CN113726400A - 一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法 - Google Patents

一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法，实时监控信号采集发射端的采集环境，且搭建信号采集发射端与数据接收平台之间的直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的通信场景；根据采集环境计算直接无线通信传输模式的预算传输时长，且根据信号采集发射端的位置确定参与数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器个数，并根据无线中继器个数确定数据转发无线通信模式的通讯时长；对比预算传输时长和数据转发无线通信模式的通讯时长，且根据对比结果选择直接无线通信传输模式或数据转发无线通信模式；本发明通过直接传输和多级转发方式实现数据传输，保证在极端恶劣以及正常天气时的稳定数据采集工作。

Description

一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法。
背景技术
无线通信是指多个节点间不经由导体或缆线传播进行的远距离传输通讯，利用收音机、无线电等电磁波通信方式都可以进行无线通讯。
无线通讯包括各种固定式、移动式和便携式应用，例如双向无线电、手机、个人数码助理及无线网络。其他无线电无线通讯的例子还有GPS、车库门遥控器、无线鼠标等，大部分无线通讯技术会用到无线电，包括距离只到数米的Wi-fi，也包括和航海家1号通讯、距离超过数百万公里的深空网络。但有些无线通讯的技术不使用无线电，而是使用其他的电磁波无线技术，例如光、磁场、电场等。
目前对于数据采集方式来说，采集端与接收平台之间的数据传输大多通过无线通信的方式，对于室外的数据采集非常容易受到天气环境的影响，导致采集端与接收平台的无线通信受到阻碍，目前大多的解决方式为如何改进无线通信的抗干扰性，而并没有在现有的采集端布设情况下调整无线通信模式，以达到及时和稳定结合的无线通信方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法，以解决现有技术中的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种用于无线通信的多功能电子***，包括：
信号采集发射端，用于采集数据；
数据接收平台，用于通过无线通信方式接收所述信号采集发射端发出的采集数据；
多个无线中继器，分别依次部署在所述信号采集发射端与所述数据接收平台之间，用于将所述信号采集发射端发出的采集数据通过多个所述无线中继器的转发，且通过无线通信方式发送至所述数据接收平台；
拓扑网数据传输***，用于建立多个所述无线中继器之间的数据传输线路；
采集点定位***，安装在所述信号采集发射端内，用于确定所述信号采集发射端的采集位置；
所述数据接收平台通过所述采集点定位***确定所述信号采集发射端的实际位置，所述数据接收平台根据所述实际位置选择作为通讯起始点的所述无线中继器，且按照所述拓扑网数据传输***确定参与无线通信的所述无线中继器以组成数据传输线路，所述信号采集发射端的采集数据通过多级转载发送至所述数据接收平台。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台接收所述信号采集发射端的传输数据的模式分为两种数据传输模式，分别为直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式；所述直接无线通信传输模式的通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的的通讯时长；
所述数据接收平台选择所述直接无线通信传输模式时，暂停所述无线中继器的无线通信功能，且启动与所述信号采集发射端直接无线通讯的端口，所述数据接收平台选择所述数据转发无线通信模式时，启动所述无线中继器的无线通信功能，启动与所述无线中继器无线通讯的端口，且关闭与所述信号采集发射端直接无线通讯的端口。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台内设有直接通信时间计算单元以及数据转发通信时间计算单元，所述直接通信时间计算单元根据所述信号采集发射端发送所述采集数据的发送时间点以及所述数据接收平台实际接收所述采集数据的接收时间点，计算所述直接无线通信传输模式的通讯时长；
所述数据转发通信时间计算单元根据所述采集点定位***确定所述信号采集发射端的位置，且确定组成所述数据转发无线通信模式的数据传输线路的所述无线中继器的个数，并根据无线中继器的个数计算所述数据转发无线通信模式的通讯时长；
