CN102394758A

CN102394758A - 一种mesh网络系统

Info

Publication number: CN102394758A
Application number: CN2011103293513A
Authority: CN
Inventors: 王林林
Original assignee: GUIZHOU XUNTENG INTERNET OF THINGS CO Ltd
Current assignee: Shenzhen Xunteng Software Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明涉及无线网络系统，具体为一种可自动调节电源功率的MESH网络系统。本发明提供一种MESH网络系统，包括受电设备，电源系统，所述受电设备包括处理器模块、存储器模块、外围设备接口模块，网口模块，所述电源系统包括电源管理芯片，电源功率控制模块，所述电源功率控制模块包括POE功率变压器和光电耦合器，所述电源管理芯片根据反馈信号调整POE功率变压器的输出功率。本发明的有益效果为本发明的MESH网络系统的电源系统根据各受电设备的工作功率自动调节DC电源的功率，还对电源进行滤波，去除了干扰信号，保证了POE供电安全和设备稳定。

Description

一种MESH网络系统

技术领域

本发明涉及无线网络系统，具体为一种可自动调节电源功率的MESH网络系统。

背景技术

无线AP(AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器)不仅包含单纯性无线接入点(无线AP)，也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称。

随着无线路由器的普及，目前的情况下如没有特别的说明，一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯性无线AP，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。

单纯性无线AP就是一个无线的交换机，仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达300米。

多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。目前大多数的无线AP都支持多用户(30-100台电脑)接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。

单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。单纯性无线AP即可以通过10BASE-T(WAN)端口与内置路由功能的ADSLMODEM或CABLE MODEM(CM)直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器再接入有线网络。

无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。所以通常实际使用范围是：室内30米、室外100米(没有障碍物)。因此，作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP(Access Point)，它的作用类似于常用的有线网络中的集线器。

无线Me sh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。

这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。

与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。

以太网供电(POE，Power over Ethernet)是指，在现有以太网Cat.5布线基础架构不做改动的情况下，在为基于IP的终端如IP电话机、无线局域网接入点(AP)、网络摄像机等传输数据信号的同时，还能为这些设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时，保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

普通的无线Mesh产品的电源部分首先是外部外部直流电源DC(+12V-VIN)通过电源管理芯片U4(MP8668)降压成+5.0V。然后再把+5.0V电源通过电源管理芯片U5(MP8668)降压成+3.3V。

普通无线Mesh产品的电源部分外部电源直接通过电源管理芯片DCto DC进行降压然后供电给主板上各芯片组和模块，电源的功率是恒定的，不能自动调节。从而导致以下两种问题的出现：

1、当外部DC或者电源管理芯片DC to DC供电的功率不足时，会影响产品工作的稳定性。也会直接导致无线网卡传输的稳定。

2、当外部DC或者电源管理芯片DC to DC供电的功率过大时，会对无线网卡WIFI部分的信号产生干扰，从而也会直接导致无线网卡传输的稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自动调节电源功率的MESH网络系统。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种MESH网络系统，包括受电设备，电源系统，所述受电设备包括处理器模块、存储器模块、外围设备接口模块，网口模块，所述电源系统包括电源管理芯片，电源功率控制模块，所述电源功率控制模块包括POE功率变压器和光电耦合器，所述电源管理芯片的输出端与POE功率变压器输入端相连接，所述POE功率变压器的输出端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输入端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输出端与电源管理芯片的反馈端相连，所述光电耦合器采集MESH网络系统所需电源功率变换时的电流信号、所述光电耦合器反馈信号至电源管理芯片，所述电源管理芯片根据反馈信号调整POE功率变压器的输出功率。

作为本发明的进一步改进，所述电源系统还包括电源滤波模块，所述电源滤波模块包括绕线电感，所述电源滤波模块对接入电源进行共扼滤波。

作为本发明的进一步改进，所述电源系统还包括电压钳位电路，所述电压钳位电路为两个或两个以上的二级管组成的固定电压钳位。

作为本发明的进一步改进，所述外围设备接口模块包括微型周边元件扩展接口，所述微型周边元件扩展接口个数大于1。

作为本发明的进一步改进，所述网口模块包括无线网口模块。

作为本发明的进一步改进，所述MESH网络系统的网口模块包括MESH无线AP桥接接口模块。

作为本发明的进一步改进，所述网口模块包括与视频监控设备连接的接口模块。

本发明的有益效果为本发明的MESH网络系统的电源系统根据各受电设备的工作功率自动调节DC电源的功率，还对电源进行滤波，去除了干扰信号，保证了POE供电安全和设备稳定，从而避免当电源供电的功率不足或供电的功率过大时，会对无线网卡WIFI部分的信号产生干扰。从而也会直接导致无线网卡传输的稳定性，进而影响整个无线MESH产品工作的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

图1是本发明流程示意图；

图2是本发明实施例1的电路图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路，那么，交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉；变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。

请参阅图1，本发明所采用的技术方案是提供一种MESH网络系统，包括受电设备，电源系统，所述受电设备包括处理器模块、存储器模块、外围设备接口模块，网口模块，所述电源系统包括电源管理芯片，电源功率控制模块，所述电源功率控制模块包括POE功率变压器和光电耦合器，所述电源管理芯片的输出端与POE功率变压器输入端相连接，所述POE功率变压器的输出端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输入端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输出端与电源管理芯片的反馈端相连，所述光电耦合器采集MESH网络系统所需电源功率变换时的电流信号、所述光电耦合器反馈信号至电源管理芯片，所述电源管理芯片根据反馈信号调整POE功率变压器的输出功率。

