一种自适应通信节点的组网中继设备制造技术

本实用新型专利技术属于无线媒质的组网通信领域，具体涉及一种自适应通信节点的组网中继设备，包括无线通信模块、识别匹配模块、数据处理模块、运动控制模块和能源供应模块；所述数据处理模块分别电连接无线通信模块、两组识别匹配模块与能源供应模块，所述能源供应模块还电连接有运动控制模块；本设备有效的解决了恶劣环境的通信问题，使得集群间能够建立稳定的通信链接，同时进一步降低了通信的链路能耗，延长了网络整体的生存周期。了网络整体的生存周期。了网络整体的生存周期。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应通信节点的组网中继设备


[0001]本技术属于无线媒质的组网通信领域，具体涉及一种自适应通信节点的组网中继设备。

技术介绍

[0002]无线通信网络经常受到地形、天气等因素的影响，链路状态不够稳定。根据不同的场景需求，衍生出了不同特点的无线网络，如无线传感器网络(Wireless SensorNetwork，WSN)、自组织网络(Ad Hoc Network，Ad Hoc)、车联网等。在某些特定的场景下，如战场网络、卫星通信网络、紧急救援网络、野生动物追踪网络，端到端的连接往往不稳定或是间断性的，这就造成了通信双方不存在稳定的端到端通信链路。我们将这种特殊的网络统称为“恶劣环境”。
[0003]在恶劣环境中，会形成小规模的通信群体，在群体内部任何两个通信点都可以通过投递转发进行通信，但当两个通信点隶属于不同通信群体时，群体间通信路径不佳，就无法完成正常通信需求。由于拓扑结构的时变性，当某两个通信点之间需要进行相互通信时，若中间跨过若干个通信群体时候，就不能找到从源端到目的端的一条稳定的通信链路维系。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种自适应通信节点的组网中继设备。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]一种自适应通信节点的组网中继设备，包括：无线通信模块、识别匹配模块、数据处理模块、运动控制模块和能源供应模块；所述数据处理模块分别电连接无线通信模块、两组识别匹配模块与能源供应模块，所述能源供应模块还电连接有运动控制模块。
[0006]进一步的，所述无线通信模块包括MCU控制器，所述MCU控制器分别电连接有射频通信模块、串口转换模块与电源稳压模块；所述电源稳压模块通过电源电路连接外部电源；所述射频通信模块还电连接有射频增益放大模块，所述射频增益放大模块还电连接有两组射频天线。
[0007]进一步的，所述识别匹配模块包括采集器、AD转换器，EPCS4芯片和S3C2410A模块，通过EPCS4芯片来控制AD时序，采集器搭载红外或超声波传感器，并通过S3C2410A 模块进行数据输出。
[0008]进一步的，所述数据处理模块包括信号处理、高速存储与数据处理部分，通过 FPGA实现大数据流的内插、数值平滑处理、FFT变化；通过DSP配置多种滤波器；通过采用SBSRAM来实现数据的高速存储；抽取、峰值检测、快速校准、再封装实现数据的处理过程。
[0009]进一步的，所述运动控制模块包括LS1043A微处理器，LS1043A微处理器上连接有超声波传感模块、气压计模块、磁罗盘模块、陀螺仪模块与加速度传感模块，以保障自适应通信节点的运动特性，和群体间保持同种性质的运动属性。
[0010]进一步的，所述能源供应模块包括AVR微控制器与电源储备，为设备提供不同环境下的电源管理模式。
[0011]本技术的有益效果：
[0012]本设备有效的解决了恶劣环境的通信问题，使得集群间能够建立稳定的通信链接，同时进一步降低了通信的链路能耗，延长了网络整体的生存周期。
[0013]以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。
附图说明
[0014]图1是本设备原理结构示意图。
[0015]图2是无线通信模块结构示意图。
[0016]图3是识别匹配模块结构示意图。
[0017]图4是数据处理模块结构示意图。
[0018]图5是运动控制模块结构示意图。
[0019]图6是能源供应模块结构示意图。
具体实施方式
[0020]为进一步阐述本技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
