專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)器互聯(lián)即Machine-to-Machine,簡(jiǎn)稱(chēng)M2M。 M2M技術(shù)的目標(biāo)是讓各類(lèi)機(jī)器設(shè)備具備聯(lián)網(wǎng) 和通信能力，使各類(lèi)機(jī)器之間以及機(jī)器與操作人員之間可互聯(lián)通信。
目前在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)機(jī)器互聯(lián)有傳統(tǒng)的有線互連方式和正在興起的無(wú)線互連方式。
其中有線互聯(lián)方式主要采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)總線和工業(yè)有線以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間的短距離互 聯(lián)。由于有線布線的局限性和機(jī)器之間的遠(yuǎn)距離互聯(lián)的需求越來(lái)越旺盛，機(jī)器之間的無(wú)線互 聯(lián)正在興起。
目前，M2M的無(wú)線互聯(lián)方式主要有基于GPS技術(shù)的無(wú)線互聯(lián)、基于移動(dòng)通信(GSM、 CDMA) 的無(wú)線互聯(lián)、基于WiFi的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)及個(gè)域網(wǎng)(如BlueTooth、 ZigBee)的無(wú)線聯(lián) 網(wǎng)。
基于GPS技術(shù)的無(wú)線互聯(lián)主要用于機(jī)器和設(shè)備的全球定位，不適合用于機(jī)器的聯(lián)網(wǎng)和控制。
基于移動(dòng)通信(GSM、 CDMA)的M2M技術(shù)是利用移動(dòng)通信公司的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、 人和機(jī)器之間的無(wú)線通信和控制，H前使用比較普遍。由于帶寬的限制，這種方式無(wú)法實(shí)現(xiàn) 高速數(shù)據(jù)傳輸(如視頻實(shí)時(shí)傳輸)，同時(shí)須向移動(dòng)公司支付一定網(wǎng)絡(luò)費(fèi)。這種方式比較適合 聯(lián)網(wǎng)設(shè)備少、且設(shè)備地域分布很廣的設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制，如水文監(jiān)測(cè)等，不適合設(shè)備多、且集 中、控制復(fù)雜的工廠、辦公大樓等場(chǎng)所。
個(gè)域網(wǎng)如ZigBee、 BlueTooth，為短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，適合于近距離、對(duì)功耗敏感、 數(shù)據(jù)率低且設(shè)備較少的聯(lián)網(wǎng)，不適合工廠、醫(yī)院、辦公大樓等較大區(qū)域的無(wú)線布網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種融合光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)的機(jī)器互聯(lián) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可應(yīng)用于大范圍、多設(shè)備、控制復(fù)雜的工廠、辦公大樓等場(chǎng)所。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
一種機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于包括中心服務(wù)器、WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站、遠(yuǎn) 端節(jié)點(diǎn)以及WiFi終端；
所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站，用于提供WiR終端的接入連接、分配接入WiFi局域網(wǎng)的 WiFi終端的網(wǎng)絡(luò)地址以及路由轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；
所述中心服務(wù)器通過(guò)有線方式或無(wú)線方式與WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站進(jìn)行通信；所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站通過(guò)光纖與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)相連；
所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站通過(guò)光纖及遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)與WiFi終端進(jìn)行無(wú)線通信，以^ViFi無(wú)線 互聯(lián)控制站為中心，與WiFi終端構(gòu)建成WiFi局域網(wǎng)；
WiFi終端包括但不限于WiFi設(shè)備服務(wù)器，所述WiFi設(shè)備服務(wù)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口 連接工業(yè)機(jī)器設(shè)備；
所述中心服務(wù)器，采用通用的工業(yè)電腦，用于機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體管理，實(shí)現(xiàn) 工業(yè)機(jī)器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理。
進(jìn)一步的，WiFi終端還包括WiFi/RFID讀卡器、WiFi標(biāo)簽、WiFi傳感器、WiFi數(shù)據(jù)服 務(wù)器、WiFi筆記本電腦、WiFi PDA以及WiFi手機(jī)中的一種或多種；
所述WiFi/RFID讀卡器用于讀取附著于物資、設(shè)備或人員的RFID標(biāo)簽，并將RFID標(biāo)簽 信息傳送到WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站以轉(zhuǎn)發(fā)；
所述WiFi標(biāo)簽附著于物資、設(shè)備或人員，用于物資、設(shè)備或人員的定位；
所述WiFi傳感器用于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
所述WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器，采用帶WiFi適配器的電腦，用于獲取、處理WiFi標(biāo)簽和WiFi 傳感器的信息并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)供授權(quán)用戶(hù)通過(guò)WiFi局域網(wǎng)進(jìn)行查詢(xún)；
所述WiFi筆記本電腦、WiFi PDA以及WiFi手機(jī)用于獲得授權(quán)后對(duì)機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。
進(jìn)一歩的，所述WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，授權(quán)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即能夠 訪問(wèn)WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而獲取到WiFi標(biāo)簽和WiFi傳感器的信息。
進(jìn)一步的，所述WiFi設(shè)備服務(wù)器內(nèi)置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，授權(quán)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即能夠 訪問(wèn)WiFi設(shè)備服務(wù)器，從而對(duì)與WiFi設(shè)備服務(wù)器相連的工業(yè)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。
進(jìn)一步的，WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站設(shè)有用于連接外部互聯(lián)網(wǎng)的高速寬帶接口 。
進(jìn)一步的，WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站包括
——網(wǎng)絡(luò)處理器，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)換以及與外部網(wǎng)絡(luò)的連接； ——多媒體處理器，用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理、WiFi局域網(wǎng)的地址分配以及WiFi接入點(diǎn)的 負(fù)載分配；