本发明的实施例流程为本发明Mesh产品的电源部分首先是外部DC插入电源接口经过绕线电感共扼滤波后，进入电源管理芯片进行脉宽调制，通过电源管理芯片DC to DC降压成+3.3V给整个主板上各芯片组和模块供电。并且根据主板上各芯片组和模块的工作状况的不同的电流信号，光电耦合器采集电流信号，反馈信息至电源管理芯片，电源管理芯片调节POE功率变压器输出功率，从而稳定VPPB的输出电压。

本发明Mesh产品设备的POE功率变压器的电源工作模式：外部的相对应的DC直流电源通过DC接口给本发明无线Mesh产品设备的POE功率变压器，然后POE功率变压器通过DC to DC根据产品的各模块的工作功率自动调节DC直流电源的功率给各芯片组和模块进行电源功给。从而更好的保证了本发明Mesh产品工作稳定性和无线传输的稳定。

实施例1

请参阅图2，U14为POE功率变压器，U 3为电源管理芯片，V6为光电耦合器，U5为三极管，L15为绕线电感，D9、D3、D7为二极管，R44、R42、R41为电阻，此电路外部直流电源DC插入J5电源接口，POE过来的电压经绕线电感L15共扼滤波，进入电源管理芯片U3进行PWM进行脉宽调制，输入电压经电源管理芯片U3降压成+3.3V给整个主板上各芯片组和模块供电。二极管D9，二极管D3，二极管D7为固定电压钳位，防止电压过高损坏电源管理芯片U3，光电耦合器V6采集调整的电流信号，反馈主板上各芯片组和模块的工作状况到电源管理芯片U3，电源管理芯片U3调节POE功率变压器U14的输出功率，POE功率变压器U14输出的电压经过由三极管U5，电阻R44，电阻R42，电阻R41组成的基准电压点，从而稳定VPPB的输出电压。

例如：当主板从不插无线网卡到插一个无线网卡到最后插上两个无线网卡时，光电耦合器V6采集电路中变化的电流信号，反馈到电源管理芯片U3，电源管理芯片U3控制POE功率变压器U14根据主板工作时所耗的功率而调节所输出的功率。从而避免当外部DC或者电源管理芯片DC to DC供电的功率不足或供电的功率过大时，会对无线网卡WIFI部分的信号产生干扰。从而也会直接导致无线网卡传输的稳定性，进而影响整个无线MESH产品工作的稳定性。

下面对本发明Mesh设备的技术方案进一步说明：

1、PC终端通过网口PING通本发明无线Mesh产品设备的IP地址。使PC终端与无线Mesh产品进行网络通讯。

2、视频监控摄影头可以通过网口与本发明无线Mesh产品设备连接，并通过本发明无线Mesh产品设备无线网卡(2.4G，5.8G)与外部无线Mesh产品或者PC电脑络端进行无线视频传输。

3、本发明无线Mesh产品设备可通过天线可与外部的无线Mesh产品的无线网卡(2.4G，5.8G)进行无线AP桥接。进行视频或者数据传输。

4、本发明无线Mesh产品设备可作无线路由。电脑可通过本发明无线Mesh产品设备无线网卡(2.4G，5.8G)进行无线WIFI上网。

本发明无线Mesh产品设备为用户设备间提供点到点的服务。Mesh网络用户终端可以是视频监控摄影头、手提电脑、手机、PDA等装有无线网卡、天线的用户设备。进行声音、视频和数据等各种网络应用，这种结构实际上就是一个Adhoc网络，可以在没有或不便使用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑。Mesh客户端可以通过Mesh路由器接入骨干Mesh网络形成Mesh网络的混合结构，这种结构提供与其他一些网络结构的连接，增强了连接性，扩大了网络的覆盖范围。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种MESH网络系统，包括受电设备，电源系统，所述受电设备包括处理器模块、存储器模块、外围设备接口模块，网口模块，其特征在于，所述电源系统包括电源管理芯片，电源功率控制模块，所述电源功率控制模块包括POE功率变压器和光电耦合器，所述电源管理芯片的输出端与POE功率变压器输入端相连接，所述POE功率变压器的输出端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输入端与受电设备相连接，所述光电耦合器的输出端与电源管理芯片的反馈端相连，所述光电耦合器采集MESH网络系统所需电源功率变换时的电流信号、所述光电耦合器反馈信号至电源管理芯片，所述电源管理芯片根据反馈信号调整POE功率变压器的输出功率。

2.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述电源系统还包括电源滤波模块，所述电源滤波模块对接入电源进行共扼滤波。

3.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述电源系统还包括电压钳位电路，所述电压钳位电路为两个或两个以上的二级管组成的固定电压钳位。

4.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述外围设备接口模块包括微型周边元件扩展接口，所述微型周边元件扩展接口个数大于1。

5.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述网口模块包括无线网口模块。

6.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述MESH网络系统的网口模块包括MESH无线AP桥接接口模块。

7.如权利要求1所述的MESH网络系统，其特征在于，所述网口模块包括与视频监控设备连接的接口模块。