[發明專利]無線數據傳輸系統及其方法

有效

• 申請號: 201210378796.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102869124A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 崔榮濤;徐躍福;文智力;陳洵
• 申請（專利權）人: 深圳市翌日科技有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

1.一種無線數據傳輸系統，其特征在于包括：數據采集器、基站、以及設置在兩者之間的至少一個數據中繼器，所述的數據采集器、數據中繼器和基站之間組成鏈式跳轉傳遞結構，采用無線網絡逐級傳輸完成數據的上傳和下發。

2.如權利要求1所述的無線數據傳輸系統，其特征在于，所述的數據采集器包括：主控模塊、電源模塊、定時模塊、數據采集模塊和射頻模塊，所述的數據采集模塊與礦用傳感器、礦用掘進設備相連，進行數據采集，所述的射頻模塊基于無線網絡協議與數據中繼器通信。

3.如權利要求1所述的無線數據傳輸系統，其特征在于，所述的基站包括：主控模塊、電源模塊、定時模塊、有線鏈路模塊和射頻模塊，所述的有線鏈路模塊用于將無線數據傳輸系統接入有線網絡，所述的射頻模塊基于無線網絡協議與數據中繼器通信。

4.如權利要求1所述的無線數據傳輸系統，其特征在于，所述的數據中繼器包括：主控模塊、電源模塊、定時模塊和射頻模塊，所述的定時模塊為系統提供維護系統運行需要的時隙窗口，所述的射頻模塊基于無線網絡協議與其他的數據中繼器通訊，或與數據采集器和基站通信，所述電源模塊采用電池供電。

5.如權利要求4所述的無線數據傳輸系統，其特征在于，所述的數據中繼器為多個，每個數據中繼器擁有一個固定的ID，同時擁有一個父節點ID和一個子節點ID，所述的數據中繼器維護一個父節點窗口時隙和一個子節點窗口時隙，所述的數據采集器設備維護子節點窗口時隙，所述的基站維護父節點窗口時隙，所述父節點窗口時隙和子節點窗口時隙依次被激活/休眠。

6.如權利要求1所述的無線數據傳輸系統，其特征在于，所述的無線網絡采用Zigbee標準協議，工作頻率為2.4GHz。

7.一種無線數據傳輸方法，其特征在于包括：

步驟A.?通過主控模塊依次建立數據采集器、數據中繼器和基站之間的鏈接關系，使自身節點和上游的父節點，下游的子節點間建立路由關系和時間同步關系；

步驟B.通過定時模塊維護一個父節點窗口時隙和一個子節點窗口時隙，所述父節點窗口時隙和子節點窗口時隙依次被激活/休眠，系統的工作/休眠占空比為1%；

步驟C.?相鄰設備在共同的窗口時隙激活狀態完成數據的上傳/下發，其他時間處于休眠狀態。

8.如權利要求7所述的無線數據傳輸方法，其特征在于，所述步驟C中的數據的上傳/下發包括：

（1）“搜索父節點”狀態,?設備上電后,每1000毫秒向外發射父節點探測幀，并打開偵聽窗口20毫秒,若在此時間內收到父節點回復幀，則記錄父節點ID和父節點的窗口時隙,同時向父節點發射鏈路建立確認幀，表明鏈路已經成功建立;

(2)“搜索子節點”狀態,設備搜索父節點成功后即進入該狀態,該狀態下設備每30秒偵聽1100毫秒，該窗口大于設備搜尋父節點周期,若在此窗口內收到了父節點探測幀，則向對方回復父節點回復幀，等待對方建立鏈接;如果對方回復鏈路建立確認幀，則表明鏈路已經成功建立，此時記錄子節點的ID和子節點的工作窗口時隙，轉入數據上傳/下發工作狀態;

(3)?數據上傳/下發，此狀態下，設備不再接受子節點入網，在它的父節點窗口時隙和子節點窗口時隙，設備被激活進行數據傳輸，其它時間則處于休眠狀態。

9.如權利要求7所述的無線數據傳輸方法，其特征在于：搜索子節點的周期大于設備搜尋父節點的周期。

10.如權利要求7所述的低功耗數據傳輸方法，其特征在于：所述步驟C還包括對時隙窗口進行校準的步驟，該步驟中，在每個激活時間窗口內，由上級節點向下級節點發射一個時間同步幀，該幀包含上級節點的時間窗口起始信息t₁，下級節點收到該幀后，修改自己的休眠長度，在下一個窗口時刻將自己的時間窗起始時間t₂校正為與上級同步的t₁。