)圈數(shù)，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行判斷。如果達(dá)到最高的轉(zhuǎn)發(fā)圈數(shù)(即限定值)，則不再轉(zhuǎn)發(fā)該組網(wǎng)信標(biāo)；否則可通過CSMA(Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽多路訪問)協(xié)議進(jìn)行載波偵聽，在信道空閑時轉(zhuǎn)發(fā)組網(wǎng)信標(biāo)；如果信道忙，則可等到下一圈再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0042]上述場強(qiáng)信息接收模塊s302還可具體用于:接收場強(qiáng)收集指令，判斷所述場強(qiáng)收集指令是否合法；如所述場強(qiáng)收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則轉(zhuǎn)發(fā)所述場強(qiáng)收集指令；否則，根據(jù)所述場強(qiáng)收集指令進(jìn)行反饋。
[0043]當(dāng)上述信息采集節(jié)點已入網(wǎng)時，則該信息采集節(jié)點通過場強(qiáng)信息接收模塊s302進(jìn)行指定頻道組掃描；在接收到信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的場強(qiáng)收集指令后，可判斷該場強(qiáng)收集指令是否合法；如合法，則繼續(xù)判斷是否為中繼；如為中繼，則根據(jù)中繼地址繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該場強(qiáng)收集指令；如不為中繼，則判斷其目的地址是否為本信息發(fā)送節(jié)點，如是則根據(jù)該場強(qiáng)收集指令進(jìn)行反饋，協(xié)助信息發(fā)送節(jié)點進(jìn)行場強(qiáng)收集。該反饋中可包含短地址，給信息發(fā)送節(jié)點確認(rèn)。
[0044]上述配置處理模塊s303可具體用于:接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表以及經(jīng)信息發(fā)送節(jié)點確認(rèn)的短地址，并發(fā)送反饋信息至信息發(fā)送節(jié)點。
[0045]上述信息采集節(jié)點可通過配置處理模塊s303在指定頻道組進(jìn)行掃描，接收信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的與該信息采集節(jié)點相對應(yīng)的配置表以及經(jīng)信息發(fā)送節(jié)點確認(rèn)的短地址，并發(fā)送反饋信息至信息發(fā)送節(jié)點，由此完成入網(wǎng)配置。該配置表包括信息發(fā)送節(jié)點根據(jù)收集的場強(qiáng)信息，針對網(wǎng)絡(luò)中每一信息采集節(jié)點計算的多條(比如8條)通信路徑。至此，信息采集節(jié)點的入網(wǎng)完成。通過上述方式可提升組網(wǎng)的效率及可靠性。
[0046]上述基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，通過上述組網(wǎng)方式進(jìn)行自組網(wǎng)，可兼具分布式和集中式系統(tǒng)的特征，應(yīng)用于電力自動抄表系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、通用性強(qiáng)、施工鋪設(shè)簡單、維護(hù)方便以及工程總成本低等特點。采用基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可為用戶實時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制提供無縫的、高速實時的、可靠的、低成本的解決方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，包括信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心，信息收集中心收集信息發(fā)送節(jié)點的上傳信息并通過網(wǎng)絡(luò)上傳模塊傳送到中央控制平臺，中央控制平臺為信息收集的處理中心，其特征在于: 所述信息發(fā)送節(jié)點包括組網(wǎng)初始化模塊、節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊、數(shù)據(jù)特征判別模塊、配置預(yù)處理模塊，其中: 組網(wǎng)初始化模塊接收中央控制平臺發(fā)送的信息采集節(jié)點的地址映射表后，進(jìn)入準(zhǔn)備組網(wǎng)階段； 節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊在接收信息收集中心發(fā)送的組網(wǎng)信標(biāo)及場強(qiáng)收集指令后，進(jìn)行場強(qiáng)收集； 數(shù)據(jù)特征判別模塊采用相應(yīng)的處理軟件和協(xié)議提取數(shù)據(jù)信息特征； 配置預(yù)處理模塊進(jìn)行場強(qiáng)運算，進(jìn)入建立路由階段； 所述信息采集節(jié)點包括:組網(wǎng)處理模塊、場強(qiáng)信息接收模塊、配置處理模塊: 組網(wǎng)處理模塊，在信息采集節(jié)點上電后，進(jìn)行組網(wǎng)準(zhǔn)備； 場強(qiáng)信息接收模塊，用于接收信息發(fā)送節(jié)點指令，接收組網(wǎng)信標(biāo)以及場強(qiáng)收集指令； 配置處理模塊接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表，建立路由，構(gòu)建無線自組織網(wǎng)絡(luò)； 