[发明专利]一种无线智能传感器及该传感器即插即用的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种无线智能传感器及该传感器即插即用的实现方法。

背景技术

无线传感器网络是本世纪最具影响力的21项技术之一，综合了传感技术、计算机处理技术以及通信技术的新技术领域，在工业控制、智能家居、医疗保健、环境检测、军事监控等领域中都得到广泛应用。无线传感器网络是由大量智能传感器节点组成，通过无线通信方式构成具有自组织能力网络系统。无线智能传感器作为无线传感器网络的关键部件，其可靠性和灵活性就决定了传感器网络的性能优劣。

无线智能传感器的加入、失效、损坏等会导致无线传感器网络结构的改变，无线传感器网络需要及时调整、组织，以适应网络结构的变化情况，这就要求无线传感器网络具备能对智能传感节点的自识别能力。当添加新的无线智能传感器时无需重新配置、设定，这就要求无线智能传感器具有可扩展性和标准化的外部接口，还要具有即插即用能力，在使用范围内能够满足各种网络结构变化的需要。因此，如何保证无线智能传感器的即插即用是无线传感器网络需要解决的关键技术之一。

目前的无线传感器网络通常采用不同的频率通道或是不同物理地址，来区分和识别不同传感器，但有限的可用地址范围或频率通道范围使网络的可扩展性受到限制。IEEE 1451.5标准规范了无线智能传感器体系结构，实现无线智能传感器在不同现场网络中的互换性、互操作性，为无线智能传感器的标准化和扩展性问题提供了一种有效的解决途径。符合IEEE 1451.5标准的无线智能传感器主要由无线智能传感器接口模块(Wireless Transducer Interface Module，WTIM)和网络适配应用处理器(Network Capable Application Processor，NCAP)构成，通过标准无线接口连接。WTIM采用传感器电子数据表格(Transducers Electronic Data Sheet，TEDS)保存传感器信息，NCAP通过设置和读取TEDS，可获取传感器的各种描述信息。IEEE 1451.5标准定义了无线智能传感器WTIM和NCAP的软、硬件结构，也给出了TEDS的格式和定义，但并未说明WTIM和NCAP实现即插即用的具体方法。本发明所涉及的无线智能传感器即插即用实现方法就是基于IEEE 1451.5标准实现WTIM和NCAP之间的即插即用。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种无线智能传感器。所述技术方案如下：

一种无线智能传感器，包括：

该无线传感器符合IEEE 1451.5标准的无线智能传感器，所述无线传感器包括网络适配应用处理器NCAP和无线智能传感器接口模块WTIM，其中，

网络适配应用处理器NCAP，设置网络号，选择无线传输频率通道；获取无线智能传感器接口模块WTIM的传感信息，配置传感器通道，并启动传感器通道；

无线智能传感器接口模块WTIM，申请加入网络，并获取网络适配应用处理器NCAP分配的网络号和网络短地址；且该无线智能传感器接口模块WTIM还通过网络适配应用处理器NCAP启动的传感器通道发送传感器测量数据。

一种无线智能传感器即插即用的实现方法，包括

NCAP设置网络号，选择无线传输频率通道，启动无线网络；

B、WTIM申请加入网络，NCAP分配网络号和网络短地址；

C、NCAP和WTIM启动网络参数保存和定时握手机制；

D、NCAP加载TEDS，获取WTIM的传感器信息，配置传感器通道；

E、NCAP启动传感器通道，WTIM发送传感器测量数据。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、基于IEEE 1451.5标准，实现普通传感器的无线传输、接口标准化和可扩展性，通过定义通信消息帧格式，设置TEDS数据，实现WTIM的即插即用；

2、启动协议栈事件处理进程监测网络结构变化，采用片外数据存储器实时更新、保存网络参数，系统重启时能迅速恢复网络设置，避免重建网络、搜索网络、加入网络的过程耗时过长；

3、借助消息帧的网络短地址字段，采用定时握手机制，在不影响正常数据传输的情况下，使NCAP能及时、准确地识别WTIM接入、断开网络，及时调整网络结构。

附图说明

图1是基于IEEE 1451.5的即插即用无线智能传感器结构图；

图2是无线智能传感器即插即用实现方法流程图；

图3是无线智能传感器数据帧格式图；