[发明专利]一种基于RF433无线通讯的主从式智能设备组网方案

说明书

本发明公开了一种基于RF433无线通讯的主从式智能设备组网方案，属于微型网络无线通讯领域，组网设备包括一个集中采集器为主设备，以不超过150个终端为从设备，主、从智能设备之间组网构成智能设备物联私有网。利用本发明提供的主从式智能设备组网方案，主、从设备在设定的通讯距离范围内，可以固定放置，也可自由移动，“主‑从”、“从‑从”之间可快速实现端到端数据通信；主设备可以集成NB‑IoT通信模组，将下属从设备的数据在采集周期内进行缓存，并利用MQTT协议，与云端物联网后台进行数据通信；适用于机器人/无人机集群控制、可穿戴智能设备、智能家居，智慧养老以及智慧场馆等应用场景。

技术领域

本发明涉及微型网络无线通讯技术领域，特别涉及一种基于RF433无线通讯的主从式智能设备组网方案。

背景技术

随着物联网(Iot,Internet-of-things)技术在智能家居、智慧场馆等领域的快速发展，对适用于微型规模网络，具备“低成本”、“低速率”、“短距离”、“高稳定”四项特点的无线通信与组网方案成为人工智能、物联网等技术领域关注的焦点。

目前，微型无线网络组网主要采用以下四种技术:

1)载波为2.4G Hz的ZigBee/802.15.4无线通讯网络。在实际应用中，大多数开发人员可运用802.15.4物理层的无线网络调度与路由能力。对于数据可靠性和完整性要求较高的应用，开发人员可调用类似Z-stack的ZigBee高层协议栈来解决。

2)Wi-Fi标准无线通讯网络。Wi-Fi被广泛用于众多物联网应用案例，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器链路。然而，它通常被用于要求“高速率”和“中距离”为主要特点的无线通讯。流行的802.11n速度可达300Mb/s，而更新的、工作在5GHz ISM频段的802.11ac，速度甚至可以超过1.3Gb/s。

3)蓝牙无线通讯网络。相比于Wi-Fi，利用蓝牙技术的无线组网在协议的延续性和向下兼容性下更好。蓝牙无线传输技术理论上能够在最远100米左右的设备之间进行短距离连线，但实际使用时大约只有10米。

4)433MHz无线透传网络。这类无线模块完成了射频部分的电路设计，解决了网络收发的自动转换，以及主机接口的命令解析。RF433通讯模块等效于一个无线串口，非常适合于点对点的数据通讯。

目前，适用于微型无线网络组网的四种解决通讯技术也存在部分缺点。

1)载波为2.4G Hz的ZigBee/802.15.4无线通讯网络。这类解决方案的优点是芯片功耗低、组网方案成熟，但是2.4G Hz的载波波长短，穿透能力弱，在短距离内非空旷应用场景下，数据通讯稳定性不足。

2)Wi-Fi标准无线通讯网络。由于Wi-Fi是专门为笔记本、PC等设备上网而设计的无线网络方案，其在通讯环境、接口方式、穿透能力、电流消耗、移动漫游、制造成本等多方面，并没有针对低价位的无线数据采集设备进行优化，导致其在微型网络组网方案中并不常见。

3)蓝牙无线通讯网络。蓝牙除了传输距离受限之外，它还存在一个显著的缺陷，即一个蓝牙设备同时只能存在一个蓝牙数据交互。当一个蓝牙设备在连接了多个蓝牙设备时，往往在一连接上时就分配好资源。当不同的蓝牙设备在不同时期需要的资源不一样的时候，网络通讯协议并不能灵活调度设备通信所需要的资源。

4)433MHz无线透传网络。这类无线功耗低，而且非常适合于点对点的数据通讯。但是，对于“主-从”多点分布式数据采集系统，一般需要开发人员自定义高层的通讯协议来保证网络的稳定性和数据包的完整性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种基于RF433无线通讯的主从式智能设备组网方案，提升RF433无线通讯技术在人工智能、物联网领域中的应用能力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：