一种基于超宽带技术的工业大数据传输系统和方法

技术领域

本发明涉及工程机械信息控制技术领域，具体是一种基于超宽带技术的工业大数据传输系统和方法。

背景技术

工业大数据是利用现代大数据处理技术，将传统加工制造产业中产生的各类数据实现传输、处理、分析，实现高效生产、高效管理、创收创新的一门技术。传统工业领域中数据传输方式针对性不强，不能契合复杂工业环境中的应用场景，具有抗干扰性差、传输稳定性差、现场实施维护难度大、成本高等缺点。对于复杂工业场景下，例如强电磁干扰、强腐蚀性、高温、地质灾害多发等环境下，传统工业数据采集方式可能存在抗干扰能力差、数据丢失、传输速度慢、使用寿命受限等问题。

工业数据传输作为工业大数据处理的基础，其完整性和稳定性直接决定了后续数据处理和机器学习等步骤的精确性，因而一套可以应用于各种工业场景中的数据传输工具，兼具高效性和稳定性等优点的工业大数据传输系统，有着广阔的应用需求和极佳的行业价值。因此，设计一种复杂工业环境下的数据传输系统具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种具有抗干扰性强、功耗低、传输速率高的基于超宽带技术的工业大数据传输系统和方法。

本发明是以如下技术方案实现的：一种基于超宽带技术的工业大数据传输系统，包括基于超宽带技术实现传输的数据发送接收器和基于发送接收器的三角栅格网络，所述三角栅格网络的连接点为传输节点，相邻的传输节点之间进行数据中继传输和周期时间内节点信息的互相汇报，通信范围内传输节点的性能指标为切换依据。

其进一步是：所述数据发送接收器接收的数据为各类传感器中的实时数据。

所述的传输节点的性能指标包括当前丢包率、节点吞吐量和节点有效服役时间占比。

所述传输节点的性能指标计算方法为：

J

其中，n为通信范围内的第n个节点，第n个节点的丢包率为X

一种基于超宽带技术的工业大数据传输方法，包括以下步骤：

S1、构建基于超宽带技术的数据发送接收器；

S2、建立基于发射接收器的三角栅格网络；

S3、传输节点间进行数据传输，并且实时监控通信范围内每个节点的性能；

S4、如果发现有节点异常掉线，则根据监控的节点性能参数选取最佳切换节点；

S5、继续进行数据传输，直到通信结束。

步骤S4中，当某个节点受到干扰或故障等无法正常工作时，在通信范围内的N个节点中选取J

本发明具有以下优点：本发明的基于超宽带技术的工业大数据传输系统和方法，造价成本低，部署灵活，受环境限制小；抗干扰性强，传输速率高，系统容量大；实现节点组网传输，部分节点故障不影响整体功能，容错性高。

附图说明

图1是本发明的系统流程图；

图2是本发明的基于三角栅格的数据传输网示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示的一种基于超宽带技术的工业大数据传输系统，包括基于超宽带技术实现传输的数据发送接收器和基于发送接收器的三角栅格网络，所述三角栅格网络的连接点为传输节点，相邻的传输节点之间进行数据中继传输和周期时间内节点信息的互相汇报，通信范围内传输节点的性能指标为切换依据。所述数据发送接收器接收的数据为各类传感器中的实时数据。本发明的基于超宽带技术的工业大数据传输系统，包括数据发送接收器和三角栅格网络，基于超宽带技术实现传输的数据发送接收器，可以接收各类传感器中的实时数据，并将数据通过系统网络节点间的中继传输，最终将数据传输到存储处理设备或实时计算中心，凭借超宽带的传输特性，该过程能实现抗干扰、高效高速稳定传输；为了实现数据传输中继和节点异常下线的高可用处理，建立基于发送接收器的三角栅格网络，基于三角栅格建立的节点通信网络，具有稳定性高、速度快、抗干扰能力强等特点，图中实心原点为传输节点所在位置。

使用时，利用基于超宽带技术的无线数据发送接收器，将该发送接收器部署在复杂工业应用现场，构建了一种工业数据传输网络，网络中的任一发送接收器都具备现场工况数据接入及与相邻节点间实现数据传输的功能，实现工况数据传输，同时定期掌握通信范围内节点的实时运行状况，作为节点异常下线时选择切换节点的依据。传输系统按照网状结构构建数据传输网络，当网络中其中任一传输节点发生异常下线情况，可以按照预先设定的切换算法选取最优备选节点切换，根据工业现场对数据传输的需求倾向，预先设定丢包率、吞吐量、在线率等的参数权重，计算通信范围内节点的性能指标作为切换依据。该系统中通信节点采用了超宽带传输技术，具有抗干扰性强、发射功率低、多径分辨率高等优点，实现复杂环境下工业数据的高效稳定传输。

如图1至图2所示的一种基于超宽带技术的工业大数据传输系统，所述的传输节点的性能指标包括当前丢包率、节点吞吐量和节点有效服役时间占比。所述传输节点的性能指标计算方法为：

J

其中，n为通信范围内的第n个节点，第n个节点的丢包率为X

一种基于超宽带技术的工业大数据传输方法，包括以下步骤：

S1、构建基于超宽带技术的数据发送接收器；

S2、建立基于发射接收器的三角栅格网络；

S3、传输节点间进行数据传输，并且实时监控通信范围内每个节点的性能；

S4、如果发现有节点异常掉线，则根据监控的节点性能参数选取最佳切换节点；当某个节点受到干扰或故障等无法正常工作时，在通信范围内的N个节点中选取J

S5、继续进行数据传输，直到通信结束。

本发明的技术方案主要包括构建基于超宽带技术的数据发送接收器，建立基于发射接收器的三角栅格网络，然后节点间进行数据传输，并且实时监控通信范围内每个节点的性能，如果发现有节点异常掉线，则根据监控的节点性能参数选取最佳切换节点，继续进行数据传输，直到通信结束。