CN102098062A - 基于毫米波的微型物联网组网系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一个基于毫米波的微型物联网组网系统与方法，该系统中信息采集装置将由传感器采集的输出信息的模拟电信号经过处理调制至毫米波射频上，并由射频天线通过空间将信息传递到远方的中心控制装置处；中心控制装置通过射频天线将信息采集装置通过空间传递过来的信息收集，对该信息进行解调处理，并输出至中心控制模块，中心控制模块对信息进行必要的存储、控制、分析和与外界通信，并在系统内，将数据信息经过毫米波射频调制并发射出去；信息控制装置对由空间传递过来的控制信息进行收集，并解调处理输入至控制电路，整个系统实现了物联网的大容量、高宽带、智能化的传输。

Description

基于毫米波的微型物联网组网系统和方法

技术领域

本发明设计通信技术，特别涉及一种基于毫米波的微型物联网组网系统与方法。 

背景技术

物联网的概念于1999年提出，其在互联网的基础上，利用射频标签(RFID)与无线传感器网络技术，构建一个覆盖世界上所有人与物的网络信息系统。人与人之间的信息交互和共享是互联网最基本的功能。而物联网中，更强调的是人与物、物与物之间信息的自动交互和共享。同时，物联网是一个动态的全球网络基础设施，具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与互联网无缝连接。 

一般地，在组建物联网应用系统时，首先需要给具有感知能力的传感器或RFID芯片编号，将编号后的传感器安装在指定的位置，将编号和物品的基本信息写入到RFID芯片中，再将RFID芯片贴到指定的物品上。在物联网系统运行过程中，当传感器或RFID芯片移动时，能够通过无线网络与互联网随时掌握不同编号的传感器或RFID芯片目前所处的位置，能够指示传感器或RFID芯片，将它们感知的周边情况通过网络传送给计算机，再利用计算机的智能，决定应该做什么。因此，物联网有以下优点： 

1：全面展示。也就是利用RFID、传感器、二维码。甚至其他的各种机器，能够随时即时采集物体动态。 

2：可靠的传送。感知的信息是需要传送出去的，通过网络将感知的各种信息进行实时传送，现在无处不在的无线网络已经覆盖了各个地方，在这种情况下，感知信息的传送变得非常现实。 

3：智能处理。利用云计算等技术及时对海量信息进行处理，真正达到了人 与人的沟通和物与物的沟通。 

因此，具有移动感知功能的物联网需要有三大关键技术来支撑，这三个关键技术是：感知、传输与计算。传输是物联网三大关键技术的可靠保证。 

随着物联网的发展，对传输的要求越来越严格，而毫米波通信技术日益成熟，其技术的优势开始得到物联网行业的重视。 

毫米波(millimeter wave)为波长为1～10毫米的电磁波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。而毫米波通信的实验研究始于20世纪50年代末，一直延续到80年代初。80年代中期以后，毫米波有源和无源器件日臻成熟和完善，特别是高电子迁移率晶体管系列(HEMT、pHEMT)和异质结双极晶体管(HBT)等三极管和毫米波微波及微波集成电路(MMIC)的出现为毫米波通信的实用化创造了良好的基础，90年代开始至今，频率较低的毫米波系统应用日益广泛。其主要特点有以下方面： 

1：极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使用四个主要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频率资源紧张的今天无疑极具吸引力。 

2：波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个12cm的天线，在9.4GHz时波束宽度为18度，而94GHz时波速宽度仅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。 

3：与激光相比，毫米波的传播受气候的影响要小得多，可以认为具有全天候特性。

4：和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化。由于毫米波的这些特点，加上在电子对抗中扩展频段是取得成功的重要手段。毫米波技术和应用得到了迅速的发展。 

目前，毫米波技术主要应用于科学研究与应用、毫米波雷达、机场雷达、安全应用、开放技术等方面，在毫米波所有的应用中，需要特别强调的一个领 域是陆地和卫星通信系统以及毫米波段地面通讯。移动电话和数据链路基础设施是迄今为止最大的毫米波系统商业应用。在这些系统中利用所谓的“回程”提供系统节点间的视距连接。利用这种技术建立一个大范围无线网络，这个网络在很大程度上独立于现有的基础设施，因此能够吸引发展中国家使用毫米波系统。为了达到更大容量，可以在“热点”或“最后一英里”的地方使用40至60GHz波段内的频率，如机场、火车站和用于广播和特殊事件的临时上行链路。Proxim Wireless2等无线电公司海提供0.25到1公里范围内高容量点对点光纤兼容无线电系统，该系统采用不同复杂度的调制，数据速率可从125Mbps到1.25Gbps。 