由此，所述信息發(fā)送節(jié)點、信息采集節(jié)點、信息收集中心、中央控制平臺相互連接，協(xié)調(diào)工作，共同構(gòu)成完整的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:每個信息采集節(jié)點可與一個或多個電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理終端關(guān)聯(lián)，采集電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理相關(guān)參數(shù)；該信息采集節(jié)點在采集到電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理參數(shù)后，通過其他信息采集節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)或者直接反饋給信息發(fā)送節(jié)點；該信息發(fā)送節(jié)點在收集到基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理參數(shù)后，通過網(wǎng)絡(luò)上傳模塊發(fā)送給中央控制平臺CCP ;所述信息發(fā)送節(jié)點接收中央控制平臺的讀表指令，并將該讀表指令發(fā)送給下一級的信息采集節(jié)點；接收該讀表指令的信息采集節(jié)點通過多跳路由的方式，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)到其他的信息采集節(jié)點；接收到該讀表指令的信息采集節(jié)點采集與其關(guān)聯(lián)的電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理相關(guān)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:信息發(fā)送節(jié)點的組網(wǎng)處理模塊在接收地址映射表后，確定所述地址映射表是為批量或者增量；當(dāng)為增量時，根據(jù)所述地址映射表判斷是否有相應(yīng)的主動加入記錄；如有，則發(fā)送場強(qiáng)收集指令；否則，作為批量處理；當(dāng)為批量時，根據(jù)所述地址映射表計算并確定信道，并發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)進(jìn)行組網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:信息發(fā)送節(jié)點中的節(jié)點場強(qiáng)收集測量模塊用于對指定頻道組進(jìn)行掃描，在接收信號幀后，判斷所述信號幀是否合法；在所述信號幀合法時，記錄所述信號幀中包含的場強(qiáng)信息；配置預(yù)處模塊進(jìn)行場強(qiáng)運算，給每個信息采集節(jié)點配置多條路徑并形成配置表；將所述配置表發(fā)送至信息采集節(jié)點；接收信息采集節(jié)點的反饋信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:信息采集節(jié)點讀取電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理地址，在讀取成功時，通過組網(wǎng)處理模塊將電表、水表、氣表、溫度、濕度、視頻監(jiān)控、安全管理等的長地址替換為短地址；場強(qiáng)信息接收模塊接收組網(wǎng)信標(biāo)，判斷是否為指定的信道所發(fā)送；如是指定信道所發(fā)送，則記錄場強(qiáng)并判斷是否超過轉(zhuǎn)發(fā)的限定值；如未超過轉(zhuǎn)發(fā)的限定值，則轉(zhuǎn)發(fā)所述組網(wǎng)信標(biāo)；配置處理模塊接收信息發(fā)送節(jié)點的配置表以及經(jīng)信息發(fā)送節(jié)點確認(rèn)的短地址，并發(fā)送反饋信息至信息發(fā)送節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:所述場強(qiáng)信息接收模塊接收場強(qiáng)收集指令，并判斷所述場強(qiáng)收集指令是否合法；如所述場強(qiáng)收集指令合法，則判斷是否為中繼；如是，則轉(zhuǎn)發(fā)所述場強(qiáng)收集指令；否則，根據(jù)所述場強(qiáng)收集指令進(jìn)行反饋。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送節(jié)點查詢信息，信息接收節(jié)點收到信息發(fā)送節(jié)點查詢信息，設(shè)置任一節(jié)點為主節(jié)點，建立主節(jié)點查詢鏈表，依次查詢區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點，建立從節(jié)點查詢鏈表，完成節(jié)點間的通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，其特征在于:在信息發(fā)送節(jié)點和信息采集節(jié)點設(shè)置為內(nèi)部方法休眠/激化方法，開始所有的節(jié)點均為休眠方式，主節(jié)點根據(jù)場強(qiáng)信號的大小查詢區(qū)域內(nèi)所有的節(jié)點，形成一個節(jié)點分布圖；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送采集信息時，信息發(fā)送節(jié)點有休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，發(fā)送節(jié)點查詢信息，信息采集節(jié)點收到信息發(fā)送節(jié)點發(fā)送的查詢信息，由休眠變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，采集信息，發(fā)送所采集的信息；信息采集節(jié)點發(fā)送信息結(jié)束后，由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；當(dāng)信息發(fā)送節(jié)點收到信息采集節(jié)點發(fā)送的信息后，信息發(fā)送節(jié)點有又由激活狀態(tài)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)；信息發(fā)送節(jié)點如果在一定的時間內(nèi)，沒有收到信息采集節(jié)點的信息，也變?yōu)樾菝郀顟B(tài)，并記錄信息采集節(jié)點失聯(lián)。
【文檔編號】H04W40/02GK104507134SQ201410713749
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】柴遠(yuǎn)波, 李偉, 肜瑤, 鄭晶晶, 王志剛, 陳萬里 申請人:黃河科技學(xué)院