无线传感器网络系统及数据传输方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110545530A(43)申请公布日2019.12.06(21)申请号201910842584.X(22)申请日2019.09.06(71)申请人陕西威迈仪器设备有限公司地址710075陕西省西安市高新技术开发区高新六路26号1幢密斯楼二层206号房(72)发明人陈亮(74)专利代理机构苏州中合知识产权代理事务所(普通合伙)32266代理人李广(51)Int.Cl.H04W4/38(2018.01)H04J3/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称无线传感器网络系统及数据传输方法(57)摘要本发明属于物联网领域，尤其涉及一种无线传感器网络系统，包括传感器网关和无线传感器节点，还包括服务器中间件，所述服务器中间件用于设定所述无线传感器节点和所述传感器网关的参数以及管理传感器网关接收到的无线传感器节点传送的数据，所述服务器中间件与所述传感器网关通过以太网进行通信，所述无线传感器节点与所述传感器网关通过多个载波频率中的一种进行通信，每个载波频率上采用不同的编码调制方式中的一种进行通信。由于采用上述方案所述传感器网关具有多个并行无线信道，支持多个所述无线传感器节点同时数据传输，从而使得整个无线传感器网络具有更大网络容量。CN110545530ACN110545530A权利要求书1/2页1.无线传感器网络系统，包括传感器网关和无线传感器节点，其特征在于：还包括服务器中间件，所述服务器中间件用于设定所述无线传感器节点和所述传感器网关的参数以及管理传感器网关接收到的无线传感器节点传送的数据，所述服务器中间件与所述传感器网关通过以太网进行通信，所述无线传感器节点与所述传感器网关通过多个载波频率中的一种进行通信，每个载波频率上采用不同的编码调制方式中的一种进行通信。2.根据权利要求1所述的无线传感器网络系统，其特征在于：所述多个载波频率均在490MHz-500MHz范围内，所述每个载波频率上所采用的不同编码调制方式相互正交。3.根据权利要求1所述的无线传感器网络系统，其特征在于：多个所述传感器网关通过NTP/IEEE1588协议进行时钟同步，并对与自身通信的多个所述无线传感器节点进行时钟同步，所述无线传感器节点上采用时钟滤波算法进行时钟滤波校正同步。4.根据权利要求1所述的无线传感器网络系统，其特征在于：所述服务器中间件还设有第三方软件数据接口，所述第三方软件数据接口包括标准CAPI与MQTT消息接口。5.根据权利要求1所述的无线传感器网络系统，其特征在于：所述无线传感器节点包括嵌入式组件和模拟前端，所述嵌入式组件用于根据所述服务器中间件设定的所述无线传感器节点的参数，管理自身的休眠及唤醒，将所述模拟前端采集的数据通过无线通信的方式传输给所述传感器网关，并保持自身时钟同步以及与所述传感器网关时钟的同步；所述模拟前端用于采集不同类型的数据。6.无线传感器网络数据传输方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的无线传感器网络系统实现，包括以下步骤：1)所述传感器网关将所述服务器中间件的命令通过无线通信的方式下发给所述无线传感器节点；2)所述无线传感器节点根据接收到的所述服务器中间件的命令进行数据采集，并将采集的数据通过无线通信的方式上传给所述传感器网关；3)所述传感器网关将接收到的由所述无线传感器节点上传的数据转发给所述服务器中间件，同时多个所述传感器网关之间进行时钟同步、并对与自身通信的多个所述无线传感器节点进行时钟同步；4)所述服务器中间件接收由所述传感器网关转发的数据，并对数据进行滤波、频谱计算、分类存储。7.根据权利要求6所述的无线传感器网络数据传输方法，其特征在于：当每个所述无线传感器节点初次与所述传感器网关建立联系时，遍历所有载波频率与编码调制方式的组合，由所述服务器中间件来确定最优的载波频率与编码调制方式并分配给所述无线传感器节点，所述无线传感器节点在以后的传输过程中均采用所述最优载波频率与编码调制方式与所述传感器网关进行通信。8.根据权利要求6所述的无线传感器网络传输方法，其特征在于：所述服务器中间件设置无线传感器节点的采样任务，生成任务时序下发给所述无线传感器节点，无线传感器节点每次采集完数据后，将本地时钟时间与所述任务时序中采样间隔时间求和，然后与采样间隔时间进行相除取模运算，将运算结果设置为无线传感器节点上的时钟警报模块的警报时间，当无线传感器节点上的本地时钟时间等于警报时间时，所述时钟警报模块唤醒处于休眠状态的无线传感器节点进行下一次数据采集任务，所述传感器网关每次发射前均检测2CN110545530A权利要求书2/2页无线信道是否空闲，直到检测到信道空闲才进行发射传输，所述无线信道是否空闲的检测方法是，采集