当所述直接无线通信传输模式的通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，所述数据接收平台将所述直接无线通信传输模式转换为所述数据转发无线通信模式。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台实时收集所述信号采集发射端的采集环境因素，并根据所述采集环境因素将所述数据转发无线通信模式转换为直接无线通信传输模式，所述采集环境因素包括风力和雨量；
所述数据接收平台内设有环境分析模型，所述环境分析模型用于确定所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述采集环境因素之间的对应关系，并确定当前的所述采集环境因素延迟所述直接无线通信传输模式的延时通讯时长；
所述数据接收平台在所述信号采集发射端的延时通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为所述直接无线通信传输模式进行数据传输，所述数据接收平台在所述信号采集发射端的延时通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为所述数据转发无线通信模式进行数据传输。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台根据所述采集点定位***确定所述信号采集发射端的位置，并根据所述信号采集发射端的位置转换所述直接无线通信传输模式；
所述数据接收平台将所述信号采集发射端的位置与最靠近所述数据接收平台的所述无线中继器的位置进行对比，当所述信号采集发射端的位置小于最靠近所述数据接收平台的所述无线中继器的位置时，所述数据接收平台仍然使用所述直接无线通信传输模式。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台将所述直接通信时间计算单元计算的所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长进行对比，以校正所述环境分析模型，直至所述所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长相同。
作为本发明的一种优选方案，所述数据接收平台还设置有数据修正单元，所述数据修正单元用于对接收到的所述信号采集发射端的传输数据进行修正以排除采集环境的干扰，其中，所述数据修正单元包括修正器确定单元和在线修正单元，所述修正器确定单元用于确定传输数据的环境干扰修正函数，所述在线修正单元用于对所述传输数据环境干扰的修正实现信号采集发射端到数据接收平台的无损传输。
作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种基于所述的用于无线通信的多功能电子***的通信方法，包括以下步骤：
步骤100、实时监控信号采集发射端的采集环境，且搭建信号采集发射端与数据接收平台之间的直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的通信场景，其中，所述采集环境为影响所述直接无线通信传输模式的通讯时长的环境因素；
步骤200、根据采集环境计算所述直接无线通信传输模式的预算传输时长，且根据所述信号采集发射端的位置确定参与数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器个数，并根据无线中继器个数确定所述数据转发无线通信模式的通讯时长；
步骤300、对比所述预算传输时长和所述数据转发无线通信模式的通讯时长，且根据对比结果选择直接无线通信传输模式或数据转发无线通信模式，并利用所述数据修正单元对传输数据进行在线修正。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤300中，所述传输数据的在线修正方法包括：
利用修正器确定单元确定传输数据的环境干扰修正函数，包括：
在所述信号采集发射端布设测试信号源，并同步记录测试信号源的多组测试发射信号和数据接收平台接收到的与多组测试发射信号对应的多组测试传输信号；
将多组所述测试发射信号和多组测试传输信号分别作为卷积神经网络的输出项和输入项进行卷积学习，得到测试发射信号和测试传输信号的第一非线性映射函数以及环境干扰修正函数，所述第一非线性映射函数公式为Out＝F(in)，所述环境干扰修正函数为O＝F(I)，式中，Out表征为测试发射信号向量，in表征为测试传输信号向量，O表征为修正后的修正传输数据，I表征为传输数据，F表征为第一非线性映射函数体；
将所述传输数据输入至环境干扰修正函数O＝F(I)，输出去除环境干扰量的修正传输数据。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤300中，所述传输数据的在线修正方法还包括：
利用在线修正单元确定修正传输数据的缺失项修正函数，包括：
为所述修正传输数据添加采集时序属性，并依采集时序链接构成传输时序数据；
