[发明专利]一种多网络无线传感器实时数据同步采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种多网络无线传感器实时数据同步采集系统及方法，其特征是系统由1个多频主站和多个单频网络构成，单频网络以多频主站为中心，构成星型网络拓扑结构。多频主站由多个不同频点的主节点组成，多频主站负责系统内的网络管理。需要同步采集的一组无线节点，分布于不同频点的网络内。系统内可包含多个不同时序的同步节点组，单频网络内，无线节点的个数等于或者大于同步节点组的个数。主站向无线节点发送组网、时钟、休眠、唤醒、采集及发送等指令信息，无线节点根据指令要求完成数据组网、休眠、唤醒、同步采集、同步发送等操作。本发明有益效果是利用多频网络及分时技术，解决了在同一系统中，多组无线传感器数据的同步采集及同步发送问题，降低了系统能耗，减少了通讯时间延迟，提高了数据同步精度。

技术领域

本发明涉及无线传感器数据同步采集技术领域，特别涉及一种多网络无线传感器系统的组网方法及实时数据同步采集技术。

背景技术

在传感器的使用过程中，一些应用场景会要求某些传感器采集的数据在时间上尽量一致，通过对某些关键传感器在某时刻采集的数据进行分析，得出一些结论。不同的系统对这些传感器时刻的同步性要求不一样，有一些系统对某一组传感器要求有极高的时刻一致性和采集连续性，最高可达毫秒级或者纳秒级别。这就要求在系统建立时，要充分考虑多传感器的数据同步采集技术。

在使用有线传感器的数据采集系统中，常用的做法是所有传感器数据均集中到实时采集计算机进行采集，计算机的时钟是唯一的，数据的采集是顺序、循环执行的，关键传感器数据通常采用周期内多点采集技术进行密集采集，在允许误差范围内时，当时计算机采集速度足够快、间隔周期足够小时，即认为这些传感器的数据是同步采集的。而在无线传感器的数据采集系统中，特别是在单频无线网络中，受空中速率、无线频率、数据传输长度、带宽、节点个数、组网时间、冗余校验等因素影响，无法达到像有线传感器数据采集系统那样高的采集速率，在要求较高的系统中，无法实现多个传感器数据的同步采集传输。同时，也由于每个无线节点都是独立工作的，这些节点都有独立的时钟，时钟的长时间运行也会产生累计误差，这都对数据同步采集传输带来影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种多网络无线传感器实时数据同步采集系统及方法。

其技术方案如下：

一种多网络无线传感器实时数据同步采集系统，该系统主要由一个多频主站、多个单频网络，所述多频主站和多个单频网络无线通讯连接。

进一步的，所述多频主站和多个单频网络组成星型拓扑结构。

进一步的，所述单频网络主要由一个单频主站和多个无线节点组成，所述一个单频主站无线通讯连接多个无线节点。

进一步的，所述单频主站和多个无线节点组成星型拓扑结构。

更进一步的，一种多网络无线传感器实时数据同步方法，包括用于采集和发送传感器数据的无线节点，通过多频主站进行系统内的网络管理，所述多频主站采用时间信标方式协调单频网络内、单频网络间无线传感器节点的工作时序，协调无线节点对传感器数据的有序采集和发送。

进一步的，所述多频主站由多个单频主站组成。

进一步的，所述单频主站用于对单频网络内无线节点的管理和数据接收。

进一步的，所述无线节点设置有专用定时器用于数据采集、时间同步、自动休眠和自动唤醒。

进一步的，所述无线节点以多频主站时钟为基准，定时进行时钟校准。

进一步的，所述无线节点的个数等于或者大于同步节点组的个数。