然而，现在物联网中仍然没有运用毫米波技术传输的方案提出。图1为现有的物联网物理层实现系统示意图，现结合图1，对现有的物联网物理层实现结构进行说明，具体如下： 

现有的物联网物理层实现系统包括：信息采集模块10和11、远端控制模块12，其中信息采集模块10、11为含有不同身份标识但具有相同组成结构的模块，这样的模块可以有许多个，用于在不同的地方采集信息。这里，我们只分析信息采集模块10和远端控制模块12。 

信息采集模块10用于采集电子标签上信息，信息为模拟电信号，将模拟电信号调制到载波上去，经过射频天线，传输到远端控制模块12。其中，信息采集模块10包括一个传感器模块100、一个调制器101、一个产生2.4GHz余弦载波的晶振102、一个带通滤波器103、一个功率放大器104和一个射频天线105。其中，传感模块100用来采集所需要的信息，并以模拟电信号的形式输出至调制器101，这里，传感模块100输出的模拟电信号中包含该采集信息模块的身份标识和采集的信息，其中身份标识包括该模块的地址信息和编号信息；调制器101和产生余弦载波的晶振102同时工作，把接收到的模拟电信号调制到适合无线射频传输的频率，即目前常用的2.4GHz。其中，调制器101用于把接收到的模拟电信号和晶振102输出的模拟电信号进行合成，并将合成后模拟电信号输出 至带通滤波器103；带通滤波器103对输入模拟电信号进行滤波，滤除由器件产生的非线性产物，把经过滤波的信号输出至功率放大器104中；功率放大器104对输入的信号进行功率放大，增加信号的信噪比，便于接收端解调，同时使信号达到射频天线105要求的功率值，把经过功率放大后的信号输出至射频天线105；射频天线105把输入的信号通过空间传递到远端控制模块12。 

远端控制模块12对采集的模拟电信号进行接收解调，获得模拟电信号中携带信息的部分，并对携带信息部分电信号进行信号整形，输出至其他信息处理中心。其中，远端控制模块包括一个射频天线120、一个前置功率放大器模块121、一个混频器122、一个产生2.4GHz余弦波的晶振123、一个低通滤波器124、一个信号整形器125、一个控制模块126和一个与外界通信模块127。其中，射频天线120把信息采集模块10传递至空间的信息接收回来，输出至前置功率放大器121；前置功率放大器121对输入的模拟电信号进行功率放大，便于解调，功率放大后的模拟电信号输出至混频器122；混频器122、产生余弦波的晶振123和低通滤波器组成解调器，把接收到的模拟电信号中携带信息部分解调出来。其中，晶振123产生中心频率为2.4GHz的余弦波，输入到混频器122。混频器122将输入的模拟电信号和晶振123输出的模拟电信号进行合成，并将合成后的模拟电信号输出至低通滤波器124。低通滤波器124将输入的信号进行低通滤波，把携带信息的电信号解调出来，此时的模拟电信号即为传感器采集的信息，再将此模拟电信号输出至信号整形器125；信号整形器125用于对模拟电信号进行整形，使波形更直观，便于后面的进一步处理，经过整形后的模拟电信号输出至控制模块126；控制模块126对输入的信号，即各个信息采集模块采集的信息进行初步的分析、存储以及控制信息的输入输出，并与与外界通信模块127相连，便于外界提取信息；与外界通信模块127包括各种需要的通信接口把获得输出允许的信息传递出去，以便对信息进行进一步的分析处理。 

上述为现有的物联网物理层实现系统，该系统能够初步实现信息的采集、传输与处理。但是由于采用常规的无线传输方法，例如无线保真(WiFi)、蓝牙、 紫蜂(Zigbee)、通用分组无线服务(GPRS)等，由于其技术分别存在带宽低、信息量少、安全性能低、传输距离近、不宜组网、只有单纯的控制功能、无法达到大容量传递等问题，在物联网的实现中存在一定的应用瓶颈！ 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于毫米波的微型物联网组网系统，该系统利用毫米波的射频信号携带和传递信息，实现了蜂窝区域里物联网组网的构架。 

