[发明专利]一种无线自组网多跳数据收发系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线数据收发系统，属于无线通讯领域。特别涉及到一种无线自组网多跳数据收发系统。

背景技术

传统的PC机一般是通过串口或并口等有线的方式与外部受控设备进行通讯的，其缺点尤为突出，需要额外电缆进行连接。

尽管当前市场上无线控制逐渐取代了有线控制，但大部分的无线传输技术的传输距离短、支持设备单一这些缺点阻碍了无线设备的应用。

综上所述，目前市场上已有的PC与外部设备之间的通讯系统存在如下几点的缺点：

1)通过串口与并口等有线连接的通讯系统缺点日益突出。

2)已有的无线技术存在传输距离短、设备控制单一等缺点。

本发明设计提出的“无线自组网多跳数据收发系统”利用即插即用以及无线自组网等技术很好地解决布线困难、传输距离短、不支持多设备通讯等突出问题。

在申请号为201020667452.2的设计《一种自动触发式无线传感网络自组网节点》中，只涉及到一种自组网的节点设计，而缺乏与之对应的与PC间的通讯方式，本发明不仅实现了一种具有与之不同的体系结构的网络节点，还实现了一种运行在该传输节点上的路由协议；在申请号为201010233965.7的发明专利《USB无线拓展系统》中，涉及到一种USB无线拓展通讯系统，但缺乏多跳与自组织等内容，传输距离最大也只有30米，本发明则在USB无线通讯系统的基础上实现了多跳自组网络，通过增加中继节点可实现通讯距离的无限延伸。 

发明内容

本发明旨在解决PC与外设构成的传统通讯系统中存在的布线困难、传输距离短、不支持多设备通讯等技术问题。

本发明实现了一种网络节点和一种路由协议。网络节点具有低功耗、低成本、多信道传输、体积小以及配备接口等特性，适合大量部署；路由协议为一种先验式路由，能够实现多跳、远距离通讯。 

本发明采用的解决方案如下：

包括无线网络节点和运行在节点上的多跳路由协议两大部分。

网络节点包括通讯接口、处理器和射频模块。

所述的通讯接口是与PC间采用USB HID方式进行通讯的接口，通过接口获取电源，为节点供电；

处理器运行多跳路由协议，控制射频模块，同时通过通讯接口，接收PC机上的数据或向PC发送数据；

射频模块负责接收或者发送数据，是在ISM频段工作。 

所述的多跳路由协议的核心内容如下： 

1)实时维护与整个网络中其他节点有关的路由表项。每个节点都能动态更新路由表：当在网络中发现新的节点时，相应的路由表项会被添加到路由表中；当某节点退出网络或者出现故障不能正常通信时，对应的路由表项也会从路由表中删除。

2)定时发送广播报文，其作用是告知网络中其他节点自己的存在。报文分为广播报文（用以广播）和数据报文（用以数据传输），两种报文都包含源节点地址、目标节点地址、中继节点地址、TTL等重要报文表项。

3)发送数据报文时，动态搜索到达目标节点的最优的下一跳，并更新对应路由表项。

本发明无线自组织多跳数据收发系统具有如下优点：

1)通过通讯接口，使得本发明使用简单、携带方便，实施简洁。

2)传输距离远，通过增加中继节点可实现通讯距离的无限延伸。 

3)支持多设备通讯。

附图说明

图1 节点的体系结构图

图2 STM32F103C8T6与nRF24L01的接口电路图

图3 协议的工作状态图

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方法。

实施例1，如图1，为本发明中网络节点的体系结构：

（1）通讯接口模块

USB接口电压为5V，采用ME6206芯片，将5V的接口电压转化为3.3V电压，给微处理器STM32以及射频芯片nRF24L01供电，使其能够正常工作。另外USB接口的2、3脚分别直连到微处理器STM32的PA11和PA12端口，以实现微处理器STM32与USB接口的数据交换。

（2）.处理器模块