[发明专利]应用于强电磁屏蔽环境的物联网无线通讯系统及方法

权利要求书

1.一种采用应用于强电磁屏蔽环境的物联网无线通讯系统的方法，其特征在于，所述的系统包括就地测控装置和测控后台，其特征在于，所述的就地测控装置包括MCU微处理单元和第一LoRa无线收发模块，所述的测控后台包括第二LoRa无线收发模块，各所述的就地测控装置之间通过第一LoRa无线收发模块通讯，各所述的就地测控装置与测控后台之间通过第一LoRa无线收发模块和第二LoRa无线收发模块通讯，

所述的方法包括以下步骤：

步骤1、测控后台及就地测控装置初始化完毕后，在需要测量数据或发送控制信号时，测控后台首先以就地测控装置与测控后台直接通讯的方式对所有就地测控装置发出指令，若通讯成功，就以直接收发方式完成测控任务；若未能通讯成功，则执行步骤2；

步骤2、每一个就地测控装置都预先配置一个默认的中转测控装置，作为该就地测控装置的固定信号中继电台，该就地测控装置通过其固定信号中继电台与测控后台进行数据传输，若通讯成功则以中继策略表内固定的中继电台收发方式完成测控任务；若未能通讯成功，则执行步骤3；

步骤3、根据中继策略表预先设定的优先级，逐一选择中继装置尝试通讯，直至成功获取数据，并将该中继装置作为目标测控装置的中继电台存储在中继策略表中，转至步骤2，若中继策略表中的中继装置均未能通讯成功则返回相应就地测控装置故障告警信号；

所述的步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1、根据与测控后台的直线距离、间隔柜体或墙体数量，对变电站划分若干区域；

步骤3.2、区域内根据各就地测控装置通讯可靠性的权重顺序，其中数值大者排序靠前，在步骤1、步骤2均通讯失败前提下，自动检索所在区域内权重靠前10的测控装置作为中继电台，从第1位到第10位依次尝试利用临时中继与测控后台通讯；

步骤3.3、通讯成功后，则将对应的临时中继转为目标测控装置的固定中继，并更新中继策略表；

所述的步骤3.2中各就地测控装置通讯可靠性的权重计算公式为：

其中E(Z_x)为权重，Z_x为就地测控装置编号，L为其与测控后台的直线距离，L_m为场内最远汇控柜距离主控室直线距离，n_w为信号直线传输路径穿越墙体数量，d为墙体厚度，n_c为信号直线传输路径穿越不锈钢柜体数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一LoRa无线收发模块的发射装置的规格包括：通信接口为UART，最大功率为100mW，供电电压为2.0V～5.5V，空中速率为0.3K-19.2Kbps，天线形式为SMA-K，发射电流为90mA，接收电流为18mA，工作频段为410-441MHz，波特率为1200～115200bps，参考距离为3000米；所述的第一LoRa无线收发模块的接收装置的规格包括：通信接口为RS232/485，最大功率为100mW，供电电压为8V～28V，空中速率为0.3K-19.2Kbps，天线形式为SMA-K，发射电流为160mA，接收电流为68mA，工作频段为410-441MHz，波特率为1200～115200bps，参考距离为3000米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二LoRa无线收发模块的发射装置为：

通信接口为UART，最大功率为1W，供电电压为2.5V～5.5V，空中速率为0.3K-19.2Kbps，天线形式为SMA-K，发射电流为450mA，接收电流为18mA，工作频段为410-441MHz，波特率为1200～115200bps，参考距离为8000米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二LoRa无线收发模块的接收装置为：

通信接口为RS232/485，最大功率为1W，供电电压为8V～28V，空中速率为0.3K-19.2Kbps，天线形式为SMA-K，发射电流为570mA，接收电流为68mA，工作频段为410-441MHz，波特率为1200～115200bps，参考距离为8000米。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的就地测控装置和测控后台的通讯共分为三种方式：

方式一为现场测控装置与测控后台直接无线通讯；

方式二是为每一个目标就地测控装置都预先配置一个默认的中转测控装置，作为该就地测控装置的固定信号中继电台，确保方式一通讯失败后可以有效与测控后台进行数据传输；

方式三是某就地测控装置通过方式二与测控后台通讯失败后，将会根据中继策略表预先设定的优先级，逐一选择中继装置尝试通讯，直至成功获取数据，并将该装置作为目标就地测控装置的中继电台存储在中继策略表中，此后与该目标测控装置的通讯即转为方式二通讯，若再失败，则重新启用方式三通讯。