将所述修正传输时序数据中前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据分别作为卷积神经网络的输入项和输出项进行时序卷积学习，得到前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据的第二非线性映射函数以及缺失项修正函数，所述第二非线性映射函数的公式为Ot后＝G(Ot前)，所述缺失项修正函数的公式为Ot缺失＝G(Ot缺失前)，式中，Ot后表征为后时序段的修正传输数据，Ot前表征为前时序段的修正传输数据，Ot缺失表征为缺失项的修正传输数据，Ot缺失前表征为缺失项的前置时序的修正传输数据，G表征为第二非线性映射函数体；
将修正传输时序数据的缺失项所在时序的前置时序处修正传输数据输入至缺失项修正函数Ot缺失＝G(Ot缺失前)，输出表征缺失项的修正传输数据，实现缺失项的修正。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过两种方式实现数据传输，分别为信号采集发射端与数据接收平台的直接数据传输，以及信号采集发射端的采集数据经过多个无线中继器转发至数据接收平台进行数据传输，其中直接数据传输的延时比较短，及时性高，适合无环境干扰的场景使用，而通过无线中继器的延时相比较长，但是稳定性高，适合室外天气变化的场景使用，从而保证在极端恶劣以及正常天气时的稳定数据采集工作，并设置有数据修正单元用于对接收到的所述信号采集发射端的传输数据进行修正以排除采集环境的干扰，进一步提高传输准确性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的多功能电子***的通信流程示意图；
图2为本发明实施例提供的数据接收平台数据处理操作的结构框图；
图3为本发明实施例提供的多功能电子***通信方法的流程示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-信号采集发射端；2-数据接收平台；3-无线中继器；4-拓扑网数据传输***；5-采集点定位***；
21-直接通信时间计算单元；22-数据转发通信时间计算单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种用于无线通信的多功能电子***及通信方法，本实施方式为了确保无线通信的及时性和稳定性，通过两种方式实现数据传输，分别为信号采集发射端与数据接收平台的直接数据传输，以及信号采集发射端的采集数据经过多个无线中继器转发至数据接收平台进行数据传输，其中直接数据传输的延时比较短，及时性高，适合无环境干扰的场景使用，而通过无线中继器的延时相比较长，但是稳定性高，适合室外天气变化的场景使用。
其中，用于无线通信的多功能电子***包括：信号采集发射端1、数据接收平台2、多个无线中继器3、拓扑网数据传输***4以及采集点定位***5。
信号采集发射端1用于采集数据；数据接收平台2用于通过无线通信方式接收信号采集发射端1发出的采集数据。
信号采集发射端1内设有无线通信模块，同样的数据接收平台2内设有无线通信模块，信号采集发射端1与数据接收平台2通过无线通信模块直接进行数据传输，需要补充说明的是，本实施方式的无线通信模块可以选为Zigbee通信方式，WiFi通信方式或者局域网的通信方式。
多个无线中继器3分别依次部署在信号采集发射端1与数据接收平台2之间，用于将信号采集发射端1发出的采集数据通过多个无线中继器3的转发，且通过无线通信方式发送至数据接收平台2。
拓扑网数据传输***4设置在数据接收平台2内，用于建立多个无线中继器3之间的数据传输线路。
采集点定位***5安装在信号采集发射端1内，用于确定信号采集发射端1的采集位置。
数据接收平台2通过采集点定位***5确定信号采集发射端1的实际位置，数据接收平台2根据实际位置选择作为通讯起始点的无线中继器3，且按照拓扑网数据传输***4确定参与无线通信的无线中继器3以组成数据传输线路，信号采集发射端1的采集数据通过多级转载发送至数据接收平台2。
因此数据接收平台2接收信号采集发射端1的传输数据的模式分为两种数据传输模式，分别为直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式；直接无线通信传输模式的通讯时长低于数据转发无线通信模式的的通讯时长。
数据接收平台2选择直接无线通信传输模式时，暂停无线中继器3的无线通信功能，且启动与信号采集发射端1直接无线通讯的端口，数据接收平台2选择数据转发无线通信模式时，启动无线中继器3的无线通信功能，启动与无线中继器3无线通讯的端口，且关闭与信号采集发射端1直接无线通讯的端口。
而直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的数据转换选择，主要由直接无线通信传输模式的通讯时长与数据转发无线通信模式的通讯时长对比结果决定，当直接无线通信传输模式的通讯时长超过选择数据转发无线通信模式的通讯时长，则为了通讯的稳定性和及时性，均需要转换为数据转发无线通信模式，具体的实现原理为：