——多個(gè)WiFi接入點(diǎn)；
——WiFi射頻交換模塊，用于射頻信號(hào)的多路切換、子載頻復(fù)用和解復(fù)用；
——多個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換模塊，將WiR射頻交換模塊傳送來(lái)的射頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)
過(guò)光纖傳送到遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)；將遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)經(jīng)光纖傳送來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻電信號(hào)，然后傳送給 WiFi射頻交換模塊；
網(wǎng)絡(luò)處理器與多媒體處理器相連，每個(gè)WiFi接入點(diǎn)均與多媒體處理器及WiFi射頻交換 模塊相連，每個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換模塊均與WiFi射頻交換模塊相連；依次相連的光電/電光轉(zhuǎn)換模塊、光纖以及遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)構(gòu)成光纖無(wú)線電鏈路。
進(jìn)一步的，所述光電/電光轉(zhuǎn)換模塊包括第一模擬光調(diào)制器、與模擬光調(diào)制器相連的第一
激光器、第一光探測(cè)器、第一濾波器以及第一微波開(kāi)關(guān)；所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)包括第二光探測(cè)器、
第二濾波器、微波功率放大器、低噪聲放大器、第二模擬光調(diào)制器、與模擬光調(diào)制器相連的
第二激光器以及第二微波開(kāi)關(guān)和輻射天線；
所述光纖無(wú)線電鏈路包括發(fā)射狀態(tài)和接收狀態(tài)，由第一微波開(kāi)關(guān)協(xié)同第二微波幵關(guān)進(jìn)行
切換；
當(dāng)光纖無(wú)線電鏈路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，射頻電信號(hào)經(jīng)過(guò)第一微波開(kāi)關(guān)傳送到第一模擬光調(diào) 制器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳送到第二光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)濾波器、微波功率 放大器、第二微波開(kāi)關(guān)送到輻射天線輻射出去；
當(dāng)光纖無(wú)線電鏈路處于接收狀態(tài)時(shí)，輻射天線接收到的射頻電信號(hào)經(jīng)第二微波開(kāi)關(guān)、低 噪聲放大器傳送到第二模擬光調(diào)制器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳送到第一光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，再經(jīng)第一濾波器、第一微波開(kāi)關(guān)傳送到WiFi射頻交換模塊。
進(jìn)一步的，所述WiFi設(shè)備服務(wù)器包括嵌入式處理器、WiFi網(wǎng)絡(luò)接口、 FLASH、 SDRAM 以及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口； WiFi網(wǎng)絡(luò)接口、 FLASH、 SDRAM以及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口均與嵌入 式處理器相連。所述標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口包括RS232、 RS485以及GPIO中的一種或多種。進(jìn) 一步的，所述嵌入式處理器為ARM9微處理器。
進(jìn)一步的，為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站和中心服務(wù)器 具有備份系統(tǒng)。
本發(fā)明具有如下有益效果
(1) 本發(fā)明的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號(hào)的 低成本、遠(yuǎn)距離、大范圍分布。
基于WiFi的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)屬于寬帶無(wú)線局域網(wǎng)，如802. llg的數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá) 54Mbps，即將發(fā)布的802. 11n標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸率更高達(dá)300Mbps，其信號(hào)覆蓋范圍為100~ 150 米，非常適合局部的無(wú)線信號(hào)分布。
結(jié)合光纖無(wú)線電技術(shù)和WiFi寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即可構(gòu)建遠(yuǎn)距離、大范圍的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)， 建立較大區(qū)域的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)控制和管理。
(2) 本發(fā)明的WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站集中管理和控制WiFi局域網(wǎng)，可以大大提高系統(tǒng)的 可靠性、方便網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)容易。
(3) 本發(fā)明的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)和輻射天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低遠(yuǎn)端接入點(diǎn)的復(fù)雜度。
(4) 本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，系統(tǒng)擴(kuò)展容易。
(5) 本發(fā)明的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以通過(guò)WiFi局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、管理和數(shù) 據(jù)采集。(6)本發(fā)明的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，融合了光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)、WiFi局域網(wǎng)、嵌入 式Web設(shè)備服務(wù)器、RFID射頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)、通信和控制的融合。


圖1示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光纖無(wú)線電鏈路的示意圖。 圖4示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi設(shè)備服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi/RFID讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的中心服務(wù)器中的程序功能模塊圖。 圖8示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器中的程序功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中，附圖中相同的標(biāo)號(hào)全部 指的是相同的部件。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對(duì)于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則 將其省略。
圖1示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。機(jī)器互聯(lián)無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100、中心服務(wù)器101、光纖102、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)1031、 1032、 1033、 WiFi筆記本電腦105、 WiFi/RFID讀卡器106、 WiFi設(shè)備服務(wù)器107、 WiFi標(biāo)簽108、 WiFi傳感器109、 WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110、 RFID標(biāo)簽111以及高速寬帶接口 120。其中遠(yuǎn)端節(jié) 點(diǎn)1031、 1032、 1033的結(jié)構(gòu)和功能相同，每個(gè)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)均包括一個(gè)輻射天線，輻射天線1041、 1042、 1043的結(jié)構(gòu)和功能相同，但不同的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)及其輻射天線傳輸?shù)纳漕l信號(hào)的頻率和功 率可以不同。
以WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100為中心，通過(guò)光纖102,將WiFi射頻信號(hào)分布到遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) 1031、 1032、 1033，并通過(guò)其輻射天線1041、 1042、 1043輻射出去，實(shí)現(xiàn)WiFi無(wú)線射頻信 號(hào)的遠(yuǎn)距離分布。
以WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100為中心，通過(guò)WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將WiFi筆記本電腦105、 WiFi/RFID讀卡器106、 WiFi設(shè)備服務(wù)器107、 WiFi標(biāo)簽108、 WiFi傳感器109、 WiFi數(shù)據(jù) 服務(wù)器110連接在一起，構(gòu)成高速WiFi局域網(wǎng)，每個(gè)WiFi終端都有獨(dú)立的IP地址，其IP 地址由WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100統(tǒng)一分配和管理。其中WiFi設(shè)備服務(wù)器107和WiFi數(shù)據(jù)服 務(wù)器110內(nèi)嵌Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
WiFi終端是指具有WiFi適配器的終端設(shè)備，如WiFi筆記本電腦105、 WiFi/RFID讀卡器 106、 WiFi設(shè)備服務(wù)器107、 WiFi標(biāo)簽108、 WiFi傳感器109、 WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110等。
WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站的主要功能連接內(nèi)部局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)；提供內(nèi)部有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入連接；提供WiFi終端的接入連接；分配接入WiFi終端的網(wǎng)絡(luò)地址；路由轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)；實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號(hào)的路由交換。
WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100除具有WiFi無(wú)線接入功能外，還有有線網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可 以以有線方式或無(wú)線方式接入內(nèi)部局域網(wǎng)(WiFi局域網(wǎng))。有線接入設(shè)備和無(wú)線接入設(shè)備的 IP地址統(tǒng)一分配，處于同一網(wǎng)段。
WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100通過(guò)高速寬帶接口 120連接外部主干網(wǎng)，提供系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)允許授權(quán)的外部用戶(hù)訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)部局域網(wǎng)。
WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100內(nèi)置防火墻，具備嚴(yán)格的訪問(wèn)權(quán)限認(rèn)證，外網(wǎng)用戶(hù)須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格 的安全認(rèn)證才能訪問(wèn)內(nèi)部局域網(wǎng)，確保內(nèi)部局域M的安全；內(nèi)部WiFi終端的接入采用加密認(rèn) 證及MAC地址過(guò)濾，確保內(nèi)部局域網(wǎng)的安全。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中中心服務(wù)器101采用高性能的工業(yè)電腦，通過(guò)有線方式連接 WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100。
中心服務(wù)器101的主要功能管理和配置WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100;管理和控制WiFi 終端的接入；遠(yuǎn)程管理和控制WiFi/RFID讀卡器；通過(guò)WiFi設(shè)備服務(wù)器107遠(yuǎn)程管理和控制 工業(yè)機(jī)器設(shè)備；讀取WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物資、設(shè)備和人員的跟蹤、定位和管 理。
中心服務(wù)器101安裝網(wǎng)絡(luò)配置及管理程序，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議管理、配置WiFi無(wú)線互聯(lián)控制 站100，定位網(wǎng)絡(luò)故障。
中心服務(wù)器101安裝有RFID遠(yuǎn)程讀取程序及RFID數(shù)據(jù)處理程序，通過(guò)WiFi/RFID讀卡 器讀取附屬于物資、設(shè)備及人員等的RFTD標(biāo)簽Ill的信息，實(shí)現(xiàn)物資、設(shè)備及人員等的射頻 識(shí)別和遠(yuǎn)程管理。
中心服務(wù)器101安裝有讀取及處理WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110中的數(shù)據(jù)的程序。通過(guò)WiFi數(shù) 據(jù)服務(wù)器110獲取附屬于物資、設(shè)備、人員等的WiFi標(biāo)簽108的信息，進(jìn)行物資、設(shè)備、人 員等的跟蹤和定位；通過(guò)WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110獲取WiFi傳感器109的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制區(qū) 域的溫度、濕度等的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
屮心服務(wù)器101安裝有WiFi遠(yuǎn)程控制程序。通過(guò)WiFi設(shè)備服務(wù)器107獲取設(shè)備的丄作 參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并實(shí)施遠(yuǎn)程控制。
中心服務(wù)器101也可以安裝企業(yè)管理軟件，對(duì)企業(yè)進(jìn)行智能化管理和控制。 中心服務(wù)器101也可內(nèi)置WiFi適配器，以無(wú)線方式連接WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100。 本發(fā)明的示例性實(shí)施例中WiFi筆記本電腦105，可以通過(guò)WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100連接 至外部網(wǎng)絡(luò)；也可以在獲得授權(quán)的情況下，訪問(wèn)內(nèi)部局域網(wǎng)的其它WiFi終端及對(duì)設(shè)備和機(jī)器 實(shí)施遠(yuǎn)程控制。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi/RFID讀卡器106由具有WiFi適配器的嵌入式模塊和RFID讀卡模塊組成。WiFi/RFID讀卡器106讀取RFID標(biāo)簽1U的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通
過(guò)WiFi局域網(wǎng)發(fā)送給中心服務(wù)器101。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi設(shè)備服務(wù)器107為具有WiFi適配器的嵌入式模塊，內(nèi)
