CN103634948A - 一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关 - Google Patents

一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关 Download PDF

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刘德平
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Abstract

本发明涉及一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，该无线网关包括Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线；所述Z-Wave天线和Z-Wave通信模块用于Z-Wave无线信号的接收和发送，所述协议转换单元用于Z-Wave网络协议与WiFi网络协议之间的相互转换，所述WiFi通信模块和WiFi天线用于WiFi无线信号的接收和发送；所述Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线依次相互连接。本发明基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关解决了Z-Wave无线网络与WiFi无线网络之间互联互通的问题，且Z-Wave通信网络组网简单，耗能低，使得设计比较简单，降低了成本，节约了能量。

Description

一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关
技术领域
本发明属于无线通信领域，具体涉及应用于通讯网络的一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关。
背景技术
Z-Wave是一种新兴的低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)～868.42MHz(欧洲)，采用频移键控FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。
WiFi是一种能够将个人电脑、手持设备（如Pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。WiFi是一个无线网路通信技术的品牌，由WiFi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性。使用IEEE802.11系列协议的局域网就称为Wi-Fi。
随着目前Z-Wave和WiFi无线网络的不断发展，Z-Wave无线网络与WiFi无线网络互连互通已成为发展的必然，但现在还没有合适的网关能使这两种无线网络相互通信，促使Z-Wave无线网络与WiFi无线网络之间进行协议转换。
发明内容
本发明的目的在于解决Z-Wave与WiFi无线通信网络的协议转换和数据转发的问题，提供一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，使得Z-Wave无线通信网络与WiFi无线通信网络之间可以互相通信。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，包括Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线；所述Z-Wave天线和Z-Wave通信模块用于Z-Wave无线信号的接收和发送，所述协议转换单元用于Z-Wave网络协议与WiFi网络协议之间的相互转换，所述WiFi通信模块和WiFi天线用于WiFi无线信号的接收和发送；所述Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线依次相互连接。
根据本发明的一个实施例，所述协议转换单元包括用于数据处理和控制的微处理器、用于提供电源的电源模块、用于控制时钟的晶振单元、用于数据存储的Flash和SDRAM；所述电源模块、晶振单元的输出端分别与所述微处理器相连接，所述Flash和SDRAM分别与所述微处理器相互连接，所述微处理器分别与所述WiFi通信模块以及所述Z-Wave通信模块相互连接。
根据本发明的一个实施例，所述微处理器为ARM芯片。
本发明的基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关解决了Z-Wave无线网络与WiFi无线网络之间通信的问题，且Z-Wave通信网络组网简单，耗能低，使得设计比较简单，降低了成本，节约了能量。
附图说明
图1是本发明基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关实施例的结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，为本发明基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关实施例的结构示意图，该无线网关包括Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线；所述Z-Wave天线和Z-Wave通信模块用于Z-Wave无线信号的接收和发送，所述协议转换单元用于Z-Wave网络协议与WiFi网络协议之间的相互转换，所述WiFi通信模块和WiFi天线用于WiFi无线信号的接收和发送；所述Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线依次相互连接。即本发明无线网关既可以将Z-Wave网络协议转换为WiFi网络协议，也可以将WiFi网络协议转换为Z-Wave网络协议。
如图1所示，本发明的协议转换单元包括用于数据处理和数据控制的微处理器、用于提供电源的电源模块、用于控制时钟的晶振单元、用于数据存储的Flash和SDRAM；所述电源模块、晶振单元的输出端分别与所述微处理器相连接，所述Flash和SDRAM分别与所述微处理器相互连接，所述微处理器分别与所述WiFi通信模块以及所述Z-Wave通信模块相互连接。
如图1所示，所述微处理器为ARM芯片。
本发明的基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关主要是为了解决Z-Wave无线网络和WiFi无线网络相互通信而设计，下面对Z-Wave无线网络协议与WiFi无线网络协议的互相转换为例作进一步阐述，Z-Wave协议转换为WiFi协议的过程：首先由Z-Wave接收天线接收应用环境中的Z-Wave无线网络控制节点的数据，接收的数据经过Z-Wave通信模块处理，将Z-Wave协议下的数据解析处理成为原始信号的二进制数据，再输送到微处理器中进行处理，微处理器对数据按WiFi网络传输的要求进行打包处理，处理结束后，在微处理器的控制下，将打包后的数据传输至WiFi通信模块中，最后通过WiFi天线进行发送；WiFi协议转换为Z-Wave协议的过程首先通过WiFi天线对网络数据进行接收，然后经WiFi通信模块处理后，由微处理器对接收的网络数据进行解析，经过得到发送端的原始数据，再将原始数据输入到Z-Wave通信模块内，在Z-Wave通信模块内对输入的二进制数据打包处理成Z-Wave协议下的数据格式，转换完成后，最后经过Z-Wave天线发送到Z-Wave无线网络中的控制节点。从而达到双向信息传输，经过接收和发送集成于本网关一体的模式，从而完全达到了Z-Wave与WiFi的信息共享与互联。而WiFi并入Z-Wave无线网络是Z-Wave无线网络并入WiFi的可逆过程，原理相同，所以在此不再阐述，但是也是本发明的发明创造内容。
综上所述，本发明提供的基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，解决了Z-Wave无线通信网络与WiFi无线网络之间互相通信的问题，且通过采用Z-Wave技术使得应用该网关的系统在不需要布局太多通信节点的情况下也能有较广的信号覆盖范围，且具有结构简单，成本更低，功耗也更小，效率更高等优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，其特征在于：包括Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线；所述Z-Wave天线和Z-Wave通信模块用于Z-Wave无线信号的接收和发送，所述协议转换单元用于Z-Wave网络协议与WiFi网络协议之间的相互转换，所述WiFi通信模块和WiFi天线用于WiFi无线信号的接收和发送；所述Z-Wave天线、Z-Wave通信模块、协议转换单元、WiFi通信模块及WiFi天线依次相互连接。
2.根据权利要求1所述的基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，其特征在于：所述协议转换单元包括用于数据处理和控制的微处理器、用于提供电源的电源模块、用于控制时钟的晶振单元、用于数据存储的Flash和SDRAM；所述电源模块、晶振单元的输出端分别与所述微处理器相连接，所述Flash和SDRAM分别与所述微处理器相互连接，所述微处理器分别与所述WiFi通信模块以及所述Z-Wave通信模块相互连接。
3.根据权利要求2所述的基于Z-Wave与WiFi技术的无线网关，其特征在于：所述微处理器为ARM芯片。
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