一种无线数据传输方法及系统与流程

本发明涉及无线数据通信技术领域，具体涉及一种无线数据传输方法及系统。

背景技术：

无线通信技术的发展扩大了数据交换传输的范围。由于无线数据传输技术的便捷相较于安装难度大、成本高的有线数据传输方式，具有明显的优势，因此无线数据传输技术的应用越来越广泛。

发明专利申请CN 104348523 A公开了一种无线传感器节点的数据传输方法，当无线传感器节点有数据需要传输时，发起蓝牙连接建立过程，建立与蓝牙接入点之间的蓝牙连接；无线传感器节点与蓝牙接入点之间进行上行数据传输；蓝牙接入点对上行数据进行透明转发，发送给监控中心；上行数据传输完毕，发起蓝牙断开连接过程。但目前的无线传输方式，传输距离近，且易受周边无线信号的干扰。因此，如何实现无线数据的抗干扰远距离传输，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无线数据传输方法及系统，实现无线数据的远距离传输。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种无线数据传输方法，包括以下步骤：

S1，建立监测中心与多个终端节点之间的逐层传递的无线数据通信链路，所述监测中心和第一层终端节点无线连接，每个上级终端节点与至少一个下级远程终端节点无线连接；

S2，设置各终端节点的通信频率；

S3，各终端节点接收数据报文并进行数据报文转发，上行数据报文直接放入上行队列中等待发送，下行数据报文确定目标终端节点后再将数据报文加入下行队列中等待发送。

在上述技术方案的基础上，所述无线数据通信链路为虚拟树型，顶层为监测中心，顶层下面的第一层至第四层为终端节点。

在上述技术方案的基础上，每个终端节点最初位置均处于虚拟树的底层即第四层，各终端节点向上查找位于其上一层的上级终端节点，若查找到对应的上级终端节点，建立该终端节点与上级终端节点的连接；若查找不到，将该终端节点的虚拟ID改为其上一层的上级终端节点的虚拟ID，该终端节点在虚拟树的位置上升一层；每一终端节点持续向上查找位于其上一层的上级终端节点，直至该终端节点建立与上级终端节点的连接或该终端节点移动到第一层。

在上述技术方案的基础上，当某一终端节点向上移动到第一层后，该终端节点以固定跳频序列向监测中心发包，若监测中心响应，则建立该终端节点与监测中心的连接；若监测中心不响应，则建立该终端节点与同层的其他终端节点的连接；若第一层的所有终端节点均无法与监测中心连接，则重新开始建立无线通信链路。

在上述技术方案的基础上，步骤S2的具体步骤包括：设置监测中心与第一层终端节点之间、各终端节点和与其连接的下级终端节点之间的通信频率，其中：监测中心与第一层终端节点之间的通信频率一致，一终端节点和与其建立连接的下级终端节点为一个通信单元，同一通信单元内的终端节点之间的通信频率一致，不同通信单元内终端节点的通信频率不同。

在上述技术方案的基础上，各终端节点的通信频率以固定的速率进行跳变。

在上述技术方案的基础上，步骤S3的具体步骤包括：

S301，在每个终端节点内均设置一张存储所有终端节点的物理ID和通信频率的频率表；

S302，各终端节点接收数据报文后，判断数据报文的发送方向；若数据报文是下级终端节点发送给监测中心的，进入步骤S303；若数据报文是监测中心发送给下级终端节点的，进入步骤S304；

S303，直接将数据报文加入上行队列中等待发送，结束；

S304，查找频率表，根据数据报文中记录的目标终端节点的物理ID确定目标终端节点，并将数据报文加入下行队列中等待发送，结束。

在上述技术方案的基础上，所述终端节点内设有一个定时器，如果预设时间间隔内未收到下级终端节点发送的数据报文，则将所述下级终端节点的物理ID及通信频率从频率表中删除。

在上述技术方案的基础上，每当所述终端节点收到下级终端节点传送的数据报文时更新频率表。

本发明还公开了一种无线数据传输系统，包括监测中心和多级终端节点，所述监测中心和多级终端节点组成虚拟树型无线数据通信链路，所述的监测中心和第一层的终端节点无线连接，每个上级终端节点与至少一个下级远程终端节点无线连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过建立监测中心与处于多层的终端节点之间的逐层传递的无线数据通信链路，实现信息的逐层传递，从而实现终端节点与监测中心间的远距离无线数据通信。

