无线mesh网络设计方案

1 无线 络设计方案 关于本方案 本方案为黄河科技学院信息工程学院无线 括但不限于硬件平台、软件设计、数据库、项目人员分配、项目完成计划。 第 1章 概述 目背景 无线 第 2章 总体设计 体设计目标 本项目由软件和硬件两部分组成 硬件： 1、做板子。有显示、键盘组成。 （ 1）、步骤一：以 发板为平台，连接 试板。以 口连接。 以电缆连接。 口 2监控水表、电表等。 （ 2）、步骤二：画 子，自己做板，焊接。 2、底层程序 （ 1）、显示部分 （ 2）、键盘 （ 3）、 （ 4）、连接电表、水表等。用 （ 5）、数据的发送和接受。 3、上位机程序。 （ 1）、串口通信部分。 （ 2）、显示部分 （ 3）、数据库部分 2 （ 3）、 P和 务器链接部分。 4、 （ 1）、 （ 2）、显示部分 （ 3）、数据库部分 （ 4）、界面部分 件系统协议设计说明 （ 1） 送的时候，串口是透明的，但是在网络层会有地址码，所以 到会知道来自哪个 是需要用 （ 2）基本上 需要额外的操作设置， 传上报数据到 传广播到所有的 P。 （ 3） 址改不了，固化了的 1001 1002 1003 （ 4） 400 （ 5）如果接的是 没有透明模式的，用 +返回 设置 1、 （ 1） 口 9600,n,8,1 + 到 （ 2）透传的设置命令，串口 2400,n,8,1 + 到 2、 1）输入 + 返回 输模式到 （ 2）输入 ，从 3、数据发送 （ 1）、 7E 00 15 01 00 F 00 01 23 45 67 89 D 1 23 45 67 89 D 0 01 23 45 67 89 D 1 23 45 67 89 D （ 2）、 12345678907E 00 15 81 10 08 00 00 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30 41 42 43 44 45 46 3 件系统传输协议格式说明 1数据格式 式 (数 = 1) 在 式 ()下，串口数据的帧结构定义如下： 串口数据的每个 帧均由 4个字段组成，分别是 帧头标志， 式的帧头固定为 0 有效数据长度，是 段的长度， 字节 , 字节。 有效数据字段。 校验和，它用于校验整个数据帧的正确性。校验和的计算 : 不包括帧头和长度 (1节 )在内，将“ 段的内容逐个相加并只保留一个字节的和，再用 0验 : 不包括帧头和长度 (1节 )在内，将“ 字 段的内容逐个相加并只保留一个字节的和， 然后再加上 值，如果相加的结果等于 0说明校验正确。 2帧结构定义 式下串口的帧结构及“ 段的定义如下： “ 段 (是用于标示该数据帧执行何种 令的命令码。下面各节将 介绍几个不同的 令，需要注意的是，对多于一个字节组成的字段 (比如“ 段 )，其高字节在前。 3数据发送请求 令码 : 0块在收到命令码为 0数据发送请求帧后，将会把数据帧中的“ 段的内容，发送到“ 定的 16的地址。 下图：数据发送请求的帧结构 4 注： 16址为模块标签上的地址，如 1001、 1002 等，它们分别表示模块的地址为 00数据发送请求中的 16 的地址为 示数据为广播。 4数据接收 令码 : 0按照以下的帧结构定义将数据打包后发送到串口。下图，数据接收的帧结构 5 第 3章 详细设计 术架构设计 线 体方案设计 T C P / I P 网 络客 服 端 客 服 端 客 服 端服 务 器中 心 节 点总 体 框 架 图系 统 控 制 节 点 结 构 框 图图一：中心控制点总体框图 点通信架构设计 6 信子节点原理设计 点查询原理： (1)所有节点不用地址设置。节点的地址通过查询得到。节点之间的联系采用主从节点查询方式，主从节点查询方式用于节点之间的识别和定位。节点 内信息传送方式，用于主节点和从节点之间的信息传递。主从节点查询工作流程如下：主节点发送查询消息。由于是节点查询，需要查询所有的节点。每个节点都有其关键字，可以是时间序列。无线信号覆盖的一定区域，所有的节点相应。由于主节点接受的信息是无序的，所以，主节点缩小查询时间序列范围，继续查询。直到收到正常的时间序列，此时的从接点为 主 节 点 查 询 所 有 的 子 节 点得 到 主 节 点 查 询 的 节 点 集 合 区 域 内 主 节 点 系 列 集 合 主 链 表 ： L 合 S 内 的 节 点 为 主 节点 ， 递 归 查 询 所 有 的 子 节 点得 到 从 节 点 链 表 L 无线网络查询流程框图 2)重复 (1)的过程，查询主节点覆盖区域。对所有查询的节点中，已经被正确查询的节点不在响应。没有被正确查询的节点响应主节点的查询。根据查询结果，得到主节点查询的节点集合 S： 、 (3)以集合 S： 、 节点为主节点，重复 (1)、 (2)的过程，递归查询服务区域的所有从节点。 7 询关键约 （ 1）、已经通过查询定位的子节点，不在响应之列，如集合 S： 、 （ 2）、区域内没有定位子节点，均需响应，以此找到最大区域的主节点系列集合M： 、 （ 3）、根据查找顺序，取得查询列表，以链表方式表示。 （ 4）、主链表如下表示： 、 （ 5）、每个主链表下从节点链表如下表示： 、 （ 6）、根据查询结果，形成一个小区无线节点分布图。 