1.引言 
随着社会的发展，各个行业的电算化和自动化程度都越来越高。在工控数据采集业，环境条件恶劣、布线困难已经成了一个普遍的问题。而采用无线传输技术当然是一个不错的选择，有利地解决了这些问题，并且还有高网络容量、高实时性、低功耗等优点。

 
2.WiMi-Net无线模块介绍 
（1）WiMi-Net无线模块工作在433M Hz载波频率，GFSK调制方式，穿透力强，并且支持硬件CRC，前向纠错FEC/BEC，数据白化等技术，这都为延长无线传输距离和穿透厚墙等障碍物做好了准备。 
（2）WiMi-Net无线模块支持16个无线工作频点，每个频带的无线基站可管理254个子节点，网络规模的扩展性非常强。子站点可以跨基站无线漫游，自动锁定信号最优的空闲基站，以最快速度提交业务。主站点（基站）可以通过搜索发现所有的活动节点，方便无线网络的管理和部署，用户使用非常简单。 
（3）无线模块工作在38.4K bps无线速率，反应速度非常快，智能的数字信号 RSSI/LQI输出，方便移动用户对所在地无线网络信号质量的评估。 
（4）WiMi-Net无线模块内置WiMi-Net可靠传输协议栈，采用可扩展的主从式架构无线网络，大大减小了用户的开发周期，方便用户组网。 
（5）WiMi-Net协议栈支持多点对一点的传输模型，方便组建移动的分布式数据采集系统；支持一点对多点的广播传输，方便用户批量广播数据文件。 
（6）WiMi-Net无线模块支持独立的功率控制管脚DTR/DSR实时休眠唤醒无线模块，支持电池供电的移动应用 
（7）灵活的二进制流格式主机接口，二进制流接口带有起始标识和CRC6验证，解码统一，无需命令模式切换。支持UART/SPI两种接口。 

3. WiMi-Net无线模块在分布式数据采集中的应用 
分布式数据采集的系统构成： 
(1) 标准配置的Windows电脑或者嵌入式设备，配置有串口或者以太网接口 
(2) 无线通讯基站一台，用于管理无线网络 
(3) 电池供电的无线子节点若干，用于传输数据 

利用WiMi-Net无线模块在分布式数据采集中可以实现如下功能： 
（1）无线数据采集和传输： 
和传统的有线连接不同，无线数据采集无需架线，并且WiMi-Net无线模块硬件稳定，可以经受恶劣环境的考验。分布式数据采集中央系统在采集完数据后，将数据发送给无线模块，无线模块就会将数据通过无线发送到远程的基站，然后基站将数据通过串口或者以太网口传送到PC管理中心。 
（2）电力控制： 
采用无线传输的数据系统，一般采用电池供电，除了数据采集时刻，其余的端口都是关闭的，并且无线模块也处于低功耗模式。 
分布式数据采集中央系统需要无线发送数据时，先设置串口的DTR为高电平，无线模块进入活动模式，无线模块完成初始化之后回送一个高电平的DSR信号通知主处理器可以开始进行数据传输。在数据传输完成之后，主处理器设置DTR管脚为低电平通知无线模块进入休眠模式，无线模块在关闭所有的外设之后会回送一个低电平的DSR信号表示已进入低功耗模式。 
（3）数据采集的同步功能： 
在工业现场，有的分布式数据信号要求同步采集。为了保证同步的准确性，PC端的主控制中心可以先发送一个广播的同步采集指令，无线子站点收到广播同步指令后，将命令输出给主处理器，主处器开始数据采集。这样就可以保证数据采集的同时性。 
（4）高网络容量，大业务规模： 
WiMi-Net无线模块支持16个无线工作频点，每个频带的无线基站可管理254个子节点，网络规模的扩展性非常强。如果一个基站的无线通讯量过载，基站无法承载过多的子节点的数据传输请求时，可以部署多台基站来调度和管理整个无线网络。

                      什么是WiMi-net网络
   WiMi-net是“Wireless Micro-network”的缩写。该网络将物理层构建在433M Hz的射频之上，可以获得UHF（Ultra High Frequency：300M Hz至3G Hz）频带低端的穿透力强，抗衰减能力好等电磁特性，这一特性可以较好的应对建筑物和楼群等复杂通讯条件下电磁信号杂化（多路径效应）的挑战；在MAC（Media Access Control）层采用了公平对等的竞争接入方案，对分布式数据采集和多点并发请求提供了链路控制；在传输层实现了高缓冲的TCP传输控制协议，在保证了用户数据的正确可靠之外还提供了无线网络的高吞吐率；在最顶层通过二进制流格式的主机接口和用户的应用层进行无缝连接，完整地提供了一个主从架构的无线网络解决方案，给人们对于无线传输在数据高可靠性领域的应用带来了全新的体验。

                      高吞吐率和高覆盖率的网络
一般而言，无线通讯要获得高数据吞吐率，就需要采用较高的载波频率和数据带宽；然而高频信号的穿透能力和抗衰减能力都低于低频带和低数据带宽信号，信号的传输距离将会缩短，这样就会在一定程度上牺牲网络的覆盖半径。通常情况下，2.4G Hz无线网络（比如ZigBee）采用250K Hz或者更高的数据带宽来获得高的网络吞吐率；多数433M Hz无线透明传输模块采用了9.6 / 4.8 / 2.4 / 1.2 KHz的数据带宽来获得更大的网络覆盖面积，数据带宽和网络覆盖半径始终是一对矛盾。WiMi-net无线网络运行于38.4KHz的数据调制带宽，在链路层采取较小的定长报文，在传输层运用子包聚合，报文缓冲，批量确认等机制，在保证了高网络覆盖的同时还获得了高的数据吞吐率，对高实时性的数据业务提供了很好的支持。

                       高数据保真和高扩展性网络
对于一个无线网络而言，可扩展性是一个重要的特征。为了组建一个较大规模的无线网络，典型的解决方案是接力传输。在接力传输中，每一个中间节点都可以对报文进行转发，由于无线本身易受干扰等原因，在多次转发的过程中报文容易丢失，增加了数据破缺的概率，同时由于无线网络采用了智能路由和多点接力的方式，发送端对于传输延时的估算是较为困难的，这样就难于实现一个快速的重传机制来保证数据可靠性。WiMi-net采用了增加基站的方案对于网络进行扩展。每一个基站工作于不同的无线频点，彼此之间独立运行，互不干扰，将多个高覆盖和高保真的星型子网通过以太网等有线方式连接到数据中心，实现无线网络的灵活扩展。

                        低功耗和高用户容量的网络
WiMi-net无线网络为了获得短的网络接入延时，对子节点进行了小的群组划分，在MAC层实现了可竞争的和不可竞争两种时隙，保证在高用户容量的情况下将竞争失效的概率减到最小，为多用户的并发请求提供了平等，快速的接入机制。
针对移动计算网络，WiMi-net无线模块通过接收主机接口的DTR/DSR控制，实时对无线模块进行休眠和唤醒，降低通讯模块的功率消耗。在休眠模式下无线射频被关闭，协议栈处理器运行在10KHz，工作电流被限制在1mA以下，在注重电池续航时间的手持设备中有更好表现。

                        易于部署，维护简单的网络
WiMi-net无线网络的基站和子节点都可以自动加载其配置参数，而对于网络分布和通讯对象等状态信息则是受协议驱动的。其自动配置和自动学习能力把人们从专业的网络维护中解脱出来，停止基站则关闭无线网络，基站上电则恢复无线网络；对于无线网络的变更，扩容，部署和运行维护也要求很低。

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公司名称：微网高通（北京）无线技术有限公司
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