嵌Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，對(duì)外有標(biāo)準(zhǔn)的RS232、 RS485和GPIO接口 ，方便連接各種工業(yè)機(jī)器設(shè)備。
授權(quán)的遠(yuǎn)程控制端可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器瀏覽WiFi設(shè)備服務(wù)器107的控制頁(yè)面，讀取設(shè)備信息
及對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi標(biāo)簽108為微功耗的WiFi模塊，能夠發(fā)出特征信息。 本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi傳感器109為帶溫度、濕度、壓力傳感器和加速度傳感
器的微功耗WiFi模塊。WiFi傳感器109將采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi局域網(wǎng)發(fā)送至WiFi
數(shù)據(jù)服務(wù)器IIO。
WiFi標(biāo)簽，是指具有WiFi功能、通過(guò)WiFi局域網(wǎng)發(fā)送用于定位的特征信息，微功耗、 體積小的嵌入式模塊。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi.數(shù)據(jù)服務(wù)器110為帶WiFi適配器的普通臺(tái)式電腦，安 裝Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件、WiFi實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)軟件和傳感器數(shù)據(jù)處理軟件。WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器 110接收WiFi標(biāo)簽108的特征信息，計(jì)算出WiFi標(biāo)簽108的位置，實(shí)現(xiàn)物資和人員的跟蹤 和定位；WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110接收WiFi傳感器109的測(cè)量數(shù)據(jù)，處理、分析、保存?zhèn)鞲衅?數(shù)據(jù)；授權(quán)的遠(yuǎn)程控制終端可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器瀏覽WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110的網(wǎng)頁(yè)，獲取WiFi 標(biāo)簽及WiFi傳感器的信息。
上述機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)、WiFi局域網(wǎng)、嵌入式Web設(shè)備服 務(wù)器、RFID射頻識(shí)別等技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、通信和控制的融合。
圖2示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100的結(jié)構(gòu)示意圖。WiFi無(wú)線互 聯(lián)控制站100包括網(wǎng)絡(luò)處理器200、多媒體處理器201、 WiFi模塊組202、 WiFi射頻交換 模塊203、光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100的WiFi模塊組202包括3個(gè)WiFi 接入點(diǎn)(AP)。
WiFi接入點(diǎn)(WiFi-1、 WiFi-2、 WiFi-3)、 WiFi射頻交換模塊203、光電/電光轉(zhuǎn)換模塊 204、光纖102、以及遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)103及其輻射天線104構(gòu)成光纖無(wú)線電鏈路。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中3根輻射天線1041、 1042、 1043在空間上相距150米；3個(gè) WiFi接入點(diǎn)(AP)采用802. llg的標(biāo)準(zhǔn)，工作在2.4GHz ISM頻段，為避免干擾，分別工作在 第l、第6和第11頻道。每條光纖102并非固定傳輸一個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP)的信號(hào)，WiFi 無(wú)線互聯(lián)控制站100能夠根據(jù)WiFi接入點(diǎn)(AP)負(fù)載的不同，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，以平衡各WiF工 接入點(diǎn)(AP)的負(fù)載。
網(wǎng)絡(luò)處理器200實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)換、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，中心服務(wù)器101采用有線方式連接至網(wǎng)絡(luò)處理器200。高速寬帶接口 120與 網(wǎng)絡(luò)處理器200相連。
多媒體處理器201用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的地址分配、以及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分配。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi模塊組202采用三個(gè)802.11g標(biāo)準(zhǔn)的WiFi接入點(diǎn)(AP)， 分別為WiFi-l、 WiFi-2、 WiFi-3，工作頻道分別為頻道1、頻道6和頻道11。系統(tǒng)內(nèi)部的WiFi 終端通過(guò)WiFi接入點(diǎn)(AP)接入WiFi局域網(wǎng)。
WiFi射頻交換模塊203為射頻開(kāi)關(guān)矩陣，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的多路切換。通過(guò)WiFi射頻交換 模塊203，三路WiFi接入點(diǎn)(AP)的射頻信號(hào)可以連接到三路光電/電光轉(zhuǎn)換模塊中的任何 一路，從而饋入輻射天線1041、 1042、 1043。
光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204，包括光電轉(zhuǎn)換模塊和電光轉(zhuǎn)換模塊；電光轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)射頻電 信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換；光電轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到射頻電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，三個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204通過(guò)光纖102分別連接遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) 1031、 1032、 1033。
如圖2所示，當(dāng)WiFi局域網(wǎng)內(nèi)接入設(shè)備較少或三個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP) (WiFi-l、 WiFi-2、 WiFi-3)負(fù)載均勻時(shí)，接入點(diǎn)WiFi-1工作在頻道1，其射頻電信號(hào)通過(guò)WiFi射頻交換模塊 203、光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204、光纖102、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)1031饋入輻射天線1041;接入點(diǎn)WiFi-2 工作在頻道6，其射頻電信號(hào)通過(guò)WiFi射頻交換模塊203、光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204、光纖102、 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)1032饋入輻射天線1042;接入點(diǎn)WiFi-3工作在頻道11，其射頻電信號(hào)通過(guò)WiFi 射頻交換模塊203、光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204、光纖102、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)1033饋入輻射天線1043。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中輻射天線1041與輻射天線1042在空間上相鄰、輻射天線1042 與輻射天線1043在空間上相鄰。