点通信方式 （ 1）、主机发命令，由主节点定时查询集合 S： 、 （ 2）、以集合 S： 、 的节点为主节点，定时查询区域内的主接点系列集合 M： 、 （ 3）、以集 合 M： 、 主节点，定时查询其下的从节点链表 、 有节点的信息上报。 8 心节点实现功能设计 件组成框图 主 控 制 计 算 机中 心 节点R S 2 3 2 接 口主控制计算机和中心节点通过 心节点节 件流程框图 开 始启 动 查 询 节 点 命令 ， 节 点 查 询和 计 算 机通 信通 过 计 算 机 的 命令 。 查 询 节 点 9 数的详细说明 终 端 监 控 服 务 器 中 心 节 点顶 层 包 : : 主 角 1查 询 命 令 （ ）节 点 查 询 命 令 F i n d O u t N o d e ( )节 点 查 询 命 令节 点 电 量 查 询 命 令 F i n d O u t E l e c ( )节 点 水 表 查 询 命 令 F i n d O u t W a t e r ( )节 点 告 警 查 询 命 令 F i n d O u t A l e r t ( )节 点 温 度 查 询 命 令 F i n d O u t T e m p ( )节 点 湿 度 查 询 命 令 F i n d O u t C l i m a t e ( )节 点 电 量 查 询 命 令 F i n d O u t E l e c ( )节 点 水 表 查 询 命 令 F i n d O u t W a t e r ( )节 点 告 警 查 询 命 令 F i n d O u t A l e r t ( )节 点 温 度 查 询 命 令 F i n d O u t T e m p ( )节 点 湿 度 查 询 命 令 F i n d O u t C l i m a t e ( ) 10 端节点实现功能设计 件组成框图 L P C 2 1 4 8H A C - U n e t E 水 表表 、 电 表存 储 器 按 键 显 示 温 度 湿 度 烟 雾 告 警终端节点由 p 或 量水表（或电表）、存储器、按键、显示、温度传感器、湿度传感器、烟雾告警等组成 11 件流程框图 开 始初 始 化 ， 扫 描响 应 主 节 点 查 询 命 令计 量 电 表 数 据 发 送温 度 数 据 发 送湿 度 数 据 发 送烟 雾 告 警 数 据 发 送 12 数的详细说明 主 节 点子 节 点查 询 处 理初 始 化 ， 扫 描响 应 主 节 点 查 询 命 令计 量 电 表 数 据 发 送温 度 数 据 发 送湿 度 数 据 发 送烟 雾 告 警 数 据 发 输协议设计 点通信方式 按照主节点查询所有子节点方式，定义如下： 命令字： 0查询数据 电量查询： 0表查询： 0度查询： 0度查询： 0雾告警： 0 节点数据返回： 命令字： 0量查询： 0 返回值：共 4字节。如 aa bb cc 中， 小数部分 水表查询： 0回值：共 4字节。如 aa bb cc 中， 小数部分 温度查询： 0回值：共 2字节。如 cc 中， 湿度查询： 0回值：共 2字节。如 cc 中， 13 烟雾告警： 0 返回： 0雾告警。其他待定。 据库设计 点信息表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字 节） 量表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字节） 户时间（ 4字节） 户日期（ 4字节） 量值：共 4字节。如 aa bb cc 中， 量表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字节） 户时间（ 4字节） 户日期（ 4字节） 量值：共 4字节。如 aa bb cc 中， 度表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字 节） 户时间（ 4字节） 户日期（ 4字节） 度值：共 2字节。如 cc 中， 小数部分 度表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字节） 户时间（ 4字节） 户日期（ 4字节） 度值：共 2字节。如 cc 中， 14 雾告警表 D：用户的节点号（ 4 字节） 户名字（ 20字节） 户时间（ 4字节） 户日期（ 4字节） 0雾 告警。其他待定。 第 4章 项目实施计划 件人员分工和时间安排 1、文档熟悉， 2013013员：李小亮、王鸿运、王丽霞、肜瑶。 2、硬件一期，指的是把测试板和 池供电。时间： 2013013 3、硬件二期，指的是外围电路的添加。外围电路是指：电表、水表、温度、湿度、烟雾告警。时间从 2013013 4、硬件三期，根据前面的示例，画 间从 2013013 5、硬件四期，硬件板子调 试。时间从 2013 2013接板子，测试。 件人员分工和时间安排 1、文档熟悉， 2013013员：王志刚。 2、软件一期， 2013013写中心点的软件。人员：王志刚。 3、软件一期。时间从 2013013写节点的软件。人员：王志刚。 4、调试。时间从 2013013员：王志刚。 5、联调。时间从 2013013员：王志刚。 站人员分工和时间安排 1、文