[实用新型]一种基于无线传感器的无线通信系统

说明书

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于无线传感器的无线通信系统。

背景技术

物联网作为新的信息技术，能够实现人与物、物与物之间的信息化、远程管理控制和智能化。现有的物联网技术中通常采用无线传感器作为信息采集的节点。

无线传感器即本身内部具有供电电池、传感模块和射频模块的传感器。现有的无线传感器通常采用按照固定周期采集传感信息并单向通信即只发射信号的方式，以节省功耗，提高供电电池的供电时长，然而，单向通信无法做到按照控制中心的指令进行采集，且实际上按照定时采集到的很多信息并非为控制中心所需，从而造成大量的垃圾数据，也增加了无线传感器的工作量，提高了功耗。而且，现有的无线传感器如果采用双向通信的方式，则需要长期处于高电流监听状态，从而导致功耗非常大，无法使用一次性电池供电。故现有的无线传感器只能单方面实现双向通信或者低功耗，无法两者兼得。

现有无线传感器还存在一种问题，如果多个无线传感器在一个环境中和同一个控制中心进行通信，会造成无线信号在空气中的碰撞，造成采集的信号无法准确的传输到控制中心。

发明内容

本申请提供一种基于无线传感器的无线通信系统，能够实现无线传感器及系统网关间的自主选择及双向通信功能，且无线传感器具有低功耗和防碰撞的功能。

本申请第一方面提供一种基于无线传感器的无线通信系统，包括无线网关和至少一个无线传感器，所述无线传感器与所述无线网关建立有无线信道连接，所述无线传感器上设置有微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)、射频模组、天线、传感模块、电池以及非易失存储器（E²PROM），所述非易失存储器存储有所述传感模块从当前环境获取的传感数据和所述无线传感器的唯一识别码、采集周期、唤醒周期的设定值，所述电池为所述无线传感器供电，所述无线网关在需要传感信息时对所述无线传感器进行发送指令和接收传感数据。

其中，所述采集周期内设置第一时间窗口，在所述采集周期内：无线传感器在第一时间窗口对周围环境信息进行数据采集，并将采集数据存储到非易失存储器中；所述无线传感器在采集周期剩余的时间内保持休眠状态。

其中，所述唤醒周期内设置有第二时间窗口，在所述唤醒周期内：所述无线网关，在需要传感信息时于所述无线信道上广播包含唯一编码的多个唤醒包；所述无线传感器，在所述第二时间窗口对所述无线信道进行载波监听，如果发现载波则开始接收所述唤醒包，并在结束当前唤醒周期后进入所述工作周期。

其中，所述无线传感器在所述第二时间窗口监听不到所述唤醒包时，在结束当前唤醒周期后继续进入下一所述唤醒周期；所述无线网关，于所述无线信道上与一个或多个无线传感器进行通信，实现信号采集。

其中，所述无线传感器的工作周期包括第三时间窗口、第四时间窗口和第五时间窗口，在所述工作周期内，所述无线传感器，接收到所述唤醒包之后进入第三时间窗口，所述第三时间窗口发送所述无线传感器的传感数据个数和所述无线传感器对应的识别码至所述无线网关，无线网关在接收到多个无线传感器发送的数据包之后形成一个包含多个所述无线传感器对应识别码及对应识别码传感器中存储的数据个数的列表。

其中，所述无线传感器的工作周期的第四时间窗口位于所述第三时间窗口之后，其中：所述无线传感器，在发送所述传感数据至所述无线网关之后进入第四时间窗口，在所述第四时间窗口对所述无线信道进行监听，以接收所述无线网关在接收到所述传感数据后在所述无线信道广播的指示包，其中所述指示包包括所述无线传感器的识别码和对应所需数据的个数，所述无线传感器，在接收所述指示包之后，对所述指示包内的识别码进行判断：在判断到所述指示包内的识别码与自身存储的识别码一致时，所述无线传感器将非易失存储器中储存的包含传感数据和所述无线传感器对应的识别码的数据包至所述无线网关；在判断到所述指示包内的识别码与自身存储的识别码不一致时，所述无线传感器在工作周期剩余的时间内保持休眠状态。

其中，所述无线传感器的工作周期的第五时间窗口位于所述第四时间窗口之后，其中：所述无线传感器，在发送所述数据包至所述无线网关之后，在所述第五时间窗口对所述无线信道进行监听，以接收所述无线网关在接收到所述数据包后在所述无线信道广播的确认包，其中所述确认包包括所述无线传感器的识别码。