[发明专利]路灯控制系统中多个子网间的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及路灯控制系统中多个子网间的通信方法。

背景技术

随着通信技术的发展，短距离无线通信技术在人们生活中扮演着越来越重要的角色。ZigBee技术凭借其低成本、低功耗、组网方便等诸多优势在激烈的无线通信技术竞争中逐渐脱颖而出。特别值得一提的是ZigBee技术具备强大的网络功能。它支持目前三种主要的自组织无线网络类型，且具有很强的网络健壮性和系统可靠性，使得ZigBee网络更加灵活、高效、可靠。这种低速率无线通信技术的应用更贴近工业生产与人们的日常生活，可以很好的应用于家庭自动化、工业控制、建筑自动化、医疗护理等。

ZigBee协议基于802.15.4标准，该标准是IEEE用于低速无线个人域网(LR-WPAN)的物理层和媒体接入控制层规范，多用于小范围内的布网，ZigBee网络通常也被称为“个人区域网络”(Personal Area Network,简称PAN)。在ZigBee联盟制定的ZigBee协议栈标准中，有路由信息最多15跳的限制，这样就限制了ZigBee网络在大规模范围内的布网和应用。但在有些实际应用场合，如城市路灯控制、林区环境监测、水库水文监控等，需要利用ZigBee技术低功耗、通信可靠、容量大的优点大范围部署ZigBee节点。ZigBee协议网络路由跳数的限制大大制约了ZigBee技术在上述领域内的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于路灯控制系统中多个子网间的通信方法，本发明实现了在路灯控制系统中，各个子网间的具体通信方法，保障了路灯间通信的可靠性。

本通信方法主要是通过智能网关设备实现的。该智能网关设备主要由三个模块组成：第一无线通信模块、第二无线通信模块、电源模块。

第一无线通信模块与第二无线通信模块通过SPI总线连接，第一无限通信模块和第二无限通信模块通过SPI进行双向的透明传输。电源模块为第一无线通信模块、第二无线通信模块供电。

所述的第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用STM32w108C8。

所述的电源模块提供5V直流的稳定电压。

其中，第一无线通信模块我们称之为协调器，第二无线通信模块我们称之为路由器。

主要的通信流程：

数据信息流处理方法为：智能网关的协调器收到本子网路灯节点发来的数据信息；智能网关经过设定的时延，通过路由器将该数据信息发送到路由器所属子网的协调器，即相邻的智能网关。相邻的智能网关重复上述步骤，通过依次传递实现了数据信息在多个子网之间的传播。

命令信息流处理方法为：当前智能网关的路由器收到相邻智能网关协调器发来的命令信息，当前智能网关判断命令信息是否属于本子网；如果命令信息是发给所属本子网，那么当前智能网关负责将命令下达到指定路灯节点；如果命令信息不是发给所属本子网，则当前智能网关将命令信息转发给另一相邻智能网关。重复上述步骤，智能网关通过依次传递将命令信息最后传递给相应的路灯节点。

本发明是通过在路灯控制系统中，制定出多个子网间的通信方法，实现整个路灯网络通过一个主协调器控制处理各个子网的信息。其主要通信方法是实现主协调器向路灯节点发送控制命令和各个子网路灯节点向主协调器发送信息这两种通信功能：

通信功能（1）：主协调器向路灯节点发送控制命令。

当主协调器向路灯节点发送控制命令时，靠近主协调器的某个子网N的智能网关的路由器收到该命令帧后，当前智能网关判断该命令帧是否属于本子网络，如果命令帧是发给所属本子网络，那么当前智能网关负责将命令帧发送到所属子网的目的节点，目的节点进行相应的操作，本次命令发送结束；如果命令帧不是发给所属本子网络，则当前智能网关将命令帧转发给另一相邻智能网关，并重复上述步骤，智能网关通过依次传递将命令帧最后传递给相应的节点，由此实现了命令帧在各个子网间的通信。

所述的控制命令包括广播命令和单播命令，它们的处理方式分别是：

当某个子网的智能网关的协调器收到某个广播命令，则该智能网关的协调器向该智能网关所属的子网广播该命令帧，并将该命令帧经该子网的路由器转发给相邻智能网关的协调器，重复这一过程直到所有路灯节点都收到该命令帧，所有路灯节点进行相应的操作；所述广播命令包括主协调器更新路灯和路由器的时间命令、全部路灯开/关命令、主协调器修改路灯汇报周期命令；