CN106899663A - 超窄带物联网通信系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超窄带物联网通信系统及其通信方法，包括操作管理中心、多个第三方APP服务器以及多个用户主机，还包括通信收发模块等。本发明利用了跳频和超窄带技术，提高了处理效率，更加适合通用计算，增加了同步机制，实现线程间通信以通用的处理器矩阵为主，辅以专用图形单元，可以解决数公里以上的物联网通信需求，从而降低终端硬体设备和网路的成本，且通信终端功耗低。

Description

超窄带物联网通信系统及其通信方法
技术领域
本发明属于数字电视和无线通信技术领域。具体涉及一种超窄带物联网通信系统及其通信方法。
背景技术
超宽带([UWB)和超窄带(UNB)是近年来国际上正在兴起的两种极端无线通信技术.UWB技术的特点是低功耗，高带宽，低复杂度，它具有对信道衰落不敏感，发射信号功率谱密度低，安全性高，系统复杂度低，能提供数厘米的定位精度等优点。现有的无线物联网通信系统，近距离的几米十几米范畴的，主要是用到的ZIGBEE，WIFI技术，稍远一点的只能是移动运营商的技术。采用该方案的主要缺点是：硬件结构复杂，系统性能不佳，灵活性较差，不易于与用户进行可视化交互。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种超窄带物联网通信系统及其通信方法。
一种超窄带物联网通信系统，包括操作管理中心3、多个第三方APP服务器4以及多个用户主机5，还包括通信收发模块1，所述通信收发模块1与操作管理中心3连接，所述第三方APP服务器4与通信收发模块1连接，所述用户主机5与第三方APP服务器4连接，所述通信收发模块1采用共享频谱的方式容纳多个终端2。
所述通信收发模块1包括：图形处理器GPU11、第一交换机12、第二交换机13、微控制单元MCU14、模数转换模块ADC15、自动增益控制放大器AGC16、下变频器17、低噪声放大器LNA18和射频功率放大器PA19，所述图形处理器GPU11与第一交换机12相连，所述第二交换机13与第一交换机12相连，所述微控制单元MCU14与第二交换机13相连，模数转换模块ADC15与微控制单元MCU14相连，所述自动增益控制放大器AGC16与模数转换模块ADC15相连，所述下变频器17与自动增益控制放大器AGC16相连，所述低噪声放大器LNA18与下变频器17相连，所述射频功率放大器PA19与低噪声放大器LNA18相连，所述第一交换机12通过互联网与外部实现通信。
所述的超窄带物联网通信系统，其通信方法为：
001，终端2在需要发送信息的时候，并将终端2的无线节点和第一交换机12通过超窄带物联网通信系统进行组网；
002，判断上述组网是否成功，如果是则转下一步，如果否则返回上一步继续组网的步骤；
003，终端2采集数据信息，并通过空中接口传输到第一交换机12，第一交换机12将数据信息接收至通信收发模块1进行处理，然后通过互联网传输到服务器，客户通过用户主机5和第三方APP服务器4来调阅数据信息。
本发明利用了跳频和超窄带技术，提高了处理效率，更加适合通用计算，增加了同步机制，实现线程间通信以通用的处理器矩阵为主，辅以专用图形单元，可以解决数公里以上的物联网通信需求，从而降低终端硬体设备和网路的成本，且通信终端功耗低。
附图说明
图1为本发明通信系统的结构示意图。
图2为工作示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
一种超窄带物联网通信系统，包括操作管理中心3、多个第三方APP服务器4以及多个用户主机5，还包括通信收发模块1，所述通信收发模块1与操作管理中心3连接，所述第三方APP服务器4与通信收发模块1连接，所述用户主机5与第三方APP服务器4连接，所述通信收发模块1采用共享频谱的方式容纳多个终端2。
所述通信收发模块1包括：图形处理器GPU11、第一交换机12、第二交换机13、微控制单元MCU14、模数转换模块ADC15、自动增益控制放大器AGC16、下变频器17、低噪声放大器LNA18和射频功率放大器PA19，所述图形处理器GPU11与第一交换机12相连，所述第二交换机13与第一交换机12相连，所述微控制单元MCU14与第二交换机13相连，模数转换模块ADC15与微控制单元MCU14相连，所述自动增益控制放大器AGC16与模数转换模块ADC15相连，所述下变频器17与自动增益控制放大器AGC16相连，所述低噪声放大器LNA18与下变频器17相连，所述射频功率放大器PA19与低噪声放大器LNA18相连，所述第一交换机12通过互联网与外部实现通信。
所述的超窄带物联网通信系统，其通信方法为：
001，终端2在需要发送信息的时候，并将终端2的无线节点和第一交换机12通过超窄带物联网通信系统进行组网；
002，判断上述组网是否成功，如果是则转下一步，如果否则返回上一步继续组网的步骤；
003，终端2采集数据信息，并通过空中接口传输到第一交换机12，第一交换机12将数据信息接收至通信收发模块1进行处理，然后通过互联网传输到服务器，客户通过用户主机5和第三方APP服务器4来调阅数据信息。
所述003中第一交换机12将数据信息接收至通信收发模块1进行处理步骤具体为：
031，第一交换机12在接收到的数据信息中选取一个超窄带频段；
032，第一交换机12将超窄带频段范围内的接收信号通过第二交换机13输入到射频功率放大器PA19进行信号放大；
033，经过射频功率放大器PA19放大后的信号被其后的低噪声放大器LNA18和下变频器17处理后，超窄带频段范围内的信号被滤波到中频；
034，信号经低噪声放大器LNA18和下变频器17滤波后，传至自动增益控制放大器AGC16放大输出与模数转换模块ADC15输入幅度匹配的宽带模拟中频信号；
035，经匹配的宽带模拟中频信号通过微控制单元MCU14处理后依次经第二交换机13与第一交换机12传至图形处理器GPU11；
036，图形处理器GPU11将信号处理后回传至第一交换机12；
037，第一交换机12将图形处理器GPU11处理后的信号通过互联网传输到服务器即可。