数据接收平台2内设有直接通信时间计算单元21以及数据转发通信时间计算单元22，直接通信时间计算单元21根据信号采集发射端1发送采集数据的发送时间点以及数据接收平台2实际接收采集数据的接收时间点，计算直接无线通信传输模式的通讯时长。
数据转发通信时间计算单元22根据采集点定位***5确定信号采集发射端1的位置，且确定组成数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器3的个数，并根据无线中继器3的个数计算数据转发无线通信模式的通讯时长，其中，数据转发无线通信模式的通讯时长与无线中继器3的使用个数呈正相关，且无线中继器3的使用个数越多，数据转发无线通信模式的通讯时长越大。
当直接无线通信传输模式的通讯时长大于数据转发无线通信模式的通讯时长时，数据接收平台2将直接无线通信传输模式转换为数据转发无线通信模式。
当然，根据直接通信时间计算单元21计算的直接无线通信传输模式的通讯时长具有一定的延迟性，当突然的恶劣天气出现时，只有完成一次直接无线通信，直接通信时间计算单元21才能计算直接无线通信传输模式的通讯时长，很有可能造成数据丢失且无法通讯的情况，这样的话，直接通信时间计算单元21的计算方式具有很大的被动。
众所周知，室外无线通信的质量，受天气的影响，无线通信的电磁波基本上只能直线传播，衍射现象很微弱，雨天、雾天对无线电波的吸收、散射影响是比较大的，雨天的衰减主要是由于雨点所引起的电波散射和吸收作用，雾天里对无线电波的吸收比散射更起主要作用，因此信号采集发射端1和数据接收平台2之间的直接通讯很容易受到环境的影响。
而由多个无线中继器3组成的数据转发无线通信模式，则相当于信号采集发射端1和数据接收平台2之间的信号传递站，可以缩短信号采集发射端1与无线中继器3、无线中继器3与无线中继器3、以及无线中继器3与数据接收平台2之间的通信距离，以此来确保数据传输的稳定性，保证数据不会丢失。
因此，数据接收平台2实时收集信号采集发射端1的采集环境因素，并根据采集环境因素将数据转发无线通信模式转换为直接无线通信传输模式，采集环境因素包括风力和雨量。
数据接收平台2内设有环境分析模型，环境分析模型用于确定直接无线通信传输模式的通讯时长与采集环境因素之间的对应关系。
其中，数据接收平台2将直接通信时间计算单元21计算的直接无线通信传输模式的通讯时长与环境分析模型计算的延时通讯时长进行对比，以校正环境分析模型，直至直接无线通信传输模式的通讯时长与环境分析模型计算的延时通讯时长相同。
因此校正后的环境分析模型可以根据当前的采集环境因素，确定直接无线通信传输模式的延时通讯时长，当环境分析模型计算的延时通讯时长大于数据转发无线通信模式的通讯时长时，则及时的将直接无线通信传输模式转换为数据转发无线通信模式。
采用实时环境分析模型实时计算直接无线通信传输模式的预算传输时长，可以及时的进行直接无线通信传输模式与数据转发无线通信模式之间的通讯方式转换，这样的话，即保证无线通信的数据传输及时性，同时又能保证数据传输的稳定性。
同样的，数据接收平台2在信号采集发射端1的延时通讯时长低于数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为直接无线通信传输模式进行数据传输，数据接收平台2在信号采集发射端1的延时通讯时长大于数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为数据转发无线通信模式进行数据传输。
需要特别说明的是，直接无线通信传输模式转换为数据转发无线通信模式需要在信号采集发射端1与数据接收平台2之间存在无线中继器3的情况下进行转换，如果信号采集发射端1与数据接收平台2之间的距离小于无线中继器3与数据接收平台2之间的距离，则无需进行模式转换，转换数据转发无线通信模式后的数据传输及时性和稳定性，低于直接无线通信传输模式的数据传输及时性和稳定性。
即数据接收平台2根据采集点定位***5确定信号采集发射端1的位置，并根据信号采集发射端1的位置转换直接无线通信传输模式，数据接收平台2将信号采集发射端1的位置与最靠近数据接收平台2的无线中继器3的位置进行对比，当信号采集发射端1的位置小于最靠近数据接收平台2的无线中继器3的位置时，数据接收平台2仍然使用直接无线通信传输模式。
数据接收平台还设置有数据修正单元，数据修正单元用于对接收到的信号采集发射端1的传输数据进行修正以排除采集环境的干扰，其中，数据修正单元包括修正器确定单元和在线修正单元，修正器确定单元用于确定传输数据的环境干扰修正函数，在线修正单元用于对传输数据环境干扰的修正实现信号采集发射端到数据接收平台的无损传输。
另外如图3所示，基于上述用于无线通信的多功能电子***的结构，本发明提供了一种通信方法，包括以下步骤：