2、通过设置多层终端节点的不同通信频率并进行频率跳变，减少了通信干扰，保证了通信链路的稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中无线数据传输方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中无线数据传输方法步骤S3的流程示意图；

图3为本发明实施例中无线数据传输系统的结构框图。

图中：1-监测中心，2-终端节点。

具体实施方式

参见图1所示，本发明实施例提供一种无线数据传输方法，包括以下步骤：

S1，建立监测中心1与处于多层的终端节点2之间的逐层传递的无线数据通信链路，每一个终端节点2都有两个ID，一个虚拟ID，一个物理ID；监测中心1和第一层终端节点2无线连接，每个上级终端节点2与至少一个下级远程终端节点2无线连接；

S2，设置各终端节点2的通信频率；

S3，各终端节点2接收数据报文并进行数据报文转发，上行数据报文直接放入上行队列中等待发送，下行数据报文确定目标终端节点2后再将数据报文加入下行队列中等待发送。本发明通过建立监测中心1与处于多层的终端节点2之间的逐层传递的无线数据通信链路，实现信息的逐层传递，从而实现终端节点2与监测中心1间的远距离无线数据通信。

无线数据通信链路为虚拟树型，顶层为监测中心1，顶层下面的第一层至第四层为终端节点2。

每一个终端节点2都可在虚拟树上移动，每个终端节点2最初位置均处于虚拟树的底层即第四层，各终端节点2向上查找位于其上一层的上级终端节点2，若查找到对应的上级终端节点2，建立该终端节点2与上级终端节点2的连接；若查找不到，将该终端节点2的虚拟ID改为其上一层的上级终端节点2的虚拟ID，该终端节点2在虚拟树的位置上升一层；各终端节点2持续向上查找位于其上一层的上级终端节点2，直至该终端节点2建立与上级终端节点2的连接或该终端节点2移动到第一层。

当某一终端节点2向上移动到第一层后，该终端节点2以固定跳频序列向监测中心1发包，若监测中心1响应，建立该终端节点2与监测中心1的连接；若监测中心1不响应，建立该终端节点2与同层的其他终端节点2的连接；若第一层的所有终端节点2均无法与监测中心1连接，则重新开始建立无线通信链路。

步骤S2的具体步骤包括：从上至下依次设置监测中心1与第一层终端节点2之间、各终端节点2和与其连接的下级终端节点2之间的通信频率，其中：监测中心1与第一层终端节点2之间的通信频率一致，一终端节点2和与其建立连接的下级终端节点2为一个通信单元，同一通信单元内的终端节点2之间的通信频率一致，不同通信单元内终端节点2的通信频率不同。各终端节点2的通信频率以固定的速率进行跳变。各终端节点2的通信频率按照下述规则进行跳变：f为跳变前通信频率，F为跳变后通信频率，F等于f与32之和除以96的余数。通过设置多层终端节点2的不同通信频率并进行频率跳变，减少了通信干扰，保证了通信链路的稳定。

参见图2所示，步骤S3的具体步骤包括：

S301，在每个终端节点2内均设置一张存储所有终端节点2的物理ID和通信频率的频率表；

S302，各终端节点2接收数据报文后，判断数据报文的发送方向；若数据报文是下级终端节点2发送给监测中心1的，进入步骤S303；若数据报文是监测中心1发送给下级终端节点2的，进入步骤S304；

S303，直接将数据报文加入上行队列中等待发送，结束；

S304，查找频率表，根据数据报文中记录的目标终端节点2的物理ID确定目标终端节点2，并将数据报文加入下行队列中等待发送，结束。

终端节点2内设有一个定时器(未图示)，如果预设时间间隔内未收到下级终端节点2发送的数据报文，则将下级终端节点2的物理ID及通信频率从频率表中删除。每当终端节点2收到下级终端节点2传送的数据报文时更新频率表。

参见图3所示，本发明还公开了一种无线数据传输系统，包括监测中心1和多级终端节点2，监测中心1和多级终端节点2组成虚拟树型无线数据通信链路，监测中心1和第一层的终端节点2无线连接，每个上级终端节点2与至少一个下级远程终端节点2无线连接。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。