[發明專利]一種雙無線鏈路熱備電路及冗余通信方法

在審

• 申請號: 202010419167.7
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111585603A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 翟宇;張林江;孫朝;張大衛;楊振海;馬哲;孫斌;朱晨光;趙鐵錚
• 申請（專利權）人: 天津市中環系統工程有限責任公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/401;H04W76/15;H04W76/18;H04W84/18
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 李美英

本發明涉及一種雙無線鏈路熱備電路及冗余通信方法，在N個模組組成的網絡中設置一個主動發送數據的模組；需要通訊的N個模組之間預設ZIGBEE作為一個缺省的無線鏈路；發送端在發送數據后無法接收到任一接收端反饋的確認信息，或接收到的確認信息錯誤時；發送端首先查看故障列表；若該接收端未記錄在故障列表中，發送端暫停當前數據通訊任務；在確定通訊失效是由于接收端無法接收數據時，發送端啟動ZIGBEE鏈路測試線程；主鏈路恢復后，發送端將數據切換回ZigBee通信鏈路。本發明解決了單一無線通訊自組網時，無線鏈路由于干擾或設備故障導致的通訊失效時，數據無法傳輸的問題，提高了無線通訊的穩定性和實時性。

技術領域

本發明涉及一種雙無線鏈路熱備電路及冗余通信方法，可應用于涉及工業控制，智慧交通，智慧市政，水處理，石油化工等各類需要搭建松散耦合、去中心化的無線通訊網絡的應用領域。

背景技術

隨著物聯網無線通訊技術的發展，無線透傳技術的應用越來越廣泛，更多的設備控制、儀表采集場景采用無線通訊方式進行數據的傳輸。尤其是針對一些傳統控制系統的擴展或升級，物聯網無線通訊技術扮演了越來越重要的角色。

傳統控制系統內子站、受控設備、采集儀表等普遍通過有線方式與主控制器連接，當系統升級改造時，很多業主將目光集中到了無線通訊技術上。無線通訊方式有其顯著的優點，系統改造簡單，周期短，不影響現有生產或影響很小，可以快速見效。但無線通訊也存在其致命的弱點，即連接不可靠，容易因為受到干擾而失效。對此很多業主也是望而卻步，不敢在控制系統，尤其在可靠性、實時性要求高的核心控制系統中使用無線通訊技術。同時，相對而言，無線通訊不可靠不穩定的特性也制約了其技術本身的發展。

導致這一問題的原因是在實際應用中，大部分無線通訊網關使用的都是單一鏈路的無線通訊設備。一旦受到干擾，有可能使通訊失效，或使通訊時延變長，無法保證數據傳輸的可靠性與實時性。

目前市場中常見的產品包括深圳中鼎泰，成都易佰特等廠家推出的ZIGBEE轉MODBUS-485網關，基于ZIGBEE自組網無線透傳技術，將原有有線連接的通訊協議轉換成無線連接，很大程度降低了自動控制系統的通訊、組網的難度。尤其對于一些，位置較分散，距離較遠，敷設線纜難度大、成本高的儀表數據采集或小型控制系統數據傳輸更加適用。

ZIGBEE網絡是MESH結構網絡，一個網絡由一個Coordnator（協調器，主模塊）及N個Router（路由器、從模塊）構成，所有的節點具有相同的頻道及組號。MESH網絡的最大特點是自動路由及動態維護路由，如圖9中C與B3通訊，如不能直接到達，會自動通過B1,B2將數據路由到B3，而且，當B1或B2損壞時，會自動尋找新的路由路徑。

但存在以下問題：

在實際應用中有可能存在數據傳輸只有一條路由的情況，在這種情況下，單無線通訊鏈路很難保證通訊可靠。如圖10中協調器端C與節點B5通訊：如果節點B5距離協調器C較遠，只能夠通過路由器B4與協調器C通訊，路由器B4作為中轉節點就起到很重要的作用，一旦協調器C與路由器B4間的無線通訊因故障或收到干擾而失效，由于節點B5與協調器C之間只有一條ZIGBEE無線通訊鏈路，則節點B5在ZIGBEE通訊鏈路恢復之前無法與協調器C連接。

發明內容

鑒于現有技術狀況及存在的不足，本發明提供了一種雙無線鏈路熱備電路及冗余通信方法，本發明開發了雙無線鏈路熱備技術，將傳統的單一無線通訊鏈路改為雙無線通訊鏈路，雙鏈路保持實時連接狀態，雙鏈路互為主備，在主鏈路受到干擾時，MCU能夠迅速判斷當前通訊狀態，一旦通訊失效，在最短的時間內可以將數據流切換到備用鏈路上，整個切換時間可以達到毫秒級，從而保證無線通訊的可靠及實時性。

本發明為實現上述目的，采用的技術方案是：一種雙無線鏈路熱備電路，其特征在于：包括微處理器和無線通訊模塊，所述微處理器模塊由相互連接的MCU模塊和存儲器外部電路組成；