步骤100、实时监控信号采集发射端的采集环境，且搭建信号采集发射端与数据接收平台之间的直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的通信场景，其中，采集环境为影响直接无线通信传输模式的通讯时长的环境因素；
步骤200、根据采集环境计算直接无线通信传输模式的预算传输时长，且根据信号采集发射端的位置确定参与数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器个数，并根据无线中继器个数确定数据转发无线通信模式的通讯时长；
步骤300、对比预算传输时长和数据转发无线通信模式的通讯时长，且根据对比结果选择直接无线通信传输模式或数据转发无线通信模式，并利用数据修正单元对传输数据进行在线修正。
步骤300中，传输数据的在线修正方法包括：
采集环境会导致传输数据在传输过程中造成偏移，即使得在信号接收平台端接收到的传输信号是在信号采集发射端的发射信号上添加了环境干扰量之后的信号数据，为了去除环境干扰量使得在信号接收平台端接收到的传输信号与在信号采集发射端的发射信号相同，即实现了信号采集发射端到信号接收平台之间的无损传输，本实施提供了一种去除环境干扰量的在线修正方法，具体如下：
利用修正器确定单元确定传输数据的环境干扰修正函数，包括：
在信号采集发射端布设测试信号源，并同步记录测试信号源的多组测试发射信号和数据接收平台接收到的与多组测试发射信号对应的多组测试传输信号；
将多组测试发射信号和多组测试传输信号分别作为卷积神经网络的输出项和输入项进行卷积学习，得到测试发射信号和测试传输信号的第一非线性映射函数以及环境干扰修正函数，第一非线性映射函数公式为Out＝F(in)，环境干扰修正函数为O＝F(I)，式中，Out表征为测试发射信号向量，in表征为测试传输信号向量，O表征为修正后的修正传输数据，I表征为传输数据，F表征为第一非线性映射函数体；
将传输数据输入至环境干扰修正函数O＝F(I)，输出去除环境干扰量的修正传输数据。
利用卷积神经网络可以在训练样本充足的条件下无限逼近连续可微的函数，因此可以在测试发射信号和测试传输信号的数据量充足的条件下实现对测试发射信号和测试传输信号之间数据关系的无线逼近，即将测试发射信号和测试传输信号的数据关系可量化为具有某一固定形式的输入和输出的非线性映射，而F为无具体数学表达式形式的第一非线性映射函数体，即表征对测试传输信号进行第一非线性映射函数体的修正得到测试发射信号，因此第一非线性映射函数体F可用于对信号接收平台的传输信号进行环境干扰修正得到去除环境干扰量的修正传输数据，即为由信号采集发射端的无损传输到信号接收平台端的发射信号数据。
步骤300中，传输数据的在线修正方法还包括：
利用在线修正单元确定修正传输数据的缺失项修正函数，包括：
采集环境会导致传输数据在传输过程中造成缺失，为了避免缺失项，本实施提供了一种缺失项的在线修正方法，具体如下：
为修正传输数据添加采集时序属性，并依采集时序链接构成传输时序数据；
将修正传输时序数据中前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据分别作为卷积神经网络的输入项和输出项进行时序卷积学习，得到前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据的第二非线性映射函数以及缺失项修正函数，第二非线性映射函数的公式为Ot后＝G(Ot前)，缺失项修正函数的公式为Ot缺失＝G(Ot缺失前)，式中，Ot后表征为后时序段的修正传输数据，Ot前表征为前时序段的修正传输数据，Ot缺失表征为缺失项的修正传输数据，Ot缺失前表征为缺失项的前置时序的修正传输数据，G表征为第二非线性映射函数体；
将修正传输时序数据的缺失项所在时序的前置时序处修正传输数据输入至缺失项修正函数Ot缺失＝G(Ot缺失前)，输出表征缺失项的修正传输数据，实现缺失项的修正。
同样利用卷积神经网络可以在训练样本充足的条件下无限逼近连续可微的函数，因此可以在修正传输数据的数据量充足的条件下实现对修正传输数据之间时序趋势关系的无线逼近，即将前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据的时序趋势关系可量化为具有某一固定形式的输入和输出的非线性映射，而G为无具体数学表达式形式的第二非线性映射函数体，即表征对前时序段的修正传输数据进行第二非线性映射函数体的修正得到后时序段的修正传输数据，因此第二非线性映射函数体G可用于利用缺失项所在时序的前置时序处修正传输数据对缺失项的修正传输数据进行趋势修正而得到，即对缺失项按照修正传输数据的信号时序趋势进行添加，延续了信号时序趋势，保障了修正传输数据的时序稳定性，不会出现异常数据点导致数据失效。
在步骤100中，采集环境包括风力和雨量，数据接收平台通过环境分析模型计算采集数据无线通信传输的预算传输时长，并确定影响预算传输时长的临界风力和/或临界雨量，采集环境的实际风力和/或实际雨量小于临界风力和/或临界雨量时，直接无线通信传输模式的通讯时长低于数据转发无线通信模式的通讯时长。
