河工模型試驗(yàn)多通道的無線收發(fā)通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及河工模型試驗(yàn)多通道無線通信的自適應(yīng)通道切換和數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，具體涉及河工模型試驗(yàn)一種自適應(yīng)無線通信控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型河工模型試驗(yàn)中，水位、流速、沙含量和波高是四種常用需要監(jiān)測的對(duì)象，監(jiān)測的點(diǎn)多達(dá)幾百個(gè)，測量頻率高，數(shù)據(jù)傳輸量大，依靠單個(gè)無線通道不能完成所有這些參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測，同時(shí)上位機(jī)需要實(shí)時(shí)處理這些測量數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測的作用，因此無線模塊之間需要多通道同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)才能滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測要求。對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)場所，每種儀器的實(shí)際個(gè)數(shù)有差別，因此對(duì)每種儀器固定通道號(hào)將不能滿足實(shí)際使用的要求。鑒于此，本發(fā)明提出了河工模型試驗(yàn)多通道的無線收發(fā)通信系統(tǒng)。
[0003]因?yàn)榇笮秃庸つＰ驮囼?yàn)的勘測范圍廣、測量點(diǎn)多、需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大和傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)無線模塊傳輸數(shù)據(jù)提出了較高的要求，不僅要滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎蛡鬏數(shù)臄?shù)據(jù)量大，還要無線模塊滿足在兩百多米遠(yuǎn)的試驗(yàn)場地中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不能有數(shù)據(jù)丟包或者數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。基于這些技術(shù)要求本發(fā)明提出了多通道無線傳輸時(shí)的碼流自動(dòng)判斷技術(shù)，即多通道自適應(yīng)無線收發(fā)技術(shù)，以達(dá)到傳輸速率與傳輸數(shù)據(jù)正確性和傳輸距離方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的河工模型試驗(yàn)多通道自適應(yīng)無線收發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換的編碼流的大小自動(dòng)選擇合適的通道實(shí)現(xiàn)無線的收發(fā)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:河工模型試驗(yàn)多通道的無線收發(fā)通信系統(tǒng)，由一個(gè)上位機(jī)和多個(gè)相互獨(dú)立的下位機(jī)組成，所述上位機(jī)由主控計(jì)算機(jī)、通訊控制器與碼流轉(zhuǎn)接裝置和上位機(jī)無線通信模塊組成，所述主控計(jì)算機(jī)用于用戶交互、碼流計(jì)算、通道設(shè)置和通道管理；所述通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置用于控制無線通道模塊的連接，將主控計(jì)算機(jī)設(shè)置的通道號(hào)和各種命令發(fā)送至前端對(duì)應(yīng)模塊；所述上位機(jī)無線通信模塊用于收發(fā)數(shù)據(jù)；所述主控計(jì)算機(jī)連接通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置，所述通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置與無線通信模塊連接；所述下位機(jī)中設(shè)有下位機(jī)無線通道模塊，并連接有水位儀、流速儀、測沙儀或波高儀，所述上位機(jī)和各下位機(jī)進(jìn)行無線通信，其特征是，所述上位機(jī)無線通信模塊中設(shè)有五個(gè)上位機(jī)無線通道模塊，用于表示河工模型無線通信系統(tǒng)中所采用的五種類型通道，每個(gè)無線通道模塊管理對(duì)應(yīng)無線通道的數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上位機(jī)執(zhí)行下列步驟:
步驟I無線通信模塊進(jìn)入檢測模式，主控計(jì)算機(jī)控制各無線通道模塊依次向各自的無線通道發(fā)消息輪詢下位機(jī)，根據(jù)所收信息統(tǒng)計(jì)位于各通道模塊內(nèi)的下位機(jī)個(gè)數(shù)和類型，根據(jù)通道模塊內(nèi)下位機(jī)的個(gè)數(shù)及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，依次對(duì)無線通道模塊配置相應(yīng)的傳輸通道地址個(gè)數(shù)，將傳輸通道與下位機(jī)設(shè)置成同一種通道模塊下的工作模式，建立起預(yù)連接，等待后面對(duì)傳輸通道的再次判斷； 步驟2 倘若無線通信模塊內(nèi)的256個(gè)通道地址足夠分配給所有下位機(jī)所需的通道，則確認(rèn)傳輸通道分配正確，則把已分配通道地址的下位機(jī)與傳輸通道建立起的預(yù)連接成立，傳輸通道進(jìn)入空閑模式，等待數(shù)據(jù)的發(fā)送；