本发明的另一目的在于提供一种毫米波的微型物联网组网方法，该方法利用毫米波的射频信号携带和传递信息，实现了蜂窝区域里物联网组网的构架。 

为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的： 

一种基于毫米波的微型物联网组网系统，该系统包括：中心控制装置A、信息采集装置B、信息控制装置C和采集控制装置D； 

所述中心控制装置A用于产生携带信息的射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信息控制装置C和采集控制装置D；并且还接收由信息采集装置B和采集控制装置D输出的信号，对其进行处理；所述携带信息的射频信号为已被信息调制的毫米波射频信号，其信息既包括作为控制指令的低速率信号也包括像语音数据、文字数据、视频图像数据等高速信号流；所述天线辐射即利用电磁感应原理将高频率的电信号传递的过程； 

所述信息采集装置B通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置；所述传感器技术为具有某种特性的物质通过其物理效应、化学效应或生物效应将把被测的物理量.化学量.生物量等非电量转换成电量的过程；所述指定指标为人们所需要测量的环境因素，如温度、湿度、应力、位置等； 

所述信息控制装置C通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫 米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据；所述外放电路即系统所要控制的系统外的装置或架构，其可能为某些电力设备、自动化装置或显示屏等；所述控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，所述信息控制装置C接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，所述信息控制装置C接收到的就是数据； 

所述采集控制装置D包含了信息采集装置和信息控制装置的功能，既可以通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置，也可以通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据，即所述采集控制装置D为信息采集装置和信息控制装置的集合体，为此，在下述叙述中，就不加以赘述。 

在上述系统中，所述中心控制装置包括： 

接收天线A，利用电磁感应技术接收由所述信息采集装置B或采集控制装置D输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至信号放大A； 

信号放大A，将接收天线A输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号至射频解调A； 

射频解调A，将由信号放大A输出的毫米波射频信号进行解调，并将其解调后的基带信号输出至低通滤波； 

低通滤波A，用于滤出由于射频解调A所出现的倍频信号和带外噪声，从而保证基带信号的纯净，输出其至模数转换A；所述基带信号为模拟电信号；

数模转换A，用于将低通滤波A输出的纯净的模拟电信号转化为数字电信号，应便于进行处理，并输出数字电信号至上行时分复用模块； 

上行时分复用模块，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理， 输出信号至中心控制模块；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；所述上行信号为由所述信息采集装置B或所述采集控制装置D输出至所述中心控制装置的信号； 

中心控制模块，其中两端分别链至上行时分复用模块和下行时分复用模块，另外一段与外界相连，用于区分所述中心控制装置A内部的上下行链路，并提供与外界相连的接口，使得此系统可以与外界网络相连； 

下行时分复用模块，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理，输出信号至数模转换A；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；所述下行信号为由所述中心控制装置A输出至信息控制装置C或采集控制装置D的信号； 

数模转换A，将下行时分复用模块输出的数字电信号转化为合适的模拟电信号，输出模拟电信号至射频调制A；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等；所述模拟电信号为基带信号；所述输出信号为下行信号； 

射频调制A，将数模转换A输出的模拟的基带信号调制于毫米波射频上，输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器A；所述输出信号为下行信号； 

带通滤波A，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至发送天线A；所述输出信号为下行信号； 

发送天线A，利用电磁辐射的形式将带通滤波器B输出的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至信息控制装置C或采集控制装置D； 

在上述系统中，所述信息采集装置包括： 

传感模块，通过传感物质本身的特性，把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并输出不规则的模拟电信号至信号放大；所述自然变化量事所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签，特别是后者，为此系统的应用首选；所诉不规则的模拟电信号是由于外界环境的变化的一定倾向性和随机性所造成的； 

信号放大B，将传感模块输出的不规则的模拟电信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的模拟电信号至数模转换； 

模数转换B，将信号放大输出的放大后的模拟电信号转化为数字电信号，并输出数字电信号至数模转换； 

数模转换B，将模数转换输出的数字电信号转化为合适的模拟电信号，输出模拟电信号至射频调制B；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于传感模块输出的不规则的模拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式； 

射频调制B，将数模转换输出的合适的模拟电信号调制到毫米波射频上，输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器B； 

带通滤波B，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至发送天线B； 

发送天线B，利用电磁辐射的形式将带通滤波器B输出的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至中心控制装置A 

在上述系统中，所述信息控制装置包括： 

接收天线C，利用电磁感应技术接收由所述中心控制装置A输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至信号放大C； 