[0021]如图1所示，一种自适应通信节点的组网中继设备，包括：无线通信模块、识别匹配模块、数据处理模块、运动控制模块和能源供应模块；数据处理模块分别电连接无线通信模块、两组识别匹配模块与能源供应模块，能源供应模块还电连接有运动控制模块；无线通信模块是基础，为其提供；识别匹配模块是核心，用于和群体之间建立稳定、低耗能的匹配策略；数据处理模块是保障，将群体传递过来的数据进行对比分析、再处理，保障群体传输的数据可靠性；运动控制模块是前提，构成无人模块的基本运行需求，以适应群体的运动环境；能量供给模块是支撑，在保证低功耗的前提下，延长自适应通信节点的网络工作周期。
[0022]如图2所示，无线通信模块包括MCU控制器，MCU控制器分别电连接有射频通信模块、串口转换模块与电源稳压模块；电源稳压模块通过电源电路连接外部电源；射频通信模块还电连接有射频增益放大模块，射频增益放大模块还电连接有两组射频天线；无线通信模块采用低功耗、高性能的核心控制处理器，使用双天线设计，增强信号强度，以适应复杂条件下的通信需求。该通信模块具有多个免费无线通信频段，实现超长通信距离、抗干扰能力强，能满足无人作战环境下对稳定性、准确度、可靠性的要求。
[0023]如图3所示，识别匹配模块包括采集器、AD转换器，EPCS4芯片和S3C2410A模块，通过EPCS4芯片来控制AD时序，采集器搭载红外或超声波传感器，并通过S3C2410A模块进行数据输出，通过环境感知，探测群体边缘个体数量。识别匹配模块是链路数据传输的保证，是本文硬件设计的重点。在复杂的山区条件下，数据的通信链路常常不稳定，导致很难甚至无法进行通信，在识别匹配模块中，配备一系列探测感知传感器，如红外传感器、超声波传感器等，通过环境感知，探测到群体边缘个体数量，同时通过无线通信模块传来的链路信息，解析出多跳通信链路的质量，通过个体数量和链路质量，产生合理的虚拟节点，来进行链路间的匹配传输，一旦无线通信模块传来链路数据，红外以及超声波传感器探测群体边缘通
信节点数量，虚拟控制层通过分析计算，确定产生的虚拟设备数量，进而映射出虚拟节点。通过虚拟节点和边缘通信节点之间建立最优的链路匹配，进而进行数据传输，完成后，数据传输至底层，通过硬件接口发送到数据处理模块。
[0024]如图4所示，数据处理模块包括信号处理、高速存储与数据处理部分，通过FPGA 实现大数据流的内插、数值平滑处理、FFT变化；通过DSP配置多种滤波器；通过采用SBSRAM来实现数据的高速存储；抽取、峰值检测、快速校准、再封装实现数据的处理过程。当群体传来的数据后，会将数据传入数据处理模块，在模块内部，首先通过信号处理部分，通过FPGA和DSP实现，FPGA实现大数据流的处理，进行内插、数值平滑、FFT等操作；同时通过产生校准信号进行多点的快速校准。最终将处理后的信号给对侧虚拟节点进行下一个群体的转发。
[0025]如图5所示，运动控制模块包括LS1043A微处理器，LS1043A微处理器上连接有超声波传感模块、气压计模块、磁罗盘模块、陀螺仪模块与加速度传感模块，以保障自适应通信节点的运动特性，和群体间保持同种性质的运动属性；通过加速度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应通信节点的组网中继设备，其特征在于：包括：无线通信模块、识别匹配模块、数据处理模块、运动控制模块和能源供应模块；所述数据处理模块分别电连接无线通信模块、两组识别匹配模块与能源供应模块，所述能源供应模块还电连接有运动控制模块。2.根据权利要求1所述的一种自适应通信节点的组网中继设备，其特征在于：所述无线通信模块包括MCU控制器，所述MCU控制器分别电连接有射频通信模块、串口转换模块与电源稳压模块；所述电源稳压模块通过电源电路连接外部电源；所述射频通信模块还电连接有射频增益放大模块，所述射频增益放大模块还电连接有两组射频天线。3.根据权利要求1所述的一种自适应通信节点的组网中继设备，其特征在于：所述识别匹配模块包括采集器、AD转换器，EPCS4芯片和S3C2410A模块，通过EPCS4芯片来控制AD时序，采集器搭载红外或超声波传感器，并通过S3C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：华翔，李宝华，石成泷，张杰韬，左嘉娴，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：新型
国别省市：