CN104202422A - 一种支持物联网接入的无线连接系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于网络连接技术领域，尤其涉及一种支持物联网接入的无线连接系统及方法。本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统包括控制设备、无线连接装置、路由器、物联网服务器平台和移动终端，所述控制设备通过无线连接装置和无线路由器连接，所述无线路由器另一端跟物联网服务器平台相连，所述物联网服务器平台跟移动终端连接。本发明实施例的无线连接系统及方法采用可以运行操作系统的单芯片设计方案，嵌入式WiFi模组整体集成度更高，成本更低；采用单芯片设计方案使得周边电路更为简单，因而功耗相对更低；支持自有物联网平台接入或者支持第三方平台快速接入，可以实现设备跨公网访问与管理。

Description

一种支持物联网接入的无线连接系统及方法
技术领域
本发明属于网络连接技术领域，尤其涉及一种支持物联网接入的无线连接系统及方法。 
背景技术
目前常用的无线连接装置主要有WiFi模块，WiFi模块按照架构可以分为标准WiFi模块和嵌入式WiFi模块。标准WiFi模块不能单独使用，通常用于平板、手机等自带处理器的设备，其仅仅作为通讯模块使用，或者与蓝牙、GPS或者FM模块集成在一起。嵌入式WiFi模块可以运行操作系统，可以作为独立平台独立使用。现有的嵌入式WiFi模块又分为单芯片方案模块和双芯片方案模块。单芯片方案模块通常由一颗可以独立运行操作系统的WiFi芯片作为主芯片；双芯片方案模块通常由一颗不能独立运行操作系统的WiFi芯片与一颗MCU芯片配合形成整体模块。《一种低功耗嵌入式WiFi模块》公开了一种双芯片方案的嵌入式WiFi模块，该嵌入式WiFi模块由一颗不能独立运行操作系统的WiFi芯片（MTK5391）与一颗Atmel MCU芯片组合形成的嵌入式WiFi模块，但现有的嵌入式WiFi模块的缺点在于：由于采用双芯片方案，成本相对较高；多颗芯片及周边电路复杂度高，整体模块功耗相对更高；另外，现有的嵌入式WiFi模块不能直接连入互联网平台。 
发明内容
本发明提供了一种支持物联网接入的无线连接系统及方法，旨在解决现有嵌入式WiFi模块采用双芯片方案造成电路复杂、功耗高以及不能直接连入互联网平台的问题。 
本发明是这样实现的，一种支持物联网接入的无线连接系统，包括控制设备、无线连接装置、路由器、物联网服务器平台和移动终端，所述控制设备通过无线连接装置和无线路由器连接，所述无线路由器另一端跟物联网服务器平台相连，所述物联网服务器平台跟移动终端连接。 
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述无线连接装置包括无线接入芯片、存储芯片、电源管理芯片、晶振和无线接入天线，所述无线接入芯片与存储芯片相连，所述无线接入芯片还与晶振、无线接入天线和电源管理芯片相连。 
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述无线接入芯片用于运行操作系统、应用程序以及无线连接驱动程序；所述存储芯片用于烧写程序文件的存储，所述电源管理芯片是将外部输入电压转换成其它各芯片所需电压；所述晶振为无线接入芯片提供频率输入；所述无线接入天线用于传输无线接入信号。 
       本发明实施例采取的技术方案还包括：所述无线接入芯片与存储芯片采用串行外设接口连接。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述无线接入芯片采用高通4004芯片、高通4010芯片、联发科7681芯片或TI CC3200/3300芯片。 
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述无线连接装置为嵌入式WiFi模块。   
本发明实施例采取的另一技术方案为：一种支持物联网接入的无线连接方法，包括：
步骤a：支持物联网接入的无线连接装置通过外部按键进入配置模式，并等待移动终端发送配置信息；
步骤b：通过移动终端将路由器信息配入支持物联网接入的无线连接装置，使无线连接装置通过路由器接入互联网；
步骤c：通过移动终端端在局域网内搜索设备，获取设备ID号，根据设备ID号发送控制命令给物联网服务器平台，物联网服务器平台中的服务器解析设备ID号，找到匹配的设备将命令转发过去，进行跨公网远程控制。
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述步骤b还包括：连上互联网的无线连接装置向自有物联网服务器平台发送身份ID进行合法性验证，如果是合法ID则继续通信，如果是非法ID则无法通信。 
本发明实施例采取的技术方案还包括：所述步骤b还包括：移动终端向物联网服务器平台发送用户名和密码获取注册身份ID号，移动终端根据获取的注册身份ID号登录物联网服务器平台。 
        本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统及方法采用可以运行操作系统的单芯片设计方案，嵌入式WiFi模组整体集成度更高，成本更低；采用单芯片设计方案使得周边电路更为简单，因而功耗相对更低；支持自有物联网平台接入或者支持第三方平台快速接入，可以实现设备跨公网访问与管理。 
附图说明
附图1是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统的结构示意图； 
附图2是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置的结构示意图；
附图3是是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
