[發明專利]一種基于6TiSCH的無線傳感信息監測系統及其方法

有效

• 申請號: 202011517808.9
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112689255B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張焱;郭京龍;王平;魏旻;黃慶卿
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;H04L67/01
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于工業互聯網現場數據無線監測領域，具體涉及一種基于6TiSCH的無線傳感信息監測系統及其方法，包括：傳感器模塊、6TiSCH節點模塊、6TiSCH路由模塊、6TiSCH網關模塊以及終端；傳感器模塊用于采集數據信息；6TiSCH節點模塊用于獲取數據信息，并對數據進行處理和發送；6TiSCH路由模塊用于管理對應范圍內6TiSCH節點的入網和轉發數據；6TiSCH網關模塊用于建立網絡拓撲，通過網絡協議解析實現數據解析與轉發；終端用于信息處理和上位機顯示；本發明能很好利用基于6TiSCH的無線傳感信息監測系統，獲取工業現場設備的數據，利用6TiSCH協議棧提高工業互聯網無線通信的確定性。

技術領域

本發明屬于工業互聯網現場數據無線監測領域，具體涉及一種基于6TiSCH的無線傳感信息監測系統及其方法。

背景技術

關鍵信息采集監測是智能制造創新應用的基礎和關鍵，基于無線傳感的信息監測在解決當前有線網絡布線復雜、部署靈活性欠佳等方面具有優勢，但仍然面臨節點功耗大、可靠性難以保障等局限。隨著智能制造場景的不斷深入，工業現場環境變得復雜多變，當前對工業無線網絡確定性通信應用需求日益凸顯，同時工業無線網絡也面臨如何滿足海量工業現場設備和終端IP化、能源供應受限下的低功耗通信等問題。

2013年IETF成立了6TiSCH(IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e，基于IEEE802.15.4e TSCH模式的IPv6網絡)工作組。6TiSCH基于IEEE 802.15.4e TSCH(timesynchronized channel hopping，時隙跳頻)接入模式進行通信，時間同步技術平衡了相鄰設備的監聽和空閑時間，實現現場設備低功耗；跳頻技術通過避免同信道上的干擾，提高了無線數據傳輸可靠性，提供接近于有線傳輸能力。但是現有的6TiSCH工作組由于體系結構的不完善，以及系統的復雜度較高，造成了6TiSCH協議棧的地址資源浪費、無線傳感網絡的的確定性差、功耗高一級無法實現工業現場部署IPv6等問題，急需一種能實現工業現場部署IPv6和降低功耗的6TiSCH的無線傳感信息監測系統。

發明內容

為解決以上現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于6TiSCH的無線傳感信息監測系統，該系統包括：所述系統包括：傳感器模塊、6TiSCH節點模塊、6TiSCH路由模塊、6TiSCH網關模塊以及終端PC；

所述傳感器模塊用于采集數據信息，并將數據信息傳輸給6TiSCH節點模塊；

所述6TiSCH節點模塊包括6TiSCH主控模塊、射頻模塊、存儲模塊、電源模塊；

所述6TiSCH主控模塊用于協調控制整個6TiSCH節點正常工作，讀取傳感器模塊采集的數據和射頻模塊交互信息；

所述射頻模塊用于實現6TiSCH協議的信道跳頻和時間同步功能，在主控模塊控制下實現無線數據的發送和接收；

所述存儲模塊用于用于提供6TiSCH主控模塊進行計算處理所需的內存和射頻模塊接收和發送所需的內存；

所述電源模塊用于對6TiSCH節點模塊中各個子模塊供電；

所述6TiSCH路由模塊用于管理對應范圍內6TiSCH節點的入網，提供6TiSCH節點到6TiSCH網關的數據轉發；

6TiSCH網關模塊用于建立網絡拓撲，實現6TiSCH無線傳感網絡節點接入IPv6網絡，并進行網絡協議解析，實現數據解析與轉發。

所述終端PC與6TiSCH網關連接，用于信息處理和上位機顯示。

優選的，6TiSCH主控模塊為主控芯片STM32，主控芯片STM32通過外設接口讀取傳感器模塊數據，并與射頻模塊進行信息交互。

優選的，6TiSCH路由模塊與6TiSCH節點模塊的結構相同。