CN105554917A - 一种物联网接入模块 - Google Patents

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郭荣
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    • H04W88/08—Access point devices
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Abstract

本发明提供了一种物联网接入模块及可以实现该功能，该物联网接入模块包括主控制器和LED，还包括主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块和多个扩展通道，所述主控制器与主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、LED、多个扩展通道双向连接，433MHz收发模块、2.4GHz收发模块与主控制器之间通信通包括数据传输通道、指令控制通道和信号反馈通道，为了物联网感知设备的统一接入，我们需要一款能够实现对大多数感知层接入协议兼容的物联网接入设备。本物联网接入模块及可以实现该功能。

Description

一种物联网接入模块
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种物联网接入模块。
背景技术
物联网在中国迅速崛，并越来越多渗透到各行各业中。而物联网系统有三个层次。一是感知层，即利用RFID、传感器、二维码，无线传感网等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是应用层，把感知层的得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。在很多实际案例中，都将感知层和网络层打包成一种设备，和现有的网络系统连接实现互联互通，并和其他无线网络设备(无线接入点等)共存于网络中。
目前物联网接入设备都是独立于现有无线网络(Wi-Fi)，和现有的无线接入点(无线AP)设备并存，导致很多应用即需要无线网络，又需要物联网的项目存在冗余施工布线。其次现有的物联网接入设备都只能接入一种物联网感知协议。而物联网感知设备又存在多种性，导致物联网应用的局限性。
发明内容
有鉴于此，为了物联网感知设备的统一接入，我们需要一款能够实现对大多数感知层接入协议兼容的物联网接入设备。本发明提供了一种物联网接入模块及可以实现该功能，该物联网接入模块包括主控制器和LED，还包括主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块和多个扩展通道，所述主控制器与主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、LED、多个扩展通道双向连接，433MHz收发模块、2.4GHz收发模块与主控制器之间通信通包括数据传输通道、指令控制通道和信号反馈通道，ZigBee模块、扩展通道与主控制器之间通信通道包括数据传输通道和指令控制通道，且自动匹配433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道与主控制器之间的通信通道；
其中：所述主控制器用于协调与其相连的各个模块的正常工作；每个扩展通道上设有预留扩展接口，用于接入第三方物联网终端接收器；所述ZigBee模块用于实现ZigBee网关功能，使得物联网接入模块能够实现ZigBee感知层的接入；所述LED用于指示主控制器上连接的各个模块工作情况；所述2.4GHz收发模块用于实现2.4GHz物联网感知终端接入；所述2.4GHz收发模块用于实现433MHz物联网感知终端接入；主控制器的数据处理分为数据上行处理和数据下行处理，数据上行处理是指主控制器从433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道接收到数据，通过格式转换将数据变成统一的数据帧并转发到主接口模块；数据下行处理是指主控制器从主接口模块接收到数据，通过对数据包做解析并将各数据分发到433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道。
等待数据包通过主接口模块接入主控制器，并判断识别出等待数据包内的主接口数据、433M数据、2.4G数据、扩展通道数据和ZigBee数据，然后通过主控制器与其相连的各个模块之间自动匹配的通信通道，将等待数据包内数据相应的输送到各个模块上。
作为优选，所述主控制器为STM32单片机。
本发明的基本原理：通过单片机实现433MHz，2.4GHz无线信号接入，ZigBee网络接入，多路扩展模块接入，再通过主接口实现同无线AP通讯。最终完成物联网感知层多协议接入及和无线AP的整合。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
为了物联网感知设备的统一接入，我们需要一款能够实现对大多数感知层接入协议兼容的物联网接入设备。本物联网接入模块及可以实现该功能。
本物联网接入模块可以集成到无线AP里，实现无线网络和物联网的合并部署，有效降低实施成本及后期维护成本。
附图说明
图1为本发明的功能原理示意图，
图2为本发明的等待数据包判断识别流程示意图，