信号放大C，将接收天线C输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号至射频解调C； 

射频解调C，将由信号放大C输出的毫米波射频信号进行解调，并将其解调后的基带信号输出至低通滤波； 

低通滤波C，用于滤出由于射频解调C所出现的倍频信号和带外噪声，从而保证基带信号的纯净，输出其至模数转换C；所述基带信号为模拟电信号；

数模转换C，用于将低通滤波C输出的纯净的模拟电信号转化为数字电信号，应便于进行处理，并输出数字电信号至控制电路；所述控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据； 

一种基于毫米波的微型物联网组网方法，该方法包括： 

A、在中心控制端，通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信号控制端；并且接收由信号采集端输出的数据，对其进行处理。其中，中心控制端为处理、协调此物联网的地方；信号控制端为对外控制的地方；信号采集端为采集外界信息的地方；携带信息的射频信号为已被信息调制的毫米波射频信号，其信息既包括作为控制指令的低速率信号也包括像语音数据、文字数据、视频图像数据等高速信号流；天线辐射即利用电磁感应原理将高频率的电信号传递的过程。 

B、在信号采集端，利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端。其中，传感器技术为具有某种特性的物质通过 其物理效应、化学效应或生物效应将把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的过程；指定指标为人们所需要测量的环境因素，如温度、湿度、应力、位置等。 

C、在信号控制端，通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据。其中，外放电路即系统所要控制的系统外装置或架构，其可能为某些电力设备、自动化装置或显示屏等；控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，信息控制装置22接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，信息控制装置22接收到的就是数据。 

在上述方法中，步骤A中所述通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号包括： 

A1、通过外设接口接收来自外界的信息或者调用存储器的信息，以其作为信号控制端的信息指令或数据； 

A2、利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理。其中，时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术； 

A3、将时分复用后的信号进行数模转换，使数字电信号变为模拟电信号； 

A4、将A3获得的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至信号控制端； 

在上述方法中，步骤A中所述接收由信号采集端输出的数据，对其进行处理包括： 

A5、通过天线接收来自于信号采集端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理； 

A6、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声；所述基带信号为模拟电信号； 

A7、将基带的模拟电信号转化为数字电信号，并利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术； 

A8、将时分复用后的数字电信号通过外设端口输出至外界或内部的存储器； 

在上述方法中，步骤B中所述利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端包括： 

B1、利用传感技术把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并对其进行信号放大，以保证其有足够大的能量以处理；所述自然变化量事所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签；所述电信号为模拟电信号，且具有不规则性； 

B2、将B1获得的模拟电信号转化为数字电信号，并利用信号成形技术将其转化为合适的模拟电信号；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于B1获得的不规则的模拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式； 

B3、将合适的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至中心控制端； 

在上述方法中，步骤C中所述通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据包括： 

C1、通过天线接收来自于信号控制端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理； 

C2、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声；所述基带信号为模拟电信号； 

C3、将C2输出的模拟电信号转化为数字电信号，把数字电信号作为控制指令或者显示信息输出至外界的控制电路中；所述控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据； 

由上述技术方案可见，本发明提供了一种基于毫米波的微型物联网组网系统及方法，相对于传统的物联网络，该系统及方法中利用毫米波作为信号传递 的载波，极大地提高了物联网络内的信息传输速率；且在系统中增加了信息控制装置，填补了传统物联网络只采集和处理信息而不进行信息显示的空白，增加了物联网的功能强度。 

附图说明

图1为现有的微型物联网的组网系统 

图2为本发明基于毫米波的微型物联网组网系统 

图3为本发明基于毫米波的微型物联网组网方法的流程图 

具体实施方式

为了本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参考附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。 

本发明提供了一个基于毫米波的微型物联网组网系统与方法，该系统中信息采集装置将由传感器采集的输出信息的模拟电信号经过处理调制至毫米波射频上，并由射频天线通过空间将信息传递到远方的中心控制装置处；中心控制装置通过射频天线将信息采集装置通过空间传递过来的信息收集，对该信息进行解调处理，在这里，采用了一个上行时分复用模块，使系统具有同时处理多个信息采集模块信息的能力，并输出至中心控制模块，中心控制模块对信息进行必要的存储、控制、分析和与外界通信，并将数据或者控制信息通过下行时分复用模块，经过毫米波射频调制，再由射频天线通过空间传递出去；信息控制装置通过射频天线对由空间传递过来的控制信息进行收集，并解调处理输入至控制电路，这里的控制电路除了对中心控制装置的控制信息进行反应，还可以进行必要的数据存储；另外，采集控制装置用于对信息采集装置和信息控制装置进行更加智能化的控制。整个系统的实现了物联网的大容量、高宽带、智能 化的传输。 

