[发明专利]一种沿线通信的无线路由器及自组网络

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络技术，尤其涉及无线通信网络技术。

背景技术

要监视已有线路，例如电力线路、铁路线路、公路线路、地铁线路、河道线路等，需要通信网络，通信网络除了要实时传送监测数据和控制命令外，还需要同时开通多路视频信号。

目前，已有线路的通信，例如电力线路的状态监视利用的通信为公网无线通信方式，如GPRS、CDMA、3G等，由于电力线路要穿山越岭，这些地方多半无公网信号，造成最需要通信的地方却无通信信号；另外，它们的频带不够宽，只能传送静态图片且延时较长。

以往的无线负控通信，虽然传输距离达到10km，但是带宽太窄，只有1200波特，且误码率高，不适用。

已有的无线通信，如蓝牙、Zigbee、WiFi和无线自组网等，通信距离不到200m，也不适用于这种沿线通信。

铁路上的光纤通信只能完成车站与中心的通信，对于众多的信号灯、山坡隧道和桥梁监视却不适用。

能够提高信噪比的扩频技术，目前已被广泛采用，但是，需要牺牲带宽换回信噪比，不适用于宽带通信。

现有无线网络的拓扑结构都是一点对多点或网状的区域结构，不适用于沿线通信。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述技术问题之一，根据本发明的一个方面，提供一种沿线通信的无线路由器，包括：无线通信接口、其它通信接口和微处理器；所述无线通信接口包括：无线调制解调器和天线；所述无线调制解调器一端连接天线另一端连接所述微处理器，用于调制和解调无线信号为数字信号；所述天线为有向天线，用于沿线接收或发射无线信号；所述微处理器用于运行通信协议以及执行所述无线通信接口与其它通信接口之间的数据交换；其中，所述路由器沿已有线路进行布置。

特别地，所述其它通信接口为另一个无线通信接口，用于与另一个无线路由器通信；所述路由器作为中继路由器，设置在已有线路的中间。

特别地，所述其它通信接口为本地通信接口，用于连接本地数字设备，为本地数字设备提供网络接入，完成数据采集和控制；所述路由器作为末端路由器，设置在已有线路的末端。

特别地，所述其它通信接口还包括本地通信接口，用于连接本地数字设备，为本地数字设备提供网络接入，完成数据采集和控制。

可选择地，其它通信接口还包括另外一个无线通信接口，用于与分叉线上的无线路由器通信；所述路由器作为分叉路由器，设置在已有线路的分叉点上。

以及，其它通信接口为一个外网通信接口，用于连接其他通信网络；所述路由器作为首端路由器，设置在已有线路的首端。

所述无线路由器的各有向天线分别对准其他无线路由器的有向天线。所述无线调制解调器采用频率正交调制解调技术，用于提高信噪比和通信带宽。所述本地通信接口包括局域网接口、RS485接口、工业WiFi接口。

所述已有线路包括电力线路、铁路线路、公路线路、地铁线路、河道线路、边界线路。

所述天线的无线直传距离在2km以上，所述路由器安装在已有线路的电力线的电杆上、铁路的信号杆上、河道的信号灯塔上。

根据本发明的另一个方面，提供一种沿线通信的无线通信网络，包括多个无线路由器，按首端路由器、路由器、路由器、…路由器、末端路由器的方式沿已有线路进行设置。所述无线路由器的通信协议包括自组网算法，所述无线首端路由器与所述路由器、所述路由器与相邻所述路由器之间的距离小于0.5倍的无线直传通信距离。

本发明可以在无公有网络的情况下，利用较小的开销，通过自组网络及其无线路由器提供高质量的沿线通信解决方案。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为以电力线路为例的本发明的自组通信网络的实施例。

图2示出了根据本发明实施例的无线中继路由器的结构图。

图3示出了根据本发明实施例的带本地数据采集功能的无线路由器的结构图。

图4示出了根据本发明实施例的无线末端路由器的结构图。

图5示出了根据本发明实施例的无线首端路由器的结构图。

图6示出了根据本发明实施例的无线调制解调器结构图。

图7示出了根据本发明实施例的通信协议分层协议图。

图8示出了根据本发明实施例的抛物线有向天线图。

具体实施方式