Claims (4)

1.一种超窄带物联网通信系统，其特征在于包括操作管理中心(3)、多个第三方APP服务器(4)以及多个用户主机(5)，其特征在于：还包括通信收发模块(1)，所述通信收发模块(1)与操作管理中心(3)连接，所述第三方APP服务器(4)与通信收发模块(1)连接，所述用户主机(5)与第三方APP服务器(4)连接，所述通信收发模块(1)采用共享频谱的方式容纳多个终端(2)。
2.根据权利要求1所述的超窄带物联网通信系统，其特征在于所述通信收发模块(1)包括：图形处理器GPU(11)、第一交换机(12)、第二交换机(13)、微控制单元MCU(14)、模数转换模块ADC(15)、自动增益控制放大器AGC(16)、下变频器(17)、低噪声放大器LNA(18)和射频功率放大器PA(19)，所述图形处理器GPU(11)与第一交换机(12)相连，所述第二交换机(13)与第一交换机(12)相连，所述微控制单元MCU(14)与第二交换机(13)相连，模数转换模块ADC(15)与微控制单元MCU(14)相连，所述自动增益控制放大器AGC(16)与模数转换模块ADC(15)相连，所述下变频器(17)与自动增益控制放大器AGC(16)相连，所述低噪声放大器LNA(18)与下变频器(17)相连，所述射频功率放大器PA(19)与低噪声放大器LNA(18)相连，所述第一交换机(12)通过互联网与外部实现通信。
3.根据权利要求2所述的超窄带物联网通信系统，其通信方法为：
001，终端(2)在需要发送信息的时候，并将终端(2)的无线节点和第一交换机(12)通过超窄带物联网通信系统进行组网；
002，判断上述组网是否成功，如果是则转下一步，如果否则返回上一步继续组网的步骤；
003，终端(2)采集数据信息，并通过空中接口传输到第一交换机(12)，第一交换机(12)将数据信息接收至通信收发模块(1)进行处理，然后通过互联网传输到服务器，客户通过用户主机(5)和第三方APP服务器(4)来调阅数据信息。
4.根据权利要求3所述的超窄带物联网通信系统的通信方法，其特征在于003中第一交换机(12)将数据信息接收至通信收发模块(1)进行处理步骤具体为：
031，第一交换机(12)在接收到的数据信息中选取一个超窄带频段；
032，第一交换机(12)将超窄带频段范围内的接收信号通过第二交换机(13)输入到射频功率放大器PA(19)进行信号放大；
033，经过射频功率放大器PA(19)放大后的信号被其后的低噪声放大器LNA(18)和下变频器(17)处理后，超窄带频段范围内的信号被滤波到中频；
034，信号经低噪声放大器LNA(18)和下变频器(17)滤波后，传至自动增益控制放大器AGC(16)放大输出与模数转换模块ADC(15)输入幅度匹配的宽带模拟中频信号；
035，经匹配的宽带模拟中频信号通过微控制单元MCU(14)处理后依次经第二交换机(13)与第一交换机(12)传至图形处理器GPU(11)；
036，图形处理器GPU(11)将信号处理后回传至第一交换机(12)；
037，第一交换机(12)将图形处理器GPU(11)处理后的信号通过互联网传输到服务器即可。
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