        请参阅图1，是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统的结构示意图。本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统包括控制设备、支持物联网接入的无线连接装置、路由器、物联网服务器平台和移动终端。控制设备通过无线连接装置和无线路由器连接，无线路由器另一端跟物联网服务器平台相连，物联网服务器平台跟移动终端连接。其中，支持物联网接入的无线连接装置可以为低功耗嵌入式WiFi模块。 
        本发明实施例的控制设备可以采用传统MCU控制设备或传统低端串口设备， 本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置采用低功耗嵌入式WiFi模块，可以理解，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置可以采用其他无线接入装置或模块，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置的物理尺寸为31mm×20mm，可以理解，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置也可以采用其他尺寸。 
        本发明支持物联网接入的无线连接装置主芯片采用高通4004芯片，可以用高通4010芯片、联发科7681芯片、TI CC3200/3300芯片、博通、Atmel等公司的芯片替代。 
        本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统的工作原理为：支持物联网接入的无线连接装置通过外部按键进入配置模式，并等待移动终端发送配置信息；通过移动终端将路由器信息配入支持物联网接入的无线连接装置，使其能够通过路由器接入互联网，其中，路由器可以为本地路由器或无线路由器；连上互联网的无线连接装置向自有物联网服务器平台发送身份ID进行合法性验证，如果是合法ID可继续通信，如果是非法ID则无法通信；移动终端向物联网服务器平台发送用户名和密码获取注册身份ID号；移动终端登录物联网服务器平台；通过移动终端端在局域网内搜索设备，获取设备ID号；根据ID号发送控制命令给物联网服务器平台，物联网服务器平台中的服务器解析ID号，找到匹配的设备将命令转发过去，以实现跨公网远程控制。 
         请一并参阅图2，是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置的结构示意图。本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置包括硬件部分和固件部分，其中，硬件部分包括无线接入芯片、存储芯片、电源管理芯片、晶振以无线接入天线。无线接入芯片与存储芯片采用串行外设接口连接，另外，无线接入芯片还与晶振、无线接入天线和电源管理芯片相连。无线接入芯片是整个模块的主芯片，主要用于运行操作系统、应用程序以及无线连接驱动程序；存储芯片主要用于烧写程序文件的存储，其中，该烧写程序文件包括bin文件，bin文件是二进制文件，用途依系统或应用而定，其是文件格式binary的缩写，一个后缀名为".bin"的文件，只是表明它是binary格式。比如虚拟光驱文件常用".bin"作为后缀，但并不意味着所有的bin文件都是虚拟光驱文件。一般来讲bin文件是机器代码，汇编语言编译后的结果，用debug、WINHEX，U_EDIT等软件可以打开。电源管理芯片是将外部输入电压转换成其它各芯片所需电压；晶振是为无线接入芯片提供频率输入；无线接入天线是用于传输无线接入信号。本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置对外提供UART串口、SPI接口和IO口，并能提供PWM、I2C等通讯协议接口。固件部分包括WiFi驱动程序、底层硬件接口驱动程序、模块接口管理单元程序、协议栈、网页服务器程序和实时操作系统。 
        本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置有33个pin脚，pin脚定义如下： 
PIN FUNCTION DIRECTION INSTRUCTIONS
1 GND GND GND
2 VDDIO Power  VDDIO_HOST
3 TDO I/O TDO
4 TCK/I2C_CLK I/O I2C_CLK
5 UART1_TXD/I2SO_BCK/TM I/O UART1_TXD
6 UART1_RXD/I2SO_MCK/TMS I/O UART1_RXD
7 UART0_RXD/I2C_DATA/TDI I/O UART0_RXD
8 SPI_CLK/I2S1_MCK I/O SPI_CLK/I2S1_MCK
9 GND GND GND
10 UART0_CTS I/O UART0_CTS
11 UART0_RTS I/O UART0_RTS
12 UART0_TXD I/O UART0_TXD
13 VDD33 Power VDD33
14 SPI_MISO/SD_D0 I/O SPI_MISO/SD_D0
15 USB_DP I/O USB信号+
16 USB_DP I/O USB信号-
17 SPI_INT/SD_D0 I/O SPI_INT/SD_D0
18 SD_D2/I2S1_SDI/HM0 I/O HM0
19 SPI_MOSI/SD_D3/I2S1_BCK I/O SPI_MOSI/I2S1_BCK
20 SPI_CSn/SD_CMD/HM1 I/O HM1