图2为本发明基于毫米波的微型物联网组网系统与方法的结构示意图，现结合图2，对本发明基于毫米波的微型物联网组网系统与方法的结构进行说明，具体如下： 

一种基于毫米波的微型物联网组网系统，该系统包括：中心控制装置20、信息采集装置21、信息控制装置22和采集控制装置23。其中，中心控制装置20包括下行发送模块(图2中未示出)和上行接收模块(图2中未示出)。 

中心控制装置20，其下行发送模块用于产生携带信息的射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信息控制装置22和采集控制装置23。上行接收模块接收由信息采集装置21和采集控制装置23输出的信号，对其进行处理。 

信息采集装置21，通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置。 

信息控制装置22，通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据。外放电路即系统所要控制的系统外的装置或架构，其可能为某些电力设备、自动化装置或显示屏等。控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，信息控制装置22接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，信息控制装置22接收到的就是数据。 

采集控制装置23，包含了信息采集装置和信息控制装置的功能，既可以通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置，也可以通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据，即采集 控制装置23为信息采集装置和信息控制装置的集合体，为此，下面就不加以赘述。 

在上述系统中，所述中心控制装置20包括： 

其中，上行接收模块包括： 

天线2000，利用电磁感应技术接收由所述信息采集装置21或采集控制装置23输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至电放大器2001； 

电放大器2001，将天线2000输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号至乘法器2002； 

乘法器2002，一端与电放大器2001相连，另一端链至射频信号产生器2003将由电放大器2001输出的毫米波射频信号进行解调，并将其解调后的基带信号输出至低通滤波器2004； 

射频信号产生器2003，作为射频信号源以解调用，这儿所采用的射频信号的频率为40GHz。 

低通滤波器2004，用于滤出由于射频解调后所出现的倍频信号和带外噪声，从而保证基带信号的纯净，输出其至抽样器2005，这儿的基带信号为模拟电信号。 

抽样器2005，用于将低通滤波器2004输出的纯净的模拟电信号转化为数字电信号，应便于进行处理，并输出数字电信号至时分复用模块2006； 

时分复用模块2006，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理，输出信号至中心控制模块2007。其时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术，这儿利用时分复用技术用于实现上行信号的多用户同时实现。 

中心控制模块2007，其中两端分别链至时分复用模块2006和2008时分复用模块，另外一段与外界相连，用于区分所述中心控制装置20内部的上下行链 路，并提供与外界相连的接口，使得此系统可以与外界网络相连； 

其中，下行发送模块包括： 

时分复用模块2008，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理，输出信号至信号成形器2009。其中，时分复用模块2008与时分复用模块2006技术方法相同，这里就不加以赘述。 

信号成形器2009，将时分复用模块2008输出的数字电信号转化为合适的模拟电信号，输出模拟电信号至乘法器2010，此处选用的信号为升余弦信号。 

乘法器2010，其一端与射频信号发生器2011，另外两端分别与信号成形器2009和带通滤波器2012相连，将信号成形器2009输出的模拟的基带信号调制于毫米波射频上，输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器2012； 

射频信号发生器2011，作为射频信号源以调制用，这儿所采用的射频信号的频率为40GHz。 

带通滤波器2012，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至电放大器2013。 

电放大器2013，用于对经过滤波后的信号进行放大，以达到天线2014射频发射所要求的功率值，并输出至天线2014。 

天线2014，利用电磁辐射的形式将电放大器2013输出经过放大的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至信息控制装置22或采集控制装置23； 

在上述系统中，所述信息采集装置21包括： 

传感模块210，通过传感物质本身的特性，把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并输出不规则的模拟电信号至信号放大。其自然变化量事所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签，特别是后者，为此系统的应用首选。 其中，不规则的模拟电信号是由于外界环境的变化的一定倾向性和随机性所造成的； 

电放大器211，将传感模块输出的不规则的模拟电信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的模拟电信号至数模转换； 

抽样器212，将信号放大输出的放大后的模拟电信号进行抽样，并把抽样信号输出至信号成形器213； 

信号成形器213，将抽样输入的信号进行信号成形，形成更合适的模拟电信号，并输出模拟电信号至乘法器214；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于传感模块输出的不规则的模拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式； 

乘法器214，将信号成形器输入的型号与由毫米波射频源215输出的毫米波射频信号相乘，即把信息加载在毫米波射频信号上，并输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器216； 

带通滤波216，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至发送天线217； 

发送天线217，利用电磁辐射的形式将带通滤波器216输出的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至中心控制装置20. 

