[发明专利]一种面向工业现场的无线网络可视化配置系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向工业现场的无线网络可视化配置系统及方法，属于工业无线通信技术领域，网络架构包括形成簇状网络架构的若干个无线采集节点、具有异构协议高质融合功能和转发配置命令功能的智能无线网关、接收智能无线网关发送消息的可视化SDN控制终端以及存储着用于可视化SDN控制终端改进升级程序的可编程云平台；所述无线采集节点产生的消息以多跳的方式转发至簇头节点，智能无线网关接收由簇头节点发送的消息。本发明具有拖拽配置网络路径、在线设置网络参数、最优簇头及最佳路由路径推荐、信道状态实时显示等功能，而且结合了SDN思想，将控制层和数据层进行了分离，从而减少了控制类数据包的数量，进一步降低了能耗。

技术领域

本发明涉及工业无线通信技术领域，尤其是一种面向工业现场的无线网络可视化配置系统及方法。

背景技术

相较于传统的有线网络布线繁杂、维护不便、拓展性差、成本高等缺点，无线传感网络因其灵活性高、成本低、自组织等特点成为诸多领域研究的热点；但是无线传感网络在工业的实际应用中仍有很多不足需要完善，例如：

(1)频谱资源有限性，可能因为节点在通信过程中资源分配不均带来的不确定性时延和高丢包率；

(2)能量有限性，因为无线节点由电池供电，不方便更换，某个节点过早的能量耗尽容易导致整个网络的生存周期变短；

(3)管理难度大，节点通过无线链路进行通信，可靠性差，一旦发生故障难以排查。

因此，有必要开发一种能够简化网络配置的流程、提高无线网络的生存周期、并且能够及时发现网络故障并排除的基于组态方式的可视化无线网络配置系统。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种面向工业现场的无线网络可视化配置方法，具有拖拽配置网络路径、在线设置网络参数、最优簇头及最佳路由路径推荐、信道状态实时显示等功能，而且结合了SDN思想，将控制层和数据层进行了分离，从而减少了控制类数据包的数量，进一步降低了能耗。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种面向工业现场的无线网络可视化配置系统，网络架构包括形成簇状网络架构的若干个无线采集节点、具有异构协议高质融合功能和转发配置命令功能的智能无线网关、接收智能无线网关发送消息的可视化SDN控制终端以及存储着用于可视化SDN控制终端改进升级程序的可编程云平台；所述无线采集节点产生的消息以多跳的方式转发至簇头节点，智能无线网关接收由簇头节点发送的消息。

本发明技术方案的进一步改进在于：

所述无线采集节点用于监测工厂中的温度、电流、电压、振动信息，并及时通过簇头节点将消息发送至可视化SDN控制终端；所述无线采集节点发送的数据为Zigbee、Wifi异构网络数据；

所述的智能无线网关用于对支持不同无线通信协议的无线采集节点进行协议的快速转换，以及分发配置信息到无线采集节点；

所述可视化SDN控制终端用于操作人员对现场无线网络的无线采集节点地址、簇头、路由路径进行可视化配置，以及实时显示信道状态、链路状态以及节点状态信息；

所述云平台可以通过应用程序接口对可视化SDN控制终端进行升级，而且可视化SDN控制终端能够将数据信息发送至云平台进行存储；可视化SDN控制终端通过应用程序接口从云平台下载和更新应用程序以及上传数据信息。

一种面向工业现场的无线网络可视化配置方法，包括以下步骤：

步骤1，将若干个无线采集节点布置于需要监测的各个位置，并为每个无线采集节点做“身份标识”，作为绑定可视化SDN控制终端的依据；

步骤2，所述可视化SDN控制终端对所述无线采集节点依次通过“身份标识”建立所述无线采集节点与所述可视化SDN控制终端之间的映射关系；