CN104902590A - 一种基于2.4g频段的交互式网关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于2.4G频段的交互式网关，包括中央处理模块，频段检测模块，网关安装位置检测模块，频段配置模块，显示模块，键盘输入模块，GSM通信模块，无线通信模块，报警模块，该网关具有自动检测配置频段的功能，能够给客户提供实际系统安装时网关安装位置的参考依据，且能够与客户的手机进行直接的通讯，方便了监控与操作。

Description

一种基于2.4G频段的交互式网关
技术领域
本发明属于物联网无线通信领域，具体涉及一种基于2.4G频段的交互式网关。
背景技术
在全世界范围内，物联网正在蓬勃的发展，在物联网中末端的支点都是使用无线信号来通信的，在使用无线信号的时候遇到的最大的问题就是干扰，这是无线通信的重点也是难点。在物联网行业中经常使用的无线信号是2.4g频段，2.4g频段又被分成了16个频段（11到26频段），在一个测试系统安装的时候我们都要先检测一下这16个频段内的干扰情况，最后选择一个干扰最小的频段使用。在检测干扰信号的时候我们一般使用的是手持式频谱仪，使用手持式频谱仪主要有三个弊端：
1、价格太贵。
2、仪器太复杂，操作不方便，使用人员需经过专业培训。
3、仪器的体积和重量较大，携带不方便。
无线监测项目在安装的时候还遇到一个很麻烦的问题是网关的位置如何选择，在一个监测网络中网关负责收集所有支点的数据，而它在整个网络中的位置又决定了整个网络数据到达网关的效率和数据的丢包率，所以网关在网络中的位置很重要。
目前，2.4G频率的通讯还存在诸多问题，尤其是网关，存在数据传输丢包率高，功能单一的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于2.4G频段的交互式网关，解决了现有技术中2.4G频段网关数据丢包率多及功能单一的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于2.4G频段的交互式网关，包括
中央处理模块，用于处理该网关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值，该模块包括检测控制按钮，分别为“开始”、“停止”和第一“主页”，其中，“开始”按钮用于启动频段检测，“停止”按钮用于中断检测，第一“主页”按钮用于回到主界面；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取各层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度，该模块包括“启动停止”、“配置”、第二“主页”功能按钮，其中，“启动停止”功能按钮用于启动或停止网关位置检测功能，“配置”功能按钮用于频段配置，第二“主页”功能按钮用于回到主界面；
频段配置模块，用于对各频段进行配置，该模块包括频段按键、“确定”按钮、“删除”按钮、“返回”按钮，其中，频段按键包括多个，每一个频段对应一个按键，“确定”按钮用于对选择的频段进行确认，“删除”按钮用于删除频段信息，“返回”按钮用于返回到上一界面；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数；
GSM通信模块，用于将网关的数据与手机或PC之间的数据传输；
无线通信模块，用于与网络节点通信；
报警模块，用于在自身产生故障时或者网络中的节点产生故障时发出报警信息。
所述频段为2.4G频段内的11至26频段。
所述显示模块最多能显示50个网络节点的信息。
所述显示模块显示的频段及干扰包的数量信息的更新周期至少为10秒。
所述网关启动初始化的时间小于10秒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该网关，价格便宜，操作简单，实现一键傻瓜操作，能很好的检测出干扰最少的频段，给客户选择频段做出最好依据。
2、该网关，能够给客户提供实际系统安装时网关安装位置的参考依据，且能够与客户的手机进行直接的通讯，方便了监控与操作。
具体实施方式
下面对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
本发明所述的网络节点和支点均代表相同的意思，属于同一个概念的两种表达方式。
一种基于2.4G频段的交互式网关，包括