在上述系统中，所述信息控制装置22包括： 

接收天线220，利用电磁感应技术接收由所述中心控制装置20输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至信号放大器221； 

信号放大器221，将接收天线220输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号输出至乘法器 222； 

乘法器222，将由信号放大器221输出的毫米波射频信号与由射频信号源产生的毫米波射频信号相乘，并将相乘后得到的模拟电信号输出至低通滤波器224； 

射频信号源223，产生40GHz的毫米波射频信号，并输出至乘法器222； 

低通滤波器224，用于滤出纯净的携带信息的模拟电信号，并把该纯净的携带信息的模拟电信号输出至抽样器225。 

抽样器225，用于将低通滤波器224输出的纯净的模拟电信号进行抽样，以便于进行处理，并输出该抽样信号输出至控制电路226。控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据； 

一种基于毫米波的微型物联网组网方法，该方法包括： 

301、在中心控制端，通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信号控制端；并且接收由信号采集端输出的数据，对其进行处理；所述中心控制端为处理、协调此物联网的地方。携带信息的射频信号为已被信息调制的毫米波射频信号，其信息既包括作为控制指令的低速率信号也包括像语音数据、文字数据、视频图像数据等高速信号流。 

302、在信号采集端，利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端。传感器技术为具有某种特性的物质通过其物理效应、化学效应或生物效应将把被测的物理量.化学量.生物量等非电量转 换成电量的过程。 

303、在信号控制端，通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据。其中，外放电路即系统所要控制的系统外装置或架构，其可能为某些电力设备、自动化装置或显示屏等。控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，信息控制装置22接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，信息控制装置22接收到的就是数据； 

在上述方法中，步骤301中所述通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号包括： 

3011、通过外设接口接收来自外界的信息或者调用存储器的信息，以其作为信号控制端的信息指令或数据； 

3012、利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理；时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术； 

3013、将时分复用后的信号进行数模转换，使数字电信号变为模拟电信号； 

3014、将30133获得的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至信号控制端； 

在上述方法中，步骤301中所述接收由信号采集端输出的数据，对其进行 处理包括： 

3015、通过天线接收来自于信号采集端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理； 

3016、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声。 

3017、将基带的模拟电信号转化为数字电信号，并利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理。时分复用技术已在步骤3012中说明，这里就不加以赘述。 

3018、将时分复用后的数字电信号通过外设端口输出至外界或内部的存储器； 

在上述方法中，步骤302中所述利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端包括： 

3021、利用传感技术把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并对其进行信号放大，以保证其有足够大的能量以处理。其中，自然变化量视所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签，所获得的电信号为模拟电信号，且具有不规则性； 

3022、将3021获得的模拟电信号转化为数字电信号，并利用信号成形技术将其转化为合适的模拟电信号；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于3021获得的不规则的模 拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式； 

3023、将合适的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至中心控制端； 

在上述方法中，步骤303中所述通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据包括： 

3031、通过天线接收来自于信号控制端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理； 

3032、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声。其中，基带信号为模拟电信号； 

3033、将3032输出的模拟电信号转化为数字电信号，把数字电信号作为控制指令或者显示信息输出至外界的控制电路中。其中，控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据； 

本发明的上述事例中，采用了毫米波通信技术对微型物联网系统进行了组网，相对于普通的无线技术，由于毫米波具有极宽带宽、波束窄、受气候影响小，及毫米波元器件尺寸小等特点，在运用到微型物联网的组网中，其传输容量更大、带宽更高、安全性能更好、组网更容易。 

以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。 

Claims (9)

1.一种基于毫米波的微型物联网组网系统，利用毫米波的射频信号携带和传递信息，实现了蜂窝区域里物联网组网的构架，其特征在于，该系统包括：中心控制装置A、信息采集装置B、信息控制装置C和采集控制装置D；

所述中心控制装置A用于产生携带信息的射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信息控制装置C和采集控制装置D；并且还接收由信息采集装置B和采集控制装置D输出的信号，对其进行处理；所述携带信息的射频信号为已被信息调制的毫米波射频信号，其信息既包括作为控制指令的低速率信号也包括像语音数据、文字数据、视频图像数据等高速信号流；所述天线辐射即利用电磁感应原理将高频率的电信号传递的过程；

所述信息采集装置B通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置；所述传感器技术为具有某种特性的物质通过其物理效应、化学效应或生物效应将把被测的物理量.化学量.生物量等非电量转换成电量的过程；所述指定指标为人们所需要测量的环境因素，如温度、湿度、应力、位置等；

