[发明专利]分布式光载无线-WiFi-Modbus网络

说明书

技术领域

本发明涉及具有主-从装置的无线网络拓扑技术领域，尤其涉及一种分布式光载无线-WiFi-Modbus网络。

背景技术

所谓无线网络，就是采用无线电波作为信息传输的媒介，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同。物联网作为一种新兴的识别、定位、跟踪、监控和管理网络，无线化是其发展的必然趋势。

目前，WiFi无线局域网正越来越普及，已经成为组建无线局域网的首选方案，WiFi接入点的信号覆盖范围通常为：室内，50米～100米；室外，100米～150米。但对于物联网领域而言，由于部署了海量的多种类型传感器，每个传感器配备一个WiFi模块的话，制造成本过高。

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种网络协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信；它已经成为一通用工业标准，使不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

利用低成本无线通信模块实现Modbus主机与Modbus从机之间的无线数据交换，其有效覆盖范围可达到200米以上，Modbus主机与Modbus从机通过Modbus协议实现按址查询功能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种分布式光载无线-WiFi-Modbus网络，实现终端数据的无线采集和集中管控，以及实现网络环境的搭建灵活、安全、可靠。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

分布式光载无线-WiFi-Modbus网络，其特征在于，包括：光载无线交换系统，Modbus主机和两个以上Modbus从机；

所述光载无线交换系统与Modbus主机之间、通过WiFi网络协议和辐射天线进行无线通信；

前述Modbus主机与Modbus从机间的通信方式为无线通信模块产生的射频信号进行无线通信；

所述光载无线交换系统包括：中心站、远端射频单元(RRU, Remote Radio Unit)和模拟光纤链路，连接在中心站和远端射频单元之间的模拟光纤链路用来实现WiFi无线射频信号的传输与分发，中心站用来进行信号交换、控制和处理，远端射频单元用来实现光电转换、射频功率放大和信号无线覆盖。

作为改进地，所述光载无线交换系统与Modbus主机之间通过WiFi无线射频信号进行无线通信，所述Modbus主机用来实现WiFi信号与Modbus网络间的射频信号转换，并把数据按照Modbus协议处理。

作为改进地，所述Modbus从机用来采集外部信号，把数据按照Modbus协议处理，并与Modbus主机进行通信。

作为改进地，所述Modbus主机包括：电源模块，微处理器，无线通信模块和WiFi模块；

所述电源模块给Modbus主机提供电源，其工作电压在5.0V～10V，工作电流不大于500mA；

在微处理器与无线通信模块间通过实双向线连接，进行半双工通信；

在微处理器与WiFi模块间通过实双向线连接，进行半双工通信。

作为改进地，所述Modbus从机包括：电源模块，微处理器，无线通信模块，RS485模块和接口；

所述电源模块给Modbus从机提供电源，其工作电压在0.7V～5.5V，工作电流不大于200mA；

在微处理器与无线通信模块间通过实双向线连接，进行半双工通信；

在微处理器与RS485模块间通过实双向线连接，进行半双工通信；

所述RS485模块为微处理器的TTL电平与接口电平提供转换作用；

所述接口为与外部设备连接的RS485接口；

在接口与RS485模块间通过实双向线连接，进行半双工通信。

进一步改进地，所述WiFi模块为串口转WiFi通信的传输转换模块，该模块是符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，实现用户串口到无线网络之间的转换。

进一步改进地，所述微处理器包括：内存储器、I/O接口及软件系统。

进一步改进地，所述无线通信模块使用免费ISM频段免许可证，最大传输速率500Kbps，并可软件修改波特率，开阔地最大传输距离不小于200米，具有无线唤醒功能，最大灵敏度-110dBm，最大发射功率10dBm。

进一步改进地，所述RS485模块采用RS232模块代替。

作为改进地，所述单一Modbus网络包含Modbus从机的数量为2～255个。