一种基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法 |
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| 申请号 | CN201510015987.9 | 申请日 | 2015-01-13 | 公开(公告)号 | CN104581768A | 公开(公告)日 | 2015-04-29 |
| 申请人 | 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所; | 发明人 | 郭士旭; 余尚江; 陈晋央; 王武; 陈显; 杨吉祥; 周会娟; 贾超; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开的一种基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法，基于802.11n或802.11ac标准，是由多参数无线传感收发模 块 、无线接入模块、无线桥接模块（内置无线转有线模块）、无线中继模块、爆炸测控 服务器 构成的树形网络。无线接入模块与无线桥接模块、无线中继模块连接，构成骨干链路，实现大范围无线网络 覆盖 和高速率无线传输；多参数无线传感收发模块通过控制WIFI芯片或无线网卡将爆炸测试数据传输到远端无线接入模块，然后由无线接入模块中集成的无线转有线模块通过光纤将数据传输给爆炸测控服务器。本发明的组网方法组网简单、维护方便、无线覆盖范围大、数据传输速率高，适合爆炸效应测试试验。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法，包括多参数无线传感收发模块、无线接入模块、无线桥接模块、无线中继模块以及爆炸测控服务器，其特征是：所述的多参数无线传感收发模块、无线接入模块、无线桥接模块、无线中继模块、爆炸测控服务器构成树形网络，无线接入模块与无线桥接模块、无线中继模块连接，构成骨干链路，所述的无线接入模块作为根结节点，是无线网络与有线网络的接口，内部集成无线转有线模块，将接收到的传感器数据通过光纤传输给爆炸测控服务器；所述的无线桥接模块作为中间节点，与无线接入模块桥接，扩展无线网络覆盖范围，无线中继模块作为下一级中间节点与无线桥接模块连接，覆盖爆炸试验场区边缘死角区域，进一步扩展无线网络覆盖范围；上述模块基于 |
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| 说明书全文 | 一种基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法技术领域[0001] 本发明属于测试技术领域，特别涉及一种基于WIFI的爆炸效应测试的无线组网方法。 背景技术[0002] 有线电测法是常用的爆炸效应测试方法，存在着线缆布设难度大、周期长、干扰多、机动性差等问题，给爆炸效应测试带来许多困难，无线传感器网络的发展为爆炸效应测试提供了新的手段。爆炸效应测试中采集设备采样率高，一般为1MSPS至10MSPS，传感器节点多，导致爆炸测试产生的数据量巨大，同时试验场区范围较大，因此用于爆炸效应测试的无线网络应具备无线覆盖范围大、物理层传输速率高的特点。 [0003] 目前基于WIFI的大范围组网方法多采用基于802.11a或802.11b/g标准的WIFI设备，个别采用基于802.11n标准的WIFI设备。802.11a工作在5GHz频段，高频载波决定了该标准基本在直线范围内使用，此外高频载波容易被介质吸收，因此覆盖范围小。802.11b工作在2.4GHz频段，物理层传输速率为11Mbps，802.11g物理层传输速率理论上可达54Mbps，无线覆盖距离达300m，但实际组网中受区域环境、天线增益等因素限制，往往达不到这样的覆盖距离和传输速率。因此不适用于传感器节点多的爆炸效应测试试验。802.11n标准引入MIMO（多入多出）与OFDM（正交频分复用）技术，支持64QAM（正交振幅调制）编码方式，传输速率提升到300Mbps。基于该标准的WIFI组网方法，能够满足一般规模爆炸效应测试试验的需求。802.11ac标准物理层是对802.11n的延续，继承了802.11n标准的MIMO和OFDM技术，支持采用256QAM编码方式，理论传输速率提升到1Gbps以上。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种适用于爆炸效应测试的无线组网方法，其可改善现有组网方法的覆盖范围和物理层传输速率，以解决传统有线测量法带来的问题。 [0005] 本发明的可采用如下技术方案来实现：所述的基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法，包括多参数无线传感收发模块、无线接入模块、无线桥接模块、无线中继模块以及爆炸测控服务器，上述模块构成树形网络，无线接入模块与无线桥接模块、无线中继模块连接，构成骨干链路；所述的无线接入模块作为根结节点，是无线网络与有线网络的接口，内部集成无线转有线模块，将接收到的传感器数据通过光纤传输给爆炸测控服务器；所述的无线桥接模块作为中间节点，与无线接入模块桥接，扩展无线网络覆盖范围，无线中继模块作为下一级中间节点与无线桥接模块连接，覆盖爆炸试验场区边缘死角区域，进一步扩展无线网络覆盖范围；上述模块基于802.11n或802.11ac标准，实现大范围无线网络覆盖和高速率无线传输；所述的多参数无线传感收发模块接入无线网络，通过控制WIFI芯片或无线网卡将爆炸测试数据传输到远端无线接入模块，然后由与无线接入模块连接的无线转有线以太网/光纤模块通过有线线缆将数据传输给更远区域的爆炸测控服务器。 [0006] 所述的多参数无线传感收发模块采用FPGA处理器或工控机作为内部控制单元，采用FPGA处理器的多参数无线传感收发模块，使用支持802.11n和802.11ac标准的WIFI芯片；采用工控机的多参数无线传感收发模块，使用支持802.11n或802.11ac标准的USB无线网卡。 [0007] 无线接入模块、无线桥接模块、无线中继模块采用多天线技术，确保高速数据传输，以适应爆炸测试短时间内大数据量的特点。 [0009] 本发明采用基于802.11n和802.11ac协议的WIFI组网方法将大大提高物理层传输速率，有力保障传感器节点多、布设范围大情况下爆炸效应测试试验的正常数据通信。本发明的组网方法组网简单、维护方便、无线覆盖范围大、数据传输速率高，适合爆炸效应测试试验。附图说明 [0010] 图1为本发明的结构示意图。 [0011] 图1中：1、为无线接入模块，2、无线桥接模块，3、无线中继模块，4、多参数无线传感收发模块，5、爆炸测控服务器。 具体实施方式[0012] 结合附图，说明本发明的具体实施例。 [0013] 如图1所示，所述的基于WIFI的爆炸效应测试无线组网方法，包括无线接入模块1、无线桥接模块2、无线中继模块3、多参数无线传感收发模块4、爆炸测控服务器5，网络结构呈树形。无线接入模块1、无线桥接模块2、无线中继模块3可选用支持802.11n和802.11ac标准的无线AP，该AP工作在2.4GHz和5GHz，5GHz频段采用256QAM调制技术，支持桥接和中继功能，配置高增益外置天线。天线选取全向天线和定向天线两种，全向天线用于网络覆盖，定向天线用于桥接。 [0014] 无线接入模块1作为无线网络与有线网络的接口，是无线网络的根结节点。由于爆炸测试传感器节点多、短时间内数据量大，因此该模块内置无线转有线模块，利用光纤与爆炸测控服务器通信，全网只有一个无线接入模块。该模块2.4GHz频段基于802.11n协议，用于与无线桥接模块的桥接，5GHz频段基于802.11ac协议，用于网络覆盖。 [0015] 无线桥接模块2是无线网络的中间节点。无线桥接模块开启桥接功能，通过绑定无线接入模块MAC地址与无线接入模块连接，全网可以有多个无线桥接模块。该模块2.4GHz频段基于802.11n协议，用于与无线接入模块的桥接，5GHz频段基于802.11ac协议，用于网络覆盖。 [0016] 无线中继模块3作为比无线桥接模块低一级的中间节点，用于覆盖无线接入模块、无线桥接模块无法覆盖的试验场区边缘、死角区域。无线中继模块位于无线桥接模块的网络覆盖范围内，开启中继功能，工作在5GHz频段，基于802.11ac协议。 [0017] 多参数无线传感收发模块4采用FPGA处理器或工控机作为底层控制核心，控制以太网芯片、WIFI芯片以及无线网卡收发状态信息、控制命令和传感器测试数据。采用FPGA处理器的多参数无线传感收发模块采用支持802.11n和802.11ac的WIFI芯片，如Broadcom的BCM43556、BCM43558等；采用工控机的多参数无线传感收发模块采用USB无线网卡，该网卡满足802.11n或802.11ac标准，如A6200USB无线网卡、DWA-18211AC双频USB无线网卡或PCE-AC66/88无线网卡等。 [0018] 多参数无线传感收发模块4定义心跳消息，心跳消息包含无线传感收发模块IP、设备物理编号、通道状态等信息，通过周期发送心跳帧给远端爆炸测控服务器监测网内多参数无线传感收发模块的接入状态。 |
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