所述信息控制装置C通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据；所述外放电路即系统所要控制的系统外的装置或架构，其可能为某些电力设备、自动化装置或显示屏等；所述控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，所述信息控制装置C接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，所述信息控制装置C接收到的就是数据；

所述采集控制装置D包含了信息采集装置和信息控制装置的功能，既可以通过传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，将此电信号进行处理并调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制装置，也可以通过天线辐射的形式接收由中心控制装置输出的毫米波射频信 号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据，即所述采集控制装置D为信息采集装置和信息控制装置的集合体，为此，在下述权利要求中，就不加以赘述。

2.根据权利要求1所述的基于毫米波的微型物联网组网系统，其特征在于，所述中心控制装置包括：

接收天线A，利用电磁感应技术接收由所述信息采集装置B或采集控制装置D输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至信号放大A；

信号放大A，将接收天线A输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号至射频解调A；

射频解调A，将由信号放大A输出的毫米波射频信号进行解调，并将其解调后的基带信号输出至低通滤波；

低通滤波A，用于滤出由于射频解调A所出现的倍频信号和带外噪声，从而保证基带信号的纯净，输出其至模数转换A；所述基带信号为模拟电信号；

数模转换A，用于将低通滤波A输出的纯净的模拟电信号转化为数字电信号，应便于进行处理，并输出数字电信号至上行时分复用模块；

上行时分复用模块，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理，输出信号至中心控制模块；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；所述上行信号为由所述信息采集装置B或所述采集控制装置D输出至所述中心控制装置的信号；

中心控制模块，其中两端分别链至上行时分复用模块和下行时分复用模块，另外一段与外界相连，用于区分所述中心控制装置A内部的上下行链路，并提供与外界相连的接口，使得此系统可以与外界网络相连； 

下行时分复用模块，利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的用户的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理，输出信号至数模转换A；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；所述下行信号为由所述中心控制装置A输出至信息控制装置C或采集控制装置D的信号；

数模转换A，将下行时分复用模块输出的数字电信号转化为合适的模拟电信号，输出模拟电信号至射频调制A；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等；所述模拟电信号为基带信号；所述输出信号为下行信号；

射频调制A，将数模转换A输出的模拟的基带信号调制于毫米波射频上，输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器A；所述输出信号为下行信号；

带通滤波A，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至发送天线A；所述输出信号为下行信号；

发送天线A，利用电磁辐射的形式将带通滤波器B输出的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至信息控制装置C或采集控制装置D。

3.根据权利要求1所述的基于毫米波的微型物联网组网系统，其特征在于，所述信息采集装置包括：

传感模块，通过传感物质本身的特性，把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并输出不规则的模拟电信号至信号放大；所述自然变化量事所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签，特别是后者，为此系统的应用首选；所诉不规则的模拟电信号是由于外界环境的变化的一定倾向性和随机性所造成的； 

信号放大B，将传感模块输出的不规则的模拟电信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的模拟电信号至数模转换；

模数转换B，将信号放大输出的放大后的模拟电信号转化为数字电信号，并输出数字电信号至数模转换；

数模转换B，将模数转换输出的数字电信号转化为合适的模拟电信号，输出模拟电信号至射频调制B；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于传感模块输出的不规则的模拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式；

射频调制B，将数模转换输出的合适的模拟电信号调制到毫米波射频上，输出携带信息的毫米波射频信号至带通滤波器B；

带通滤波B，用于滤出射频调制输出的毫米波射频信号中的倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，比保证信号的纯净，并输出其至发送天线B；

发送天线B，利用电磁辐射的形式将带通滤波器B输出的纯净的携带信息的毫米波射频信号发射至中心控制装置A。

4.根据权利要求1所述的基于毫米波的微型物联网组网系统，其特征在于，所述信息控制装置包括：

接收天线C，利用电磁感应技术接收由所述中心控制装置A输出的携带信息的毫米波射频信号，并将其输出至信号放大C；

信号放大C，将接收天线C输出的毫米波射频信号进行放大，以保证其有足够大的能量以处理，并输出放大后的毫米波射频信号至射频解调C；

射频解调C，将由信号放大C输出的毫米波射频信号进行解调，并将其解调后的基带信号输出至低通滤波；

低通滤波C，用于滤出由于射频解调C所出现的倍频信号和带外噪声，从 而保证基带信号的纯净，输出其至模数转换C；所述基带信号为模拟电信号；

数模转换C，用于将低通滤波C输出的纯净的模拟电信号转化为数字电信号，应便于进行处理，并输出数字电信号至控制电路；所述控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据。