中央处理模块，用于处理该网关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值，该模块包括检测控制按钮，分别为“开始”、“停止”和第一“主页”，其中，“开始”按钮用于启动频段检测，“停止”按钮用于中断检测，第一“主页”按钮用于回到主界面；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取各层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度，该模块包括“启动停止”、“配置”、第二“主页”功能按钮，其中，“启动停止”功能按钮用于启动或停止网关位置检测功能，“配置”功能按钮用于频段配置，第二“主页”功能按钮用于回到主界面；
频段配置模块，用于对各频段进行配置，该模块包括频段按键、“确定”按钮、“删除”按钮、“返回”按钮，其中，频段按键包括多个，每一个频段对应一个按键，“确定”按钮用于对选择的频段进行确认，“删除”按钮用于删除频段信息，“返回”按钮用于返回到上一界面；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数；
GSM通信模块，用于将网关的数据与手机或PC之间的数据传输；
无线通信模块，用于与网络节点通信；
报警模块，用于在自身产生故障时或者网络中的节点产生故障时发出报警信息。
所述频段为2.4G频段内的11至26频段。
所述显示模块最多能显示50个网络节点的信息。
所述显示模块显示的频段及干扰包的数量信息的更新周期至少为10秒。
所述网关启动初始化的时间小于10秒。
本发明各模块的工作原理及工作流程如下：
1、设备启动：给设备上电后会出现启动页面，在此页面中显示用户预先设定的一串字符串或指令，如果有该串字符串或指令,说明系统正在启动中需要等待，大约等待6秒后显示系统的主页面，此时说明系统启动成功。在主页中主要有以下信息：
页面中间的欢迎信息，可以设置为Welcome to ……或者其他形式的文、图片均可以。
页面下方的两个功能按键“Spectrum Detection”和“Gateway Position”，中文含义分别为“频段检测”和“网关位置”。
页面右上方有主页面标识“Home”。
当你点击Spectrum Detection按钮后会进入频段检测功能页面，点击Gateway Position按钮后会进入网关位置选择功能页面。
2、频段检测模块：当点击主页中Spectrum Detection按钮后会进入频段检测功能页面，如图1所示，在此页面中主要有如下信息：
页面中间的信息显示部分，频段（Channel）由11到26频段组成，后面是干扰包数值（Nosie Index）。
页面下方的两个功能按钮“开始”和“主页”，可分别用“Start”和“Home”表示。
页面右上方可设置页面标识（Spectrum Detection）。
在此页面如果点击Home按钮会回到Home页面，如果点击Start按钮则启动频段检测功能，此时，Start按钮变成“停止”按钮，可以用“Stop”表示，Home按钮隐藏，每个频段值的后面会依次显示出检测到干扰包的数量值，每16秒这些值会循环更新显示一次，并且这个值是累积值。这个值越大说明对应的这个频段的干扰越大，反之越小。
点击Stop按钮后，Stop按钮变成Start按钮，Home按钮出现，页面上的信息不再更新。此时再点击Start按钮则重新开始检测，点击Home按钮则回到home面。
3、网关安装位置检测模块: 当点击主页中Gateway Position按钮后会进入网关位置选择功能页面，在此页面中主要有如下信息：
页面上方的信息统计显示部分，此设备的序列号，可用SN号（GW SN:）表示，第一层支点个数统计（1st：），第二层支点个数统计（2nd：），第三层支点的个数统计（3rd：），第四层支点的个数统计（4th：）。
页面中部的各层支点详细信息显示页面，显示每层支点的SN号和此支点和它父支点的信号强度，单位为dBm.
页面下方的三个功能按钮“启动”、“配置”和“主页”分别用“Start”、“Configure”和“Home”表示。
页面右上方的页面标识网关位置（Gateway Position）。
在此页面如果点击Home按钮会回到home页面，如果点击Configure按钮则进入频段配置页面，如果点击Start按钮则启动网关位置选择功能，此时，Start按钮变成Stop按钮，Configure按钮和Home按钮隐藏，在屏幕的下方会显示预先设定的字符串信息，提示使用者程序正在工作中。
网关位置选择功能启动后，屏幕会一分钟更新一次显示数据。
4、频段配置模块：当点击Gateway Position页面中的Configure按钮后会进入频段配置页面，在此页面中主要有如下信息：
页面上方的当前频段值，Current Frequency:.
