網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在全球范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)正處于起步發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所追求的對物理世 界的實(shí)時掌制、精確管理和科學(xué)決策目標(biāo)，對尋求管理突破、提升效益、突出安全的企市業(yè) 都是變革的源泉和基礎(chǔ)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個無線傳感器節(jié)點(diǎn)，通 過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用因其無需征地布線、部 署靈活、快速調(diào)試和系統(tǒng)啟動、維護(hù)簡單、節(jié)省實(shí)施維護(hù)費(fèi)用等多重優(yōu)勢獲得了越來越多的 應(yīng)用。2012年，市場上的無線連接設(shè)備超過了 100億件；到2020年前，全球接入物聯(lián)網(wǎng)的 終端將達(dá)到500億個。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是未來物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的總體趨勢。無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對于油田而言，涉及遠(yuǎn)程終端無線儀表設(shè)備、遠(yuǎn)程終端無線控制設(shè)備。無線儀表設(shè) 備包括：無線載荷、無線壓力、無線溫度、無線電參、無線含水分析儀等，無線控制設(shè)備包括 ： 無線井口控制器（RTU)、無線井口控制單元、無線多井集聯(lián)中繼器（RTU)等。
[0003] 如何保障無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成果高效、穩(wěn)定、易管理；確保升級、維護(hù)便利；有 效控制建設(shè)、運(yùn)維成本，無線傳感器的互連互通互用是核心。由于傳感器本身固有的特征， 國內(nèi)傳感器分屬不同的行業(yè)和部門，尚無一部門從基礎(chǔ)開始，系統(tǒng)地、集成地從國家層面 的高度研究國內(nèi)傳感器的發(fā)展問題，因此傳感器在統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、分類指導(dǎo)、重點(diǎn)分 工、應(yīng)用實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)業(yè)布局、人才培養(yǎng)、政策制定等方面無章可循。傳感器的研發(fā)體 系、產(chǎn)品體系、產(chǎn)業(yè)體系、市場體系、標(biāo)準(zhǔn)體系等諸多方面尚未真正落到實(shí)處。
[0004] 因無線通信技術(shù)較普及，國內(nèi)無線傳感器生產(chǎn)企業(yè)眾多，企業(yè)規(guī)模普遍較小，目 前，在中國石油天然氣股份公司行業(yè)范圍內(nèi)，油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商多 達(dá)幾百家，涉及的無線通信技術(shù)均無行業(yè)統(tǒng)一通信協(xié)議，不同生產(chǎn)企業(yè)間的設(shè)備，同一種無 線通信技術(shù)產(chǎn)品不能互連互通互換，同一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，采用同一種通 信技術(shù)，因無線通信模塊供應(yīng)商不同，也不能互連互通互換，制約了行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的高效 開展。研究確定油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連互通互換方法， 制定關(guān)于短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信連接、傳遞、存放相關(guān)應(yīng)用層協(xié)議，成為行業(yè)油氣 生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)亟待解決的問題。
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)中使用不同廠商生產(chǎn)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備不能互聯(lián)互通互換、 維護(hù)成本高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法及裝置，以解決物聯(lián)網(wǎng)中使 用不同廠商生產(chǎn)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備不能互聯(lián)互通互換、維護(hù)成本高的問題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個方面，提供了一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信 方法。根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法包括：設(shè)置至少兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器采用 相同的通信參數(shù)，通信參數(shù)包括：無線通信技術(shù)、無線通信模式、無線通信技術(shù)的協(xié)議棧規(guī) 貝1J、應(yīng)用層通信協(xié)議、數(shù)據(jù)通信存儲地址；采用具有相同的通信參數(shù)的無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備進(jìn)行相互通信，其中，通過對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器的通信參數(shù)的統(tǒng)一設(shè)置，使得無線傳 感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進(jìn)行相互通信。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信 裝置。根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信裝置包括：設(shè)定模塊，用于設(shè)置至少兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無 線傳感器采用相同的通信參數(shù)，通信參數(shù)包括：無線通信技術(shù)、無線通信模式、無線通信技 術(shù)的協(xié)議棧規(guī)則、應(yīng)用層通信協(xié)議、數(shù)據(jù)通信存儲地址；通訊模塊，用于采用具有相同的通 信參數(shù)的無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行相互通信，其中，通過對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器的通 信參數(shù)的統(tǒng)一設(shè)置，使得無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進(jìn)行相互通信。
[0009] 根據(jù)發(fā)明實(shí)施例，通過設(shè)置至少兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器采用相同的通信參 數(shù)，通信參數(shù)包括：無線通信技術(shù)、無線通信模式、無線通信技術(shù)的協(xié)議棧規(guī)則、應(yīng)用層通信 協(xié)議、數(shù)據(jù)通信存儲地址；采用具有相同的通信參數(shù)的無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行相互通 信，解決了物聯(lián)網(wǎng)中使用不同廠商生產(chǎn)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備不能互聯(lián)互通互換、維護(hù)成本高的 問題，達(dá)到了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以相互連接，無線傳感器應(yīng)用高效、穩(wěn)定、易管理效果。
【附圖說明】
[0010] 構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0011] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法的流程圖；
[0012] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單井通信模式的示意圖。
[0013] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多井集聯(lián)通信模式一的示意圖。
[0014] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多井集聯(lián)通信模式二的示意圖。
[0015] 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的常規(guī)數(shù)據(jù)采集的時序示意圖；