5.一种基于毫米波的微型物联网组网方法，其特征在于，该方法包括：

A、在中心控制端，通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号，且利用天线辐射的形式将射频信号传至信号控制端；并且接收由信号采集端输出的数据，对其进行处理；所述中心控制端为处理、协调此物联网的地方；所述信号控制端为对外控制的地方；所述信号采集端为采集外界信息的地方；所述携带信息的射频信号为已被信息调制的毫米波射频信号，其信息既包括作为控制指令的低速率信号也包括像语音数据、文字数据、视频图像数据等高速信号流；所述天线辐射即利用电磁感应原理将高频率的电信号传递的过程；

B、在信号采集端，利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端；所述传感器技术为具有某种特性的物质通过其物理效应、化学效应或生物效应将把被测的物理量.化学量.生物量等非电量转换成电量的过程；所述指定指标为人们所需要测量的环境因素，如温度、湿度、应力、位置等；

C、在信号控制端，通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据；所述外放电路即系统所要控制的系统外装置或架构，其可能为某些电力设备、 自动化装置或显示屏等；所述控制信息或数据是对应不同系统外装置或架构而言的，如果系统外装置或架构为独立工作的系统，所述信息控制装置C接收的就是控制信息，如果系统外装置或架构为显示数据的仪器或部件，所述信息控制装置C接收到的就是数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A中所述通过射频调制技术产生携带信息的毫米波射频信号包括：

A1、通过外设接口接收来自外界的信息或者调用存储器的信息，以其作为信号控制端的信息指令或数据；

A2、利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的下行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；

A3、将时分复用后的信号进行数模转换，使数字电信号变为模拟电信号；

A4、将A3获得的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至信号控制端。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A中所述接收由信号采集端输出的数据，对其进行处理包括：

A5、通过天线接收来自于信号采集端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理；

A6、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行 低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声；所述基带信号为模拟电信号；

A7、将基带的模拟电信号转化为数字电信号，并利用时分复用技术将此系统覆盖范围的同时通信的多个信号控制端的上行信号进行时间分配，以保证在宏观上实现多服务的同时控制和处理；所述时分复用技术即将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个信号都可按要求传输到达，从而实现了一条物理信道上传输多个数字信号的技术；

A8、将时分复用后的数字电信号通过外设端口输出至外界或内部的存储器。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B中所述利用传感器技术将所处环境指定指标的变化转化为电信号的变化，并将此电信号进行处理且调制于毫米波射频上，通过天线辐射的形式将射频信号传至中心控制端包括：

B1、利用传感技术把外界的物理效应、化学效应和生物效应等自然变化物理量转化为电信号的变化，并对其进行信号放大，以保证其有足够大的能量以处理；所述自然变化量事所测环境参数而定，如温度、湿度、压力、位置等，也可以是具有电磁效应的RFID标签；所述电信号为模拟电信号，且具有不规则性；

B2、将B1获得的模拟电信号转化为数字电信号，并利用信号成形技术将其转化为合适的模拟电信号；所述合适的模拟电信号为常用的携带信息的信号，如高斯信号、升余弦信号等，同时，其也是相对于B1获得的不规则的模拟电信号而言的，由于不规则的模拟电信号，频谱和时域脉冲具有很大的不确定性，不宜作为通信系统的信息传输形式；

B3、将合适的模拟电信号调制于毫米波射频上，并进行带通滤波，以滤除倍 频信号、直流信号和调制设备所引起的带外噪声，并利用天线将信号发射至中心控制端。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤C中所述通过天线辐射的形式接收由中心控制端输出的毫米波射频信号，并将此信号进行解调和处理，作为外放电路的控制信息或数据包括：

C1、通过天线接收来自于信号控制端的毫米波射频信号，并对其进行放大，以保证其有足够大的能量以处理；

C2、将放大后的信号进行射频解调，使其由射频信号变为基带信号，并进行低通滤波，以滤除由于射频解调所出现的倍频信号和带外噪声；所述基带信号为模拟电信号；

C3、将C2输出的模拟电信号转化为数字电信号，把数字电信号作为控制指令或者显示信息输出至外界的控制电路中；所述控制电路包含两种情况：若电路为自动化装置或电力设备等独立工作的结构，则输出的数字电信号为信息指令，若电路为液晶屏等显示设备，则输出的数字电信号为文字、语音、图像和视频等数据。 

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