附图标记：主接口模块1、STM32单片机2、扩展通道Ⅰ3、扩展通道Ⅱ4、ZigBee模块5、LED6、2.4GHz模块7、433MHz模块8。
具体实施方式
串行接口：串行接口(SerialInterface)是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线)，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。
ZigBee：是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。
RFID:射频识别，RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
物联网：(InternetofThings)是一个基于互联网,传统电信网,无线传感网络等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
本发明的具体实施方式描述如下：如图1～2所示，本发明提供一种物联网接入模块的具体实施例，该物联网接入模块的组成：物联网接入模块由主接口模块1、STM32单片机2、扩展通道Ⅰ3、扩展通道Ⅱ4、ZigBee模块5、LED6、2.4GHz模块7、433MHz模块8。
本发明的基本原理：通过单片机实现433MHz，2.4GHz无线信号接入，ZigBee网络接入，2路扩展模块接入，再通过主接口实现同无线AP通讯。最终完成物联网感知层多协议接入及和无线AP的整合。
2.模块介绍：
主接口模块1：从无线AP获取电源及无线AP串口通讯接口。
STM32单片机2：主控制器实现协调各个模块正常工作。
扩展通道Ⅰ3：预留扩展接口，可以接入第三方物联网终端接收器。
扩展通道Ⅱ4：预留扩展接口，可以接入第三方物联网终端接收器。
ZigBee模块5：实现ZigBee网关功能，使得物联网接入模块能够实现ZigBee感知层的接入。
LED6：指示模块工作情况
2.4GHz模块7：实现2.4GHz物联网感知终端接入；
433MHz模块8：实现433MHz物联网感知终端接入；
3.功能介绍
第三方模块扩展：通过预留的两路扩展通道，最多可以接入两家不同厂家的物联网感知协议，实现信号互联互通。
433MHz物联网终端的接入：通过433MHz模块8实现433MHz物联网终端接入。
2.4GHz物联网终端的接入：通过2.4GHz模块7实现2.4GHz物联网终端接入。
ZigBee物联网终端的接入：通过ZigBee模块5实现ZigBee物联网终端的接入。
如图2所示，等待数据包通过主接口模块1接入主控制器，并判断识别出等待数据包内的主接口数据、433M数据、2.4G数据、扩展通道数据和ZigBee数据，然后通过主控制器与其相连的各个模块之间自动匹配的通信通道，将等待数据包内数据相应的输送到各个模块上。
具体地：对等待数据包进行判断是否接收到主接口数据，若是，则接收LED闪烁；若否，则继续判断是否433M数据，若是，则转发到433模块，即完成对433M数据的判断识别出。如此循环，依次判断是否接收到433M数据、2.4G数据、扩展通道Ⅰ3数据、扩展通道Ⅱ4数据和ZigBee数据，若是，则分别将433M数据、2.4G数据、扩展通道Ⅰ3数据、扩展通道Ⅱ4数据和ZigBee数据分别放入发送缓冲区。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种物联网接入模块，包括主控制器和LED，其特征在于，还包括主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块和多个扩展通道，所述主控制器与主接口模块、433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、LED、多个扩展通道双向连接，433MHz收发模块、2.4GHz收发模块与主控制器之间通信通包括数据传输通道、指令控制通道和信号反馈通道，ZigBee模块、扩展通道与主控制器之间通信通道包括数据传输通道和指令控制通道，且自动匹配433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道与主控制器之间的通信通道；其中：所述主控制器用于协调与其相连的各个模块的正常工作；每个扩展通道上设有预留扩展接口，用于接入第三方物联网终端接收器；所述ZigBee模块用于实现ZigBee网关功能，使得物联网接入模块能够实现ZigBee感知层的接入；所述LED用于指示主控制器上连接的各个模块工作情况；所述2.4GHz收发模块用于实现2.4GHz物联网感知终端接入；所述2.4GHz收发模块用于实现433MHz物联网感知终端接入；主控制器的数据处理分为数据上行处理和数据下行处理，数据上行处理是指主控制器从433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道接收到数据，通过格式转换将数据变成统一的数据帧并转发到主接口模块；数据下行处理是指主控制器从主接口模块接收到数据，通过对数据包做解析并将各数据分发到433MHz收发模块、2.4GHz收发模块、ZigBee模块、扩展通道。
2.根据权利要求1中所述的一种物联网接入模块，其特征在于，所述主控制器为STM32单片机。
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