當(dāng)WiFi接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載出現(xiàn)較大不平衡時(shí)，WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100能夠自動(dòng)調(diào)整三 個(gè)WiFi接入點(diǎn)的負(fù)載，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院皖l譜資源的利用率。例如當(dāng)接入點(diǎn) WiFi-l的負(fù)載大幅度增加，通過(guò)輻射天線1041接入接入點(diǎn)WiFi-l的WiFi終端較多時(shí)，WiFi 無(wú)線互聯(lián)控制站100自動(dòng)進(jìn)行負(fù)載分流，將部分負(fù)載分配到接入點(diǎn)WiFi-3上，通過(guò)WiFi射 頻交換模塊203，自動(dòng)將接入點(diǎn)WiFi-3的射頻信號(hào)也饋入輻射天線1041，此時(shí)輻射天線1041 上輻射頻道1和頻道11的射頻信號(hào)。
當(dāng)WiFi終端在三根輻射天線104間漫游時(shí)，本發(fā)明采用射頻交換的方式，實(shí)現(xiàn)WiFi終 端的無(wú)縫漫游。例如當(dāng)WiFi終端由輻射天線1043覆蓋的區(qū)域漫游到輻射天線1042覆蓋的區(qū) 域時(shí)，漫游設(shè)備收發(fā)的數(shù)據(jù)自動(dòng)切換為由接入點(diǎn)WiFi-2轉(zhuǎn)發(fā)，WiFi終端的射頻信號(hào)頻道由 頻道11切換為頻道6，漫游設(shè)備的IP地址不變，不需要再做接入認(rèn)證，從而避免數(shù)據(jù)的丟 失，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游。圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光纖無(wú)線電鏈路的示意圖。光纖無(wú)線電鏈路由WiFi無(wú) 線互聯(lián)控制站100中的光電/電光轉(zhuǎn)換模塊204、光纖102、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)103構(gòu)成。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中每條光纖無(wú)線電鏈路由發(fā)射、接收兩條光纖線路構(gòu)成，如圖3 所示，光纖無(wú)線電鏈路的發(fā)射部分包括第一激光器302、第一模擬光調(diào)制器303、光纖102、 第二光探測(cè)器306、第二濾波器307、微波功率放大器(PA) 308、輻射天線104;光纖無(wú)線 電鏈路的接收部分包括輻射天線104、低噪聲放大器(LNA) 310、第二激光器311、第二模 擬光調(diào)制器312、光纖102、第一光探測(cè)器304、第一濾波器305;發(fā)射與接收的切換由兩端 的第一微波開(kāi)關(guān)301、第二微波開(kāi)關(guān)309進(jìn)行切換。如果在光纖的兩頭接上光開(kāi)關(guān)進(jìn)行發(fā)射 與接收的切換， 一條光纖無(wú)線電鏈路也可只使用一條光纖。
當(dāng)WiFi接入點(diǎn)(AP)輸出數(shù)據(jù)時(shí)，第一微波開(kāi)關(guān)301和第二微波開(kāi)關(guān)309接通上面的線 路(如圖3所示)，輸出射頻電信號(hào)經(jīng)第一模擬光調(diào)制器303、光纖102、第二光探測(cè)器306、 第二濾波器307、微波功率放大器308，最后由輻射天線104發(fā)射出去。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，第一 微波開(kāi)關(guān)301、第二微波開(kāi)關(guān)309接通下面的線路(如圖3所示)，射頻電信號(hào)經(jīng)過(guò)下面的線 路輸入到WiFi接入點(diǎn)(AP)。
圖4示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi設(shè)備服務(wù)器107的結(jié)構(gòu)示意圖。WiFi設(shè)備服務(wù)器 107包括嵌入式處理器(CPU) 400、輻射天線401 、 WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 402、 FLASH 403、 SDRAM 404、 GPIO接口 405、 RS232接口 406、 RS485接口 407。
WiFi設(shè)備服務(wù)器107內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與硬件接口 (GPIO接口 405、 RS232接口 406、 RS485 接口 407)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換程序，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到硬件接口數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)WiFi局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配 置和控制工業(yè)機(jī)器設(shè)備；硬件接口數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)WiFi局域網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集工 業(yè)機(jī)器設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
WiFi設(shè)備服務(wù)器107還內(nèi)置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，中心服務(wù)器101或其他授權(quán)用戶(hù)(遠(yuǎn)程控 制終端)可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器訪問(wèn)WiFi設(shè)備服務(wù)器107的控制網(wǎng)頁(yè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)。
CPU 400為32位嵌入式處理器，本示例性實(shí)施例中采用ARM9微處理器。
本示例性實(shí)施例中WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 402為802.11g標(biāo)準(zhǔn)的WiFi適配器。
FLASH 403是非易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序，如引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程 序、控制程序和配置數(shù)據(jù)等需要掉電保護(hù)的程序和數(shù)據(jù)。
SDRAM 404用于程序運(yùn)行和中間數(shù)據(jù)暫存。
GPIO接口 405、 RS232接口 406和RS485接口 407為通用的標(biāo)準(zhǔn)接口 ，用于與工業(yè)機(jī)器 設(shè)備408相連。
圖5示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi傳感器109的結(jié)構(gòu)示意圖。WiR傳感器109包括 嵌入式微處理器(CPU) 500、輻射天線501、 WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 502、 FLASH 503、 SDRAM 504、 傳感器接口 505、傳感器506、數(shù)字接口 507。傳感器506為如溫度傳感器、濕度傳感器、高度傳感器、加速度傳感器等傳感器，用于
無(wú)線實(shí)時(shí)測(cè)量溫度、濕度、高度、加速度等數(shù)據(jù)。
WiFi傳感器109通過(guò)傳感器接口 505采集傳感器506的數(shù)據(jù)，由WiFi局域網(wǎng)發(fā)送給WiFi
數(shù)據(jù)服務(wù)器110，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)采集；WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110也通過(guò)WiFi局域網(wǎng)發(fā)出數(shù)
據(jù)給WiFi傳感器109，遠(yuǎn)程配置和控制傳感器506。
CPU 500為32位嵌入式處理器，本示例性實(shí)施例中采用ARM9微處理器。
本示例性實(shí)施例中WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 502為802.11g標(biāo)準(zhǔn)的WiFi適配器
FLASH 503是非易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序，如引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和配
置數(shù)據(jù)等需要掉電保護(hù)的程序和數(shù)據(jù)。