根据信号采集发射端发送采集数据的时间点以及数据接收平台接收采集数据的时间点确定实际传输时长，校正预算传输时长的计算模型，直至预算传输时长与实际传输时长相同。
当环境分析模型计算的预算传输时长小于数据转发无线通信模式的通讯时长，数据接收平台选择直接无线通信传输模式进行数据传输。
当环境分析模型计算的预算传输时长大于数据转发无线通信模式的通讯时长，数据接收平台选择数据转发无线通信模式进行数据传输。
本实施方式将数据接收平台与信号采集发射端之间的通讯方式分为直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式，直接无线通信传输模式的特点是通讯延时短，及时性强，但是容易受到室外天气的影响，而数据转发无线通信模式相当于在数据接收平台与信号采集发射端之间增加数据传输的中转站，缩短单次数据传输的距离，从而保证在极端恶劣天气下的数据传输稳定性，从而保证数据采集的准确性。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于，包括：
信号采集发射端(1)，用于采集数据；
数据接收平台(2)，用于通过无线通信方式接收所述信号采集发射端(1)发出的采集数据；
多个无线中继器(3)，分别依次部署在所述信号采集发射端(1)与所述数据接收平台(2)之间，用于将所述信号采集发射端(1)发出的采集数据通过多个所述无线中继器(3)的转发，且通过无线通信方式发送至所述数据接收平台(2)；
拓扑网数据传输***(4)，用于建立多个所述无线中继器(3)之间的数据传输线路；
采集点定位***(5)，安装在所述信号采集发射端(1)内，用于确定所述信号采集发射端(1)的采集位置；
所述数据接收平台(2)通过所述采集点定位***(5)确定所述信号采集发射端(1)的实际位置，所述数据接收平台(2)根据所述实际位置选择作为通讯起始点的所述无线中继器(3)，且按照所述拓扑网数据传输***(4)确定参与无线通信的所述无线中继器(3)以组成数据传输线路，所述信号采集发射端(1)的采集数据通过多级转载发送至所述数据接收平台(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台(2)接收所述信号采集发射端(1)的传输数据的模式分为两种数据传输模式，分别为直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式；所述直接无线通信传输模式的通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的的通讯时长；
所述数据接收平台(2)选择所述直接无线通信传输模式时，暂停所述无线中继器(3)的无线通信功能，且启动与所述信号采集发射端(1)直接无线通讯的端口，所述数据接收平台(2)选择所述数据转发无线通信模式时，启动所述无线中继器(3)的无线通信功能，启动与所述无线中继器(3)无线通讯的端口，且关闭与所述信号采集发射端(1)直接无线通讯的端口。
3.根据权利要求2所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台(2)内设有直接通信时间计算单元(21)以及数据转发通信时间计算单元(22)，所述直接通信时间计算单元(21)根据所述信号采集发射端(1)发送所述采集数据的发送时间点以及所述数据接收平台(2)实际接收所述采集数据的接收时间点，计算所述直接无线通信传输模式的通讯时长；
所述数据转发通信时间计算单元(22)根据所述采集点定位***(5)确定所述信号采集发射端(1)的位置，且确定组成所述数据转发无线通信模式的数据传输线路的所述无线中继器(3)的个数，并根据无线中继器(3)的个数计算所述数据转发无线通信模式的通讯时长；
当所述直接无线通信传输模式的通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，所述数据接收平台(2)将所述直接无线通信传输模式转换为所述数据转发无线通信模式。
4.根据权利要求2所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台(2)实时收集所述信号采集发射端(1)的采集环境因素，并根据所述采集环境因素将所述数据转发无线通信模式转换为直接无线通信传输模式，所述采集环境因素包括风力和雨量；
所述数据接收平台(2)内设有环境分析模型，所述环境分析模型用于确定所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述采集环境因素之间的对应关系，并确定当前的所述采集环境因素延迟所述直接无线通信传输模式的延时通讯时长；
所述数据接收平台(2)在所述信号采集发射端(1)的延时通讯时长低于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为所述直接无线通信传输模式进行数据传输，所述数据接收平台(2)在所述信号采集发射端(1)的延时通讯时长大于所述数据转发无线通信模式的通讯时长时，转换为所述数据转发无线通信模式进行数据传输。
