工业无线传感网络及其基于分布式协同频率的通讯方法

摘要

本发明涉及工业无线传感网络，包括：传感器节点、Sink节点；以及无线信息主干网。本发明还涉及基于分布式协同频率的通讯方法，其特征在于包括：传感器节点和Sink节点在握手阶段自动搜索可用工作频道，并且所述传感器节点在所述可用工作频道上采集数据包，并将所述数据包发送给所述Sink节点；当所述传感器节点等待不到所述Sink节点的应答信号且重发数据包超时，所述传感器节点改变频率选择新的可用工作频道发送所述数据包。因此，本发明提供的工业无线传感网络和基于频率管理的通讯方法不需要采用复杂的联网协议，并且具备良好的抗同频段干扰的性能。

主权项

一种基于分布式协同频率的通讯方法，其特征在于包括：传感器节点和Sink节点在握手阶段自动搜索可用工作频道，并且所述传感器节点在所述可用工作频道上采集数据包，并将所述数据包发送给所述Sink节点；当所述传感器节点等待不到所述Sink节点的应答信号且重发数据包超时，所述传感器节点改变频率选择新的可用工作频道发送所述数据包；所述传感器节点改变频率选择新的可用工作频道发送数据包具体包括：所述传感器节点在“更新工作频道并且检测信道环路是否存在”状态中确定所述Sink节点是否仍在可通信范围内；如果所述Sink节点仍然存在，所述传感器节点回到“发送数据包到Sink节点”状态，在新的所述工作频道中向Sink节点发送数据包；如果所述Sink节点移动到其他位置或是失效，所述传感器节点/传感器节点无法与其进行通信，则进入“休眠/无RF系统”状态；所述Sink节点的应答信号是通过以下步骤发送的：所述Sink节点检测是否收到所述传感器节点发送的数据包；如果接收到数据包，Sink节点检测到并且进入到“向传感器节点发送应答信号”状态，然后返回“休眠”状态；所述传感器节点改变频率选择新的可用工作频道发送所述数据包之后还包括：所述Sink节点在超时时间内没有接收到所述数据包，则所述Sink节点将转入“检测是否允许跳转频道”状态，如果所述Sink节点得到允许跳转所述工作频道，则进入“跳转到下一个工作频道”状态；如果不被允许，则将回到“休眠”状态；所述不被允许具体情况为：所述传感器节点处于“休眠”状态，Sink节点不能够改变工作频道；或者所述Sink节点与所述传感器节点在现有的工作频道上没有通信活动；所述传感器节点改变频率选择新的可用工作频道具体为：按照预先设置的“频道跳转表”来改变频率选择新的可用工作频道；其中，传感器节点和Sink节点双方都按照“频道跳转表”上的顺序同时转换，直到搜索出一个可以正常工作的“安静”频道；频道跳转表的制定首先考虑的是Wi‑Fi信道的影响；由于Wi‑Fi信道带宽为22MHz，在频道跳转表中，任意两个相邻跳转频道的频道序号相差在22MHz以上，且任意3个相邻的频道分别分布在2.4GHz频段的高、中、低3个分段，这样能够保证nRF2401在和Wi‑Fi频率冲突时快速找到非重叠频道；频道捷变原则是收发双方从序号0～8按次序变换信道，然后从序号8信道再跳转到0信道，共计9个信道循环变换。