SDRAM 504用于程序運(yùn)行和中間數(shù)據(jù)暫存。 傳感器接口 505為通用的傳感器接口 ，可采用SPI和IIC接口 。 傳感器506為溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等。 數(shù)字接口 507為擴(kuò)展接口 ，如GPIO接口 。
圖6示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi/RFID讀卡器106的結(jié)構(gòu)示意圖。WiFi/RFID讀卡 器106實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽111的數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過(guò)WiFi局域網(wǎng)上傳至 中心服務(wù)器101。 WiFi/RFID讀卡器106包括嵌入式處理器(CPU) 600、輻射天線601、 WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 602、 FLASH 603、 SDRAM 604、數(shù)字接口 605、 RFID讀卡模塊606。
RFID讀卡模塊606讀取RFID標(biāo)簽111的數(shù)據(jù)，由CPU 600處理，轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，由 WiFi局域網(wǎng)發(fā)送給中心服務(wù)器101或WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110，實(shí)現(xiàn)WiFi局域網(wǎng)絡(luò)與RFID技術(shù) 的結(jié)合，遠(yuǎn)程射頻識(shí)別和管理物資、車(chē)輛等。
CPU 600為32位嵌入式處理器，本示例性實(shí)施例中采用ARM9微處理器。
本示例性實(shí)施例中WiFi網(wǎng)絡(luò)接口 602為802.llg標(biāo)準(zhǔn)的WiFi適配器
FLASH 603是非易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序，如引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和配 置數(shù)據(jù)等需要掉電保護(hù)的程序和數(shù)據(jù)。
SDRAM 604用于程序運(yùn)行和中間數(shù)據(jù)暫存。
數(shù)字接口 605為擴(kuò)展接口 ，如RS232接口 。
本示例性實(shí)施例中RFID讀卡模塊606可采用以PN512芯片為核心的非接觸式RFID讀卡 模塊，頻率為13.56MHz，也可以采用其他芯片、工作在其他頻段的接觸式或非接觸式RFID 讀卡模塊。
圖7示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的中心服務(wù)器101中的程序功能模塊圖。中心服務(wù)器101
中的程序模塊包括操作系統(tǒng)/系統(tǒng)軟件700、網(wǎng)絡(luò)配置及管理程序701、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件702、
WiFi遠(yuǎn)程監(jiān)視程序703、 WiFi遠(yuǎn)程控制程序704、 WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)讀取程序708、 WiFi
數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理程序705、 RFID遠(yuǎn)程讀取程序707、 RFID數(shù)據(jù)處理程序706。本示例性實(shí)施例中操作系統(tǒng)/系統(tǒng)軟件700采用Linux操作系統(tǒng)，SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件， 及Apache網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
網(wǎng)絡(luò)配置及管理程序701用于配置WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100，管理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，定位網(wǎng)絡(luò) 故障。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件702用于提供授權(quán)的外部網(wǎng)絡(luò)終端和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端訪問(wèn)中心服務(wù)器101 的部分資源。為保障網(wǎng)絡(luò)的安全，對(duì)授權(quán)的外部網(wǎng)絡(luò)終端和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的權(quán)限管理。
WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)讀取程序708用于讀取WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110的數(shù)據(jù)，WiR數(shù)據(jù)服 務(wù)器的數(shù)據(jù)處理程序705用于對(duì)讀取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本實(shí)施例中主要是讀取WiFi標(biāo)簽的 位置信息，建立電子地圖和WiFi標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)物資、設(shè)備和人員的跟蹤和定位；讀 取WiFi傳感器的數(shù)據(jù)，建立傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)。
RFID遠(yuǎn)程讀取程序707和RFID數(shù)據(jù)處理程序706用于控制WiFi/RFID讀卡器，讀取RFID 標(biāo)簽111的信息數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)處理。如用于實(shí)現(xiàn)WiFi/RFID打卡系統(tǒng)和WiFi/RFID門(mén)禁系 統(tǒng)。
WiFi遠(yuǎn)程監(jiān)視程序703和WiFi遠(yuǎn)程控制程序704用于通過(guò)WiFi局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)視 和控制。本示例性實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了通過(guò)WiFi設(shè)備服務(wù)器107遠(yuǎn)程讀取設(shè)備信息、及向WiFi 設(shè)備服務(wù)器107發(fā)出控制指令。
圖8示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110中的程序功能模塊圖。WiFi數(shù)據(jù) 服務(wù)器110中的程序功能模塊包括操作系統(tǒng)/系統(tǒng)軟件800、 Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件801、 WiFi 傳感器數(shù)據(jù)讀取程序802、 WiFi傳感器數(shù)據(jù)處理程序803、 WiFi標(biāo)簽信息讀取程序804、 WiFi 標(biāo)簽實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)處理程序805。
本示例性實(shí)施例中操作系統(tǒng)/系統(tǒng)軟件800采用Linux操作系統(tǒng);Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件801 采用Apache網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，提供網(wǎng)內(nèi)供其他授權(quán)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110的數(shù) 據(jù)。
WiFi傳感器數(shù)據(jù)讀取程序802用于讀取WiFi傳感器109的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，WiFi傳感器 數(shù)據(jù)處理程序803并根據(jù)不同類(lèi)型的傳感器做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償?shù)忍幚恚４鎮(zhèn)鞲衅鳒y(cè)量數(shù)據(jù)， 并上傳給中心服務(wù)器101。
WiFi標(biāo)簽信息讀取程序804用于獲取WiFi標(biāo)簽108的特征信息，WiFi實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)處 理程序805通過(guò)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)軟件計(jì)算出標(biāo)簽的位置，保存相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)上傳給中心服務(wù) 器101。