5.根据权利要求4所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台(2)根据所述采集点定位***(5)确定所述信号采集发射端(1)的位置，并根据所述信号采集发射端(1)的位置转换所述直接无线通信传输模式；
所述数据接收平台(2)将所述信号采集发射端(1)的位置与最靠近所述数据接收平台(2)的所述无线中继器(3)的位置进行对比，当所述信号采集发射端(1)的位置小于最靠近所述数据接收平台(2)的所述无线中继器(3)的位置时，所述数据接收平台(2)仍然使用所述直接无线通信传输模式。
6.根据权利要求4所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台(2)将所述直接通信时间计算单元(21)计算的所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长进行对比，以校正所述环境分析模型，直至所述直接无线通信传输模式的通讯时长与所述环境分析模型计算的延时通讯时长相同。
7.根据权利要求4所述的一种用于无线通信的多功能电子***，其特征在于：所述数据接收平台还设置有数据修正单元，所述数据修正单元用于对接收到的所述信号采集发射端(1)的传输数据进行修正以排除采集环境的干扰，其中，所述数据修正单元包括修正器确定单元和在线修正单元，所述修正器确定单元用于确定传输数据的环境干扰修正函数，所述在线修正单元用于对所述传输数据环境干扰的修正实现信号采集发射端到数据接收平台的无损传输。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的用于无线通信的多功能电子***的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤100、实时监控信号采集发射端的采集环境，且搭建信号采集发射端与数据接收平台之间的直接无线通信传输模式和数据转发无线通信模式的通信场景，其中，所述采集环境为影响所述直接无线通信传输模式的通讯时长的环境因素；
步骤200、根据采集环境计算所述直接无线通信传输模式的预算传输时长，且根据所述信号采集发射端的位置确定参与数据转发无线通信模式的数据传输线路的无线中继器个数，并根据无线中继器个数确定所述数据转发无线通信模式的通讯时长；
步骤300、对比所述预算传输时长和所述数据转发无线通信模式的通讯时长，且根据对比结果选择直接无线通信传输模式或数据转发无线通信模式，并利用所述数据修正单元对传输数据进行在线修正。
9.根据权利要求8所述的一种用于无线通信的多功能电子***的通信方法，其特征在于，所述步骤300中，所述传输数据的在线修正方法包括：
利用修正器确定单元确定传输数据的环境干扰修正函数，包括：
在所述信号采集发射端布设测试信号源，并同步记录测试信号源的多组测试发射信号和数据接收平台接收到的与多组测试发射信号对应的多组测试传输信号；
将多组所述测试发射信号和多组测试传输信号分别作为卷积神经网络的输出项和输入项进行卷积学习，得到测试发射信号和测试传输信号的第一非线性映射函数以及环境干扰修正函数，所述第一非线性映射函数公式为Out＝F(in)，所述环境干扰修正函数为O＝F(I)，式中，Out表征为测试发射信号向量，in表征为测试传输信号向量，O表征为修正后的修正传输数据，I表征为传输数据，F表征为第一非线性映射函数体；
将所述传输数据输入至环境干扰修正函数O＝F(I)，输出去除环境干扰量的修正传输数据。
10.根据权利要求8所述的一种用于无线通信的多功能电子***的通信方法，其特征在于，所述步骤300中，所述传输数据的在线修正方法还包括：
利用在线修正单元确定修正传输数据的缺失项修正函数，包括：
为所述修正传输数据添加采集时序属性，并依采集时序链接构成传输时序数据；
将所述修正传输时序数据中前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据分别作为卷积神经网络的输入项和输出项进行时序卷积学习，得到前时序段的修正传输数据和后时序段的修正传输数据的第二非线性映射函数以及缺失项修正函数，所述第二非线性映射函数的公式为Ot后＝G(Ot前)，所述缺失项修正函数的公式为Ot缺失＝G(Ot缺失前)，式中，Ot后表征为后时序段的修正传输数据，Ot前表征为前时序段的修正传输数据，Ot缺失表征为缺失项的修正传输数据，Ot缺失前表征为缺失项的前置时序的修正传输数据，G表征为第二非线性映射函数体；
将修正传输时序数据的缺失项所在时序的前置时序处修正传输数据输入至缺失项修正函数Ot缺失＝G(Ot缺失前)，输出表征缺失项的修正传输数据，实现缺失项的修正。
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