[发明专利]一种混合拓扑网络超短波远程数据传输系统及其传输方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制管理无线数据传输组网技术领域，尤其涉及一种混合拓扑网络超短波远程数据传输系统及其传输方法。

背景技术

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的分散控制系统(DCS，distributed control systems)与自动化监控系统。SCADA系统包括主站设备和多个从站设备。主站设备和各从站设备之间通过以太网或者无线网络直接进行通信。主站设备收集从站设备的业务数据，从而对从站设备的工作情况进行监测。SCADA系统应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等。SCADA系统在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。目前，电力、水力、石油等行业的SCADA系统普遍使用国家无线电管理委员会分配的230M双工频点和单工频点进行无线通信组网，其数据传输实时、准确、安全。但是随着SCADA系统中从站设备(终端)安装数量日渐增多，离主站设备较远的边缘终端的接入问题变得日益严重。

具体来说，传统主从式超短波SCADA系统中受电波辐射传播特征影响，系统通信覆盖区域往往是以中心主站为圆心的圆形地理区域。而实际应用中，以行政区划为隶属原则的SCADA系统覆盖区域往往并非圆形，从站设备的位置分布具有很大随机性，有的从站设备离主站设备的距离较远，已不在主站设备的覆盖范围之内，从而存在无法覆盖所有边缘终端的问题。这种情况下，如果为了满足覆盖所有边缘终端而设置较多中心主站，每个中心主站采用不同的通信频率与各自的从站设备进行通讯，导致占用了过多的频率资源，新建的中心主站将受到可用频率资源的限制。另一方面，若边缘网络区域的从站数量较少，建设中心主站的成本较高，从而为少数从站建设中心主站的性价比偏低。

发明内容

本发明克服了现有技术中存在边缘网络区域从站设备信号覆盖性不足及为边缘网络区域从站设备建设中心站性价比偏低等缺陷，提出了一种混合拓扑网络远程超短波传输系统及其传输方法。

本发明提出了一种混合拓扑网络超短波远程数据传输系统，包括至少一个主站设备和多个从站设备；所述主站设备与所述从站设备均包括无线信号发射装置与无线信号接收装置，所述主站设备与所述从站设备之间以无线电波为信道介质实现数据传输；

所述主站设备的信号覆盖区域为核心网络区域，所述主站设备的信号覆盖区域以外为边缘网络区域，所述多个从站设备中至少有一个从站设备位于所述核心网络区域中；

所述核心网络区域中的至少一个从站设备为中继站，当所述主站设备发送针对所述边缘网络区域中的从站设备的召测信息时，所述中继站识别该召测信息，并根据路由表将该召测信息发送到对应的边缘网络区域中的从站设备，所述边缘网络区域中的从站设备根据所述路由表将本站点业务数据发送至所述中继站中保存，并通过所述中继站将业务数据发送至所述主站设备。

其中，所述主站设备发送针对所述核心网络区域中的从站设备的召测信息时，所述核心网络区域中的从站设备直接向所述主站设备发送本站点业务数据。

其中，所述主站设备与所述核心网络区域中的从站设备采用时分多址技术实现主站设备轮询，从站设备分时反馈业务数据。

其中，所述主站设备与所述核心网络区域中的从站设备采用同频组网实现数据传输。

其中，所述路由表为所述中继站与所述边缘网络区域中的从站设备之间的自组织网络的拓扑信息，所述路由表被预先存储在所述中继站与所述边缘网络区域中的从站设备中并实时动态更新。

其中，所述边缘网络区域中的从站设备与所述中继站之间利用频率复用技术或ISM频段在信道中传输数据。

其中，所述边缘网络区域的从站设备与所述中继站之间配置CSMA/CA协议进行数据传输。

本发明还提出了一种混合拓扑网络超短波远程数据传输系统的传输方法，所述系统包括至少一个主站设备和多个从站设备，所述主站设备的信号覆盖区域为核心网络区域，所述主站设备的信号覆盖区域以外为边缘网络区域，所述多个从站设备中至少有一个从站设备位于所述核心网络区域中；所述方法包括以下步骤：

步骤一：所述主站设备将发往所有从站设备的召测信号按时间分配至时隙中并以规定的时间周期向所有从站设备发送；