上面的描述清楚地示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種融合光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)、 WiFi局域網(wǎng)、嵌入式Web設(shè)備服務(wù)器、RFID射頻識(shí)別技術(shù)于一體的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、通信和控制的融合。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中外部網(wǎng)絡(luò)的接口 120采用有線電纜寬帶接口，也可以采用其方 式的寬帶接入，如光纖接入和無(wú)線寬帶接入。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器110主要用于WiFi標(biāo)簽108及WiFi傳感器的 數(shù)據(jù)獲取和處理。當(dāng)系統(tǒng)較小時(shí)，這部分功能也可以合并到中心服務(wù)器IOI中。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了 WiFi和無(wú)線射頻識(shí)別RFID的融合，也可以通過(guò)WiR 接口實(shí)現(xiàn)與其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的融合。如通過(guò)WiFi/ZigBee轉(zhuǎn)換模塊，可以將無(wú)線傳感網(wǎng)ZigBee 接入該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi和ZigBee的融合。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了三個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP)的光纖射頻信號(hào)分布，當(dāng)需要覆 蓋較大區(qū)域時(shí)，可擴(kuò)展WiFi接入點(diǎn)(AP)的數(shù)目，但為避免相互干擾，相鄰輻射天線1041、 1042、 1043間的頻道應(yīng)錯(cuò)幵。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中三個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP)處于同一個(gè)子網(wǎng)段，當(dāng)接入的設(shè)備較多 時(shí)，可以采用不同子網(wǎng)段，在WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100中增加跨網(wǎng)段漫游功能，實(shí)現(xiàn)覆蓋區(qū) 域的漫游。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中每條光纖無(wú)線電鏈路由接收、發(fā)射兩條光纖線路構(gòu)成，也可以 在WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)103中增加配對(duì)的光復(fù)用/解復(fù)用模塊，實(shí)現(xiàn)單根光 纖完成接收、發(fā)射雙向傳輸。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，WiFi局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)采用802. llg。當(dāng)速度更快、頻道更多的 802. lln的標(biāo)準(zhǔn)頒布后，可以采用5GHz頻率的802. lln的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步增加WiFi接入點(diǎn)(AP) 數(shù)目、擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋范圍、提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度。
另外通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。
為確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100可設(shè)有備份系統(tǒng)，WiFi無(wú) 線互聯(lián)控制站100出現(xiàn)故障，即自動(dòng)切換為備用系統(tǒng)。
為確保整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，中心服務(wù)器101可設(shè)有備份系統(tǒng)，當(dāng)中心服務(wù)器IOI出現(xiàn) 故障，即自動(dòng)切換為備用系統(tǒng)。
系統(tǒng)通過(guò)擴(kuò)展，增加其它WiFi模塊，可以實(shí)現(xiàn)其他功能，如增加WiFi攝像頭實(shí)現(xiàn)無(wú) 線視頻監(jiān)控、增加WiFi手機(jī)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)語(yǔ)音通話等。
在系統(tǒng)中增加WiFi/ZigBee模塊，可以將ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)接入本系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)的統(tǒng)一的管理、數(shù)據(jù)采集及設(shè)備控制。
外部互聯(lián)網(wǎng)終端，在獲得授權(quán)的情況下，可通過(guò)WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站100訪問(wèn)中心服務(wù) 器IOI，可以獲取系統(tǒng)信息，監(jiān)督、管理和控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器設(shè)備。
本發(fā)明的中心服務(wù)器101可安裝多功能的企業(yè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的綜合管理和控制。 雖然上面已經(jīng)示出了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不 脫離本發(fā)明的原理或精神的情況下，可以對(duì)這些示例性實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍由權(quán) 利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于包括中心服務(wù)器、WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)以及WiFi終端；所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站，用于提供WiFi終端的接入連接、分配接入WiFi局域網(wǎng)的WiFi終端的網(wǎng)絡(luò)地址以及路由轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；所述中心服務(wù)器通過(guò)有線方式或無(wú)線方式與WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站進(jìn)行通信；所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站通過(guò)光纖與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)相連；所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站通過(guò)光纖及遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)與WiFi終端進(jìn)行無(wú)線通信，以WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站為中心，與WiFi終端構(gòu)建成WiFi局域網(wǎng)；WiFi終端包括但不限于WiFi設(shè)備服務(wù)器，所述WiFi設(shè)備服務(wù)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口連接工業(yè)機(jī)器設(shè)備；所述中心服務(wù)器，采用通用的工業(yè)電腦，用于機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體管理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于WiFi終端還包括 WiFi/RFID讀卡器、WiFi標(biāo)簽、WiFi傳感器、WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器、WiFi筆記本電腦、WiFi PDA 以及WiFi手機(jī)中的一種或多種；所述WiFi/RFID讀卡器用于讀取附著于物資、設(shè)各或人員的RFID標(biāo)簽，并將RFID標(biāo)簽 