页面中上方的等待新频段输入的空白显示框。
页面中部的11到26频段按钮、“删除”按钮、“确定”按钮和“返回”按钮，可分别用“Delete”、“Confirm”和“Back”表示。
页面右上边有配置页面标识（Configure）。
在此页面你可以点击11到26任意一个按键，点击后相应的数值会显示在New Frequency：后的显示框内，如果确定选择这个频段则点击Confirm按钮，此时终端的频段就被设为你刚才输入的频段值，此时页面回到上一个页面，如果你没注意输错了可以点击Delete按钮删除，然后重新输入。如果你不想修改频段了则点击Back按钮回到上一个页面。
本发明所述频段针对2.4G频段内的11至26频段。
所述显示模块显示的频段及干扰包的数量信息的更新周期至少为16秒。
本发明网关主要实现以下两大功能：
1、给客户提供选择频段的参考依据（2.4G频段内11-26频段）。
设备会再11到26频段内循环检测每个频段，每个频段检测1 秒，并把检测到的干扰包的数量显示到屏幕上，这个值越大，说明这个频段的干扰就越大，反之则越小。
2、给客户提供实际系统安装时网关安装位置的参考依据。
当客户启动网关位置选择功能后，并把手持终端安放到某个网关预选位置后，手持终端会每1分钟统计1次支点在各层的分布情况，并把信息显示在手持终端屏幕上，客户可以知道网关处于当前位置时支点在网络中的分布情况。客户可以把手持终端移动到另外一个位置再次统计支点在各层的分布情况，可以与之前的安放位置作对比。通过几次更换位置，可以方便地选择最佳网关安放位置。
交互式手持终端使用时的注意事项：
在如下环境下禁止使用此手持终端的网关位置选择功能：在安装新系统的位置附近已经有该系统在工作，如此时使用手持式终端，会导致原有系统的部分支点被截取，信息进入临时手持式终端内，同时导致原有系统在一定程度上的丢包。
3、在扫频功能时，只能对于该网段内，802.15.4类别的信息干扰源进行评估。对于wifi等其他类别信息，或其他频率信息无法甄别。
4、在检测网关位置（gateway positioning）功能时，显示界面只能容纳40个支点。

Claims (5)

1.一种基于2.4G频段的交互式网关，其特征在于：包括
中央处理模块，用于处理该网关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测频段以及相应频段干扰包的数量值，该模块包括检测控制按钮，分别为“开始”、“停止”和第一“主页”，其中，“开始”按钮用于启动频段检测，“停止”按钮用于中断检测，第一“主页”按钮用于回到主界面；
网关安装位置检测模块，用于获取网关的序列号，分别获取各层的网络节点个数，并获取每层网络节点的序列号以及该网络节点和其父网络节点的信号强度，该模块包括“启动停止”、“配置”、第二“主页”功能按钮，其中，“启动停止”功能按钮用于启动或停止网关位置检测功能，“配置”功能按钮用于频段配置，第二“主页”功能按钮用于回到主界面；
频段配置模块，用于对各频段进行配置，该模块包括频段按键、“确定”按钮、“删除”按钮、“返回”按钮，其中，频段按键包括多个，每一个频段对应一个按键，“确定”按钮用于对选择的频段进行确认，“删除”按钮用于删除频段信息，“返回”按钮用于返回到上一界面；
显示模块，用于显示各模块的参数信息、状态信息、设置信息、频段信息、网关序列号以及各层网络节点序列号和信号强度信息；
键盘输入模块，用于输入各模块的控制参数；
GSM通信模块，用于将网关的数据与手机或PC之间的数据传输；
无线通信模块，用于与网络节点通信；
报警模块，用于在自身产生故障时或者网络中的节点产生故障时发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式网关，其特征在于：所述频段为2.4G频段内的11至26频段。
3.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式网关，其特征在于：所述显示模块最多能显示50个网络节点的信息。
4.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式网关，其特征在于：所述显示模块显示的频段及干扰包的数量信息的更新周期至少为10秒。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于2.4G频段的交互式网关，其特征在于：所述网关启动初始化的时间小于10秒。
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