[0001] 本实用新型涉及通信系统领域，具体涉及一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统。

[0002] 目前，无人值守监测系统的数据传输大都依赖于通信网络，如电力行业无人值守变压器、配电房电力的监控数据传输，消防蓄水池水位的监测数据和水泵的控制数据传输，高速公路收费业务数据、情报板数据通信传输等。例如，由于融合了物联网技术的智慧水消防监测系统的建立，监测系统能够对消防栓、喷淋终端试水压力和消防水箱、水池液位值等消防设备的参数进行实时监测，并将消防供水设施的关键参数进行收集和整合，从而确保灭火用水的水压符合标准，并通过对水压的监测及时发现水压异常、漏水等故障，避免因设备故障造成的安全隐患，另外能够通过对水压的监测了解各消防设备的实际水压情况，为消防部门的资源调配提供依据，从而优化资源配置。

[0003] 监测系统一般通过IP通信设备建立通信连接，如水消防监测系统通过IP通信设备实现对各个传感器检测到的电参数和监视器视频数据的收集，以及对水泵、阀门以及报警装置等的控制。然而现有IP通信设备如以太网交换机、以太网光端机或以太网+4G/5G网关等设备，一般采用固定通信信道，这种通信方式由于频点和信道是固定分配的，只需配置与所分配的信道相应的设备，因此成本较低、控制方案较为简单。但其可用带宽使用不充分、信道的利用率较低，而且由于通信路径固定且单一，导致通信设备或线路一旦遭到破坏，水消防系统的监测就会面临通信中断。

[0004] 目前，监测系统也可以通过接受被动设置进行通信链路转换，但其仅用于当通信设备检测到当前信号质量不好时，能够向网络发送切换请求。在面对通信线路直接被切断或者通信设备损坏导致无法正常工作的故障时，还是会导致监测系统的通信中断。实用新型内容

[0005] 本实用新型提供的一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统，主要用于解决现有无人监管的监测系统通信路径固定且单一，抵抗通信故障风险的能力差、通信故障时无法实现不间断监测等问题，从而实现故障报警、在主通信线路发生故障时备用通信线路的自动切换，从而达到无人值守监测系统不间断实时监测的效果。

[0006] 本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

[0007] 一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统，包括位于远程控制端的监控主机、第一通信模块以及第一无线收发装置，分别位于各监测端的多个监测设备、多个第二通信模块以及多个第二无线收发装置，所述监控主机通过所述第一通信模块分别与多个所述第二通信模块建立通信连接，所述第二通信模块与对应监测端的所述监测设备连接，用于接收来自所述监测设备的监测数据，所述第一无线收发装置与所述第一通信模块建立无线通信连接，所述第二无线收发装置与对应监测端的所述第二通信模块建立无线通信连接，所述第一无线收发装置与多个所述第二无线收发装置用于通过通信协议组建无线自组织网络，使在任一个所述第一通信模块、第二通信模块或其通信线路故障时能够进行自动组网，从而实现重构网络拓扑以保证数据链路的实时连通；

[0008] 其中，所述第一通信模块和多个所述第二通信模块均包括多链路通信终端，所述多链路通信终端用于通过部署于云端的聚合平台，将所述监测数据以以太网帧的形式传输至所述监控主机。

[0009] 进一步的方案是，所述第一通信模块包括第一交换机、第一多链路通信终端，所述第二通信模块包括第二交换机、第二多链路通信终端，所述监控主机与所述第一交换机通过网线连接，所述第一交换机与所述第一多链路通信终端通过网线连接，所述第一多链路通信终端与所述第一无线收发装置建立无线通信连接，所述第二交换机与所述第二多链路通信终端通过网线连接，所述第二多链路通信终端与所述第二无线收发装置建立无线通信连接。

[0010] 进一步的方案是，所述监测端采用串联组网模式，所述第二交换机的一端通过所述第二多链路通信终端与所述第一交换机建立通信连接，其另一端与所述监测设备连接，用于扩大网络覆盖范围及增强信号。

[0011] 进一步的方案是，所述监测端采用并联组网模式，所述第二交换机的第一网络端口与所述第一交换机连接，其第二网络端口与所述第二多链路通信终端，其第三网络端口与所述监测设备连接，用于在不破坏现有组网的情况下进行组网。

[0012] 进一步的方案是，所述第一多链路通信终端、第二多链路通信终端通过ICMP协议分别与所述第一交换机、第二交换机传递控制消息。

[0013] 进一步的方案是，所述第一多链路通信终端、第二多链路通信终端分别向所述第一交换机、第二交换机发送ping命令，并根据所述第一交换机、第二交换机的回复情况切换通信路径。

[0014] 进一步的方案是，所述ping命令包含ICMP数据以及所述第一交换机、第二交换机对应的IP包数据。

[0015] 进一步的方案是，当所述第一多链路通信终端、第二多链路通信终端未收到所述第一交换机、第二交换机的回复信号时，所述第一多链路通信终端、第二多链路通信终端分别通过所述第一无线收发装置、第二无线收发装置进行自动组网，并向所述监控主机发送故障报警消息。

[0016] 由此可见，本实用新型具有以下有益效果：

[0017] 1、本实用新型通过多链路通信终端监测通信网络状态，在通信线路发生故障时通过无线收发装置进行自动组网，从而实现重构网络拓扑以保证数据链路的实时连通，从而达到无人值守监测系统不间断实时监测的效果。