信息傳送到WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站以轉(zhuǎn)發(fā)；所述WiR標(biāo)簽附著于物資、設(shè)備或人員，用于物資、設(shè)備或人員的定位； 所述WiFi傳感器用于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；所述WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器，采用帶WiFi適配器的電腦，用于獲取、處理WiFi標(biāo)簽和WiFi 傳感器的信息并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)供授權(quán)用戶(hù)通過(guò)WiFi局域網(wǎng)進(jìn)行査詢(xún)；所述WiFi筆記本電腦、WiFi PDA以及WiFi手機(jī)用于獲得授權(quán)后對(duì)機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器 內(nèi)置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，授權(quán)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即能夠訪問(wèn)WiFi數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而獲取到 WiFi標(biāo)簽和WiFi傳感器的信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于^)f述WiFi 設(shè)備服務(wù)器內(nèi)置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，授權(quán)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即能夠訪問(wèn)WiFi設(shè)備服務(wù)器， 從而對(duì)與WiFi設(shè)備服務(wù)器相連的工業(yè)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站設(shè) 有用于連接外部互聯(lián)網(wǎng)的高速寬帶接口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站包括——網(wǎng)絡(luò)處理器，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)換以及與外部網(wǎng)絡(luò)的連接； ——多媒體處理器，用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理、WiFi局域網(wǎng)的地址分配以及WiFi接入點(diǎn)的 負(fù)載分配；——多個(gè)WiFi接入點(diǎn)；——WiFi射頻交換模塊，用于射頻信號(hào)的多路切換、子載頻復(fù)用和解復(fù)用；——多個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換模塊，將WiFi射頻交換模塊傳送來(lái)的射頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳送到遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)；將遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)經(jīng)光纖傳送來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻電信號(hào)，然后傳送給WiFi射頻交換模塊；網(wǎng)絡(luò)處理器與多媒體處理器相連，每個(gè)WiFi接入點(diǎn)均與多媒體處理器及WiFi射頻交換 模塊相連，每個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換模塊均與WiFi射頻交換模塊相連；依次相連的光電/電光轉(zhuǎn)換模塊、光纖以及遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)構(gòu)成光纖無(wú)線電鏈路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述光電/電光轉(zhuǎn)換模塊 包括第一模擬光調(diào)制器、與模擬光調(diào)制器相連的第一激光器、第一光探測(cè)器、第一濾波器以 及第一微波開(kāi)關(guān)；所述遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)包括第二光探測(cè)器、第二濾波器、微波功率放大器、低噪聲 放大器、第二模擬光調(diào)制器、與模擬光調(diào)制器相連的第二激光器以及第二微波開(kāi)關(guān)和輻射天 線；所述光纖無(wú)線電鏈路包括發(fā)射狀態(tài)和接收狀態(tài)，由第一微波開(kāi)關(guān)協(xié)同第二微波開(kāi)關(guān)進(jìn)行 切換；當(dāng)光纖無(wú)線電鏈路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，射頻電信號(hào)經(jīng)過(guò)第-微波開(kāi)關(guān)傳送到第一模擬光調(diào) 制器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳送到第二光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)濾波器、微波功率 放大器、第二微波開(kāi)關(guān)送到輻射天線輻射出去；當(dāng)光纖無(wú)線電鏈路處于接收狀態(tài)時(shí)，輻射天線接收到的射頻電信號(hào)經(jīng)第二微波開(kāi)關(guān)、低 噪聲放大器傳送到第二模擬光調(diào)制器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳送到第一光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，再經(jīng)第一濾波器、第一微波開(kāi)關(guān)傳送到WiFi射頻交換模塊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述WiFi設(shè)備服務(wù)器 包括嵌入式處理器、WiFi網(wǎng)絡(luò)接口、 FLASH、 SDRAM以及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口； WiFi網(wǎng)絡(luò)接 口、 FLASH、 SDRAM以及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接U均與嵌入式處理器相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口 包括RS232、 RS485以及GPIO中的一種或多種。
10、 根據(jù) 利要求8所述的機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述嵌入式處理器為 ARM9微處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器互聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括中心服務(wù)器、WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)以及WiFi終端；所述WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站，用于提供WiFi終端的接入連接、分配接入WiFi局域網(wǎng)的WiFi終端的網(wǎng)絡(luò)地址以及路由轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過(guò)光纖及遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)與WiFi終端進(jìn)行無(wú)線通信，以WiFi無(wú)線互聯(lián)控制站為中心，與WiFi終端構(gòu)建成WiFi局域網(wǎng)；WiFi終端包括但不限于WiFi設(shè)備服務(wù)器，所述WiFi設(shè)備服務(wù)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)接口連接工業(yè)機(jī)器設(shè)備。本發(fā)明采用光纖無(wú)線電分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號(hào)的低成本、遠(yuǎn)距離、大范圍分布，可應(yīng)用于大范圍、多設(shè)備、控制復(fù)雜的工廠、辦公大樓等場(chǎng)所。
文檔編號(hào)H04W84/12GK101626629SQ200910041440
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者孟學(xué)軍, 龐文鳳 申請(qǐng)人:廣州飛瑞敖電子科技有限公司