步驟3若無線模塊內(nèi)的通道地址不足以分配，則步驟I中所建立的預(yù)連接不成立，重新分配傳輸通道地址并建立連接:根據(jù)每個(gè)通道模塊內(nèi)的下位機(jī)個(gè)數(shù)和類型計(jì)算每個(gè)通道的通訊信息量，按信息量均衡的原理，即根據(jù)各通道模塊需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量合理的平均分配通道地址，對(duì)無線通信模塊傳輸通道號(hào)的重新配置，并根據(jù)改變后的配置重新建立起新的連接，并進(jìn)入空閑模式，等待數(shù)據(jù)的發(fā)送。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3之后還設(shè)有步驟4:主控計(jì)算機(jī)對(duì)各通道中待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的配置信息管理，根據(jù)配置信息安排對(duì)每個(gè)下位機(jī)的輪詢時(shí)間，并進(jìn)行自適應(yīng)碼流控制。
[0008]所述步驟4中主控計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)管理格式為:通道號(hào)、水位儀個(gè)數(shù)及對(duì)應(yīng)邏輯地址、流速儀個(gè)數(shù)及對(duì)應(yīng)邏輯地址、測沙儀個(gè)數(shù)及對(duì)應(yīng)邏輯地址、波高儀個(gè)數(shù)及對(duì)應(yīng)邏輯地址和每秒通訊信息流量。
[0009]所述自適應(yīng)碼流控制過程包括:自主選擇一個(gè)通道傳輸數(shù)據(jù)并判斷該通道是否正在工作中，如果發(fā)現(xiàn)該通道中有碼流，即該通道正在傳輸數(shù)據(jù)，則繼續(xù)判斷選擇下一個(gè)通道是否符合傳輸要求傳輸，如果還是被占用，則再繼續(xù)判斷下一個(gè)通道，直至選擇出合適的可傳輸?shù)耐ǖ罏橹?。在已選擇的合適的可傳輸?shù)耐ǖ乐信袛嘈鑲鬏數(shù)拇a流是否超過事先設(shè)定的傳輸通道的傳輸閾值，如果沒超過傳輸閾值，建立通道連接；如果超過，繼續(xù)尋找新通道傳輸超過的碼流部分，直到選擇到合適的可傳輸?shù)耐ǖ篮?，建立連接，實(shí)現(xiàn)無線模塊之間數(shù)據(jù)高效的傳輸。
[0010]本發(fā)明創(chuàng)造的效果和優(yōu)點(diǎn)
(I)本發(fā)明提出的多通道自適應(yīng)無線收發(fā)技術(shù)既能夠適用在短距離、傳輸數(shù)據(jù)量小的無線傳輸上，也可以適用在遠(yuǎn)距離、傳輸數(shù)據(jù)量大的無線傳輸上。
[0011](2)本發(fā)明可應(yīng)用在大型河工模型試驗(yàn)的無線模塊數(shù)據(jù)傳輸中，有著遠(yuǎn)距離、傳輸速率快的優(yōu)點(diǎn)，且當(dāng)需傳輸數(shù)據(jù)量非常大時(shí)，本發(fā)明可自主選擇合適的無線通道傳輸數(shù)據(jù)或者將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行合理的分割后再自主選擇的合適的通道傳輸。不會(huì)發(fā)生傳輸通道紊亂或者丟包的現(xiàn)象。既節(jié)省了傳輸時(shí)間，又提高了傳輸效率。
[0012](3)經(jīng)過大量的現(xiàn)場試驗(yàn)可證明，在大型河工模型這樣的試驗(yàn)中，在滿足試驗(yàn)對(duì)傳輸距離、傳輸速率、傳輸數(shù)據(jù)包正確性等的要求下，收發(fā)無線模塊可傳輸?shù)目煽烤嚯x達(dá)到200m左右。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1河工模型試驗(yàn)多通道的無線收發(fā)通信系統(tǒng)進(jìn)行無線通信的流程圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的無線通信控制系統(tǒng)中上位機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1主控計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)管理格式。
【具體實(shí)施方式】
[0014]河工模型試驗(yàn)多通道的無線收發(fā)通信系統(tǒng)，由一個(gè)上位機(jī)和32個(gè)相互獨(dú)立的下位機(jī)組成，水位儀、流速儀、測沙儀或波高儀分別連接在各下位機(jī)中，下位機(jī)中還設(shè)有下位機(jī)無線通道模塊，上位機(jī)和各下位機(jī)進(jìn)行無線通信。如圖2所示，上位機(jī)由主控計(jì)算機(jī)、通訊控制器與碼流轉(zhuǎn)接裝置和無線通信模塊組成，主控計(jì)算機(jī)用于接收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及發(fā)出控制命令，通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置用于用戶交互、碼流計(jì)算、無線通道模塊的連接與傳輸以及各個(gè)通道模塊通道下通道地址數(shù)的分配；上位機(jī)無線通信模塊用于收發(fā)數(shù)據(jù)；主控計(jì)算機(jī)連接通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置，通訊控制器和碼流轉(zhuǎn)接裝置與上位機(jī)無線通信模塊連接；上位機(jī)無線通信模塊中設(shè)有五個(gè)上位機(jī)無線通道模塊，五個(gè)上位機(jī)通道模塊代表河工模型無線通信系統(tǒng)中所采用的五種類型的通道，所有前端通信單元設(shè)置為這五個(gè)上位機(jī)通道模塊中的一個(gè)。
[0015]