[0016] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的儀表參數(shù)讀取的傳輸控制的時序示意圖；
[0017] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一體化載荷位移示功儀的傳輸控制時序示意圖；
[0018] 圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示功圖采集的傳輸控制時序示意圖；
[0019] 圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電量圖數(shù)據(jù)采集的傳輸控制時序示意圖；
[0020] 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的專項(xiàng)數(shù)據(jù)采集的傳輸控制時序示意圖；以及
[0021] 圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的 附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是 本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0024] 需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語"第一"、"第 二"等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使 用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例。此外，術(shù)語"包括"和 "具有"以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元 的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有 清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法。
[0026] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信方法的流程圖。如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的通信方法包括步驟如下：
[0027] 步驟S102,設(shè)置至少兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器采用相同的通信參數(shù)，通信參數(shù) 包括：無線通信技術(shù)、無線通信模式、無線通信技術(shù)的協(xié)議棧規(guī)則、應(yīng)用層通信協(xié)議、數(shù)據(jù)通 信存儲地址。
[0028] 具體的，上述步驟S102中，統(tǒng)一對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 其中，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線通信技術(shù)、無線通信模式、無線通信技術(shù)的協(xié)議棧規(guī)則、應(yīng)用層通 信協(xié)議、數(shù)據(jù)通信存儲地址，進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置。
[0029] 步驟S104,采用具有相同的通信參數(shù)的無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行相互通信。
[0030] 上述步驟S102和步驟S104中，通過對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線傳感器的通信參數(shù)的統(tǒng)一 設(shè)置，實(shí)現(xiàn)無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的相互通信。
[0031] 在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，以石油天然氣行業(yè)的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)為例，建設(shè)短距離無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連互通互換方法主要包括：無線通信技術(shù)選擇、無線通信模式制定、無線 通信技術(shù)協(xié)議棧規(guī)范、行業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議制定、行業(yè)無線傳感 器的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備的數(shù)據(jù)通信存儲地址規(guī)范統(tǒng)一。建立了規(guī)范統(tǒng)一的便準(zhǔn)后，使無線傳感 器間可以進(jìn)行相互通信。
[0032] 上述步驟，對油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連互通互換給出了系統(tǒng)完 整的規(guī)范化設(shè)計(jì)及實(shí)施方法，針對行業(yè)應(yīng)用需求制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用層數(shù)據(jù)通 信協(xié)議，以解決油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中使用的不同生產(chǎn)企業(yè)短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不 能互連互通互換，升級、維護(hù)困難，建設(shè)、運(yùn)維成本高等問題，確保了應(yīng)用高效、穩(wěn)定、易管 理。
[0033] 優(yōu)選地，本申請上述實(shí)施例中，無線通信技術(shù)包括：以IEEE 802. 15. 4為基礎(chǔ)的 ZigBee與WIA-PA無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
[0034] 其中，ZigBee是基于IEEE 802. 15. 4規(guī)范的無線傳感網(wǎng)通信協(xié)議。IEEE802. 15. 4 有兩個物理層，分別可以運(yùn)行在兩個不同的頻率范圍：868/915MHz和2. 4GHz，在ZigBee無 線通信協(xié)議中采用的是較高頻率（2.4GHz)的物理層。
[0035] 物理層中規(guī)定了通信設(shè)備的機(jī)械、電氣、功能和過程特性，用以建立、維護(hù)和拆除 物理鏈路的連接。具體地講，機(jī)械特性規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接時所需接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù) 量和排列情況等；電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸比特流（bit)時線路上信號電平的大 小、阻抗匹配、傳輸速率、距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即 定義了 DTE和DCE之間各個線路的功能；過程特性定義了利用信號線進(jìn)行比特流（bit)傳 輸?shù)囊唤M操作規(guī)程，是指在物理連接的建立、維護(hù)、交換信息時，DTE和DCE雙方在各電路上 的動作系列。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特（bit)。
[0036] 無線傳感器的無線模塊初始化要求如下：初始化包括選擇模塊的工作方式以及相 應(yīng)通信參數(shù)的設(shè)置等。無線模塊的基本參數(shù)見表1 :
[0037] 表 1 :


[0041] 另外，數(shù)據(jù)鏈路層是在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點(diǎn)之間的數(shù) 據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀（Frame)在信道上無差錯的傳輸，并進(jìn)行各電路上的動 作系列。
[0042] 數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址 尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（Frame)。
[0043] ZigBee無線通信模塊的工作模式有API模式和AT命令兩種方式。模塊默認(rèn)為API 模式（Application Programming Interface) ,API模式要求串口上的數(shù)據(jù)通信均按一定命 令幀結(jié)構(gòu)來解釋，對不符合命令幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，模塊將予以忽略。
[0044] API模式可以在AT命令狀態(tài)下用AP命令來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)AP的參數(shù)為1時，為API模 式。
[0045] 在API模式（AP = 1)下，串口數(shù)據(jù)幀的每個幀均由4個字段組成，分別是Start Delimiter、Length、Frame Data 和 Check