21 CHIP_PWD# I Chip power_l control
22 WAKEUP I/O WAKEUP Control
23 GPIO16 I/O GPIO16
24 GPIO15 I/O GPIO15
25 GND GND GND
26 DVDD_GPIO Power DVDD_GPIO
27 GPIO17 I/O GPIO16
28 I2S0_WS/TRST I/O I2S0_WS/TRST
29 GPIO18 I/O GPIO18
30 I2S0_SDI I/O Serial data input
31 I2S0_SDO I/O Serial data output
32 GND GND GND
33 EXT_ANT I/O EXT_ANT
       请参阅图3，图3是本发明实施例的支持物联网接入的无线连接方法的流程图。
本发明实施例的支持物联网接入的无线连接方法包括以下步骤： 
       步骤100：支持物联网接入的无线连接装置通过外部按键进入配置模式，并等待移动终端发送配置信息；
        在步骤100中，无线连接装置采用低功耗嵌入式WiFi模块，可以理解，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置可以采用其他无线接入装置或模块，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置的物理尺寸为31mm×20mm，可以理解，本发明实施例的支持物联网接入的无线连接装置也可以采用其他尺寸
         步骤200：通过移动终端将路由器信息配入支持物联网接入的无线连接装置，使其能够通过路由器接入互联网；
         在步骤200中，路由器可以为本地路由器或无线路由器。
         步骤300：连上互联网的无线连接装置向自有物联网服务器平台发送身份ID进行合法性验证，如果是合法ID可继续通信，如果是非法ID则无法通信； 
         步骤400：移动终端向物联网服务器平台发送用户名和密码获取注册身份ID号；
         步骤500：移动终端根据获取的注册身份ID号登录物联网服务器平台；
         步骤600：通过移动终端端在局域网内搜索设备，获取设备ID号；
         步骤700：根据ID号发送控制命令给物联网服务器平台，物联网服务器平台中的服务器解析ID号，找到匹配的设备将命令转发过去，以实现跨公网远程控制。
        本发明实施例的支持物联网接入的无线连接系统及方法采用可以运行操作系统的单芯片设计方案，嵌入式WiFi模组整体集成度更高，成本更低；采用单芯片设计方案使得周边电路更为简单，因而功耗相对更低；支持自有物联网平台接入或者支持第三方平台快速接入，可以实现设备跨公网访问与管理。 
        以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于：包括控制设备、无线连接装置、路由器、物联网服务器平台和移动终端，所述控制设备通过无线连接装置和无线路由器连接，所述无线路由器另一端跟物联网服务器平台相连，所述物联网服务器平台跟移动终端连接。
2. 根据权利要求1所述的支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于，所述无线连接装置包括无线接入芯片、存储芯片、电源管理芯片、晶振和无线接入天线，所述无线接入芯片与存储芯片相连，所述无线接入芯片还与晶振、无线接入天线和电源管理芯片相连。
3.根据权利要求2所述的支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于，所述无线接入芯片用于运行操作系统、应用程序以及无线连接驱动程序；所述存储芯片用于烧写程序文件的存储，所述电源管理芯片是将外部输入电压转换成其它各芯片所需电压；所述晶振为无线接入芯片提供频率输入；所述无线接入天线用于传输无线接入信号。
4. 根据权利要求2或3所述的支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于，所述无线接入芯片与存储芯片采用串行外设接口连接。
5.根据权利要求2或3所述的支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于，所述无线接入芯片采用高通4004芯片、高通4010芯片、联发科7681芯片或TI CC3200/3300芯片。
6.根据权利要求1所述的支持物联网接入的无线连接系统，其特征在于，所述无线连接装置为嵌入式WiFi模块。
7. 一种支持物联网接入的无线连接方法，包括：
步骤a：支持物联网接入的无线连接装置通过外部按键进入配置模式，并等待移动终端发送配置信息；
步骤b：通过移动终端将路由器信息配入支持物联网接入的无线连接装置，使无线连接装置通过路由器接入互联网；
步骤c：通过移动终端端在局域网内搜索设备，获取设备ID号，根据设备ID号发送控制命令给物联网服务器平台，物联网服务器平台中的服务器解析设备ID号，找到匹配的设备将命令转发过去，进行跨公网远程控制。
8.根据权利要求6所述的支持物联网接入的无线连接方法，其特征在于，所述步骤b还包括：连上互联网的无线连接装置向自有物联网服务器平台发送身份ID进行合法性验证，如果是合法ID则继续通信，如果是非法ID则无法通信。
9.根据权利要求8所述的支持物联网接入的无线连接方法，其特征在于，所述步骤b还包括：移动终端向物联网服务器平台发送用户名和密码获取注册身份ID号，移动终端根据获取的注册身份ID号登录物联网服务器平台。
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