[0018] 2、本实用新型多链路通信终端根据故障发生的通信节点将故障信息发送至云平台，并在位于远程控制端的监控主机上进行故障告警并提示故障链路，从而便于故障的及时检修排除。

[0019] 3、本实用新型采用多链路通信终端，能够在通信链路信号不好或断开时，把网络传输的负载均衡到信号较好的备用无线链路上，实现高速稳定的数据传输。

[0020] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

[0025] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0026] 一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统实施例一

[0027] 参见图1‑2，本实用新型所涉及的一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统，包括位于远程控制端的监控主机1、第一通信模块以及第一无线收发装置4，分别位于各监测端的多个监测设备8、多个第二通信模块以及多个第二无线收发装置5，监控主机1通过所述第一通信模块分别与多个所述第二通信模块建立通信连接，所述第二通信模块与对应监测端的监测设备8连接，用于接收来自监测设备8的监测数据，第一无线收发装置4与所述第一通信模块建立无线通信连接，第二无线收发装置5与对应监测端的所述第二通信模块建立无线通信连接，第一无线收发装置4与多个第二无线收发装置5通过通信协议组建无线自组织网络，用于在任一个所述第一通信模块、第二通信模块或其通信线路故障时进行自动组网，从而实现重构网络拓扑以保证数据链路的实时连通；

[0028] 其中，所述第一通信模块和多个所述第二通信模块均包括多链路通信终端，所述多链路通信终端用于通过部署于云端的聚合平台，将所述监测数据以以太网帧的形式传输至监控主机1。

[0029] 具体的，本实施例多链路通信终端采用多链路聚合技术和多卡网络自适应技术，支持同时混插4G/5G卡、叠加带宽，从而保障在弱网环境下数据高速传输的稳定性和安全性，并能够降低延时以保障数据传输质量。

[0030] 在本实施例中，所述第一通信模块包括第一交换机2、第一多链路通信终端3，所述第二通信模块包括第二交换机7、第二多链路通信终端6，所述监控主机与所述第一交换机2通过网线连接，所述第一交换机2与第一多链路通信终端3通过网线连接，第一多链路通信终端3与第一无线收发装置4建立无线通信连接，第二交换机7与第二多链路通信终端6通过网线连接，第二多链路通信终端6与第二无线收发装置5建立无线通信连接。

[0031] 具体的，本实施例在正常的通信网络故障时，多链路通信终端根据故障线路段控制相应的自组网节点开机，此时无线收发装置能够快速、自动地组成一个独立的网络，实现在切换备用通信链路时故障缺失数据的续传。

[0032] 在本实施例中，所述监测端采用串联组网模式，第二交换机7的一端通过第二多链路通信终端6与所述第一交换机2建立通信连接，其另一端与监测设备8连接，用于扩大网络覆盖范围及增强信号。

[0033] 在本实施例中，第一多链路通信终端3、第二多链路通信终端6通过ICMP协议分别与所述第一交换机2、第二交换机7传递控制消息。

[0034] 在本实施例中，第一多链路通信终端3、第二多链路通信终端6分别向所述第一交换机2、第二交换机7发送ping命令，并根据所述第一交换机2、第二交换机7的回复情况切换通信路径。

[0035] 在本实施例中，所述ping命令包含ICMP数据以及所述第一交换机2、第二交换机7对应的IP包数据。

[0036] 具体的，本实施例多链路通信终端的单台聚合路由的IP包转发能力>50Kpps，相当于网络带宽>500Mb。

[0037] 具体的，本实施例多链路通信终端对于多链路IP包设有排序算法，从而保证多网络传输情况下的IP包的有序转发。

[0038] 在本实施例中，当第一多链路通信终端3、第二多链路通信终端6未收到所述第一交换机2、第二交换机7的回复信号时，第一多链路通信终端3、第二多链路通信终端6分别通过第一无线收发装置4、第二无线收发装置5进行自动组网，并向监控主机1发送故障报警消息。

[0039] 具体的，本实施例切换至备用的无线通信网络时，第一多链路通信终端3、第二多链路通信终端6继续向所述第一交换机2、第二交换机7发送ping命令，在收到所述第一交换机2、第二交换机7的回复信号时，切断备用的无线通信网络，恢复先前的通信网络。

[0040] 具体的，本实施例多链路通信终端采用响应式数据传输方式，能够实现毫秒响应，并能够根据链路质量分派数据包比例，选出最优传输通道和数据配比方案，从而保障数据传输质量。

[0041] 一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统实施例二

[0042] 参见图3‑4，本实用新型所涉及的一种基于无线自组网通信切换的无人值守监测系统，所述监测端采用并联组网模式，第二交换机11的第一网络端口与所述第一交换机2连接，其第二网络端口与第二多链路通信终端10，其第三网络端口与监测设备12连接，用于在不破坏现有组网的情况下进行组网。

[0043] 具体的，实施例一和二组建的无线自组织网络为平面组网结构，第一无线收发装置4与监测端的各个无线收发装置的节点在网络控制、路由选择以及流量管理上是平等的。平面组网结构仅为示例性的，如还可以采用单频分级结构、多频分级结构等。

[0044] 上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。