CN107612580B - 切换电子设备工作模式的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通讯方法技术领域，具体来说是一种切换电子设备工作模式的方法，包括自动切换和自动判断两大步骤：自动切换步骤：电子设备启动后，根据有无接收到广播数据判断是否已有其他电子设备工作在主机模式；自动判断步骤：工作在从机工作模式的电子设备根据接收到的广播数据判断工作在主机模式的电子设备是否正常工作。本发明同现有技术相比，其优点在于：工作在主机模式的电子设备无需维护从机状态列表，工作在从机模式的电子设备无需与工作在主机模式的电子设备通讯，即可判断工作在主机模式的电子设备和网络环境是否正常，并以此控制自身切换工作模式，使得控制复杂度大大降低。
Description
[技术领域]
本发明涉及无线通讯方法技术领域，具体来说是一种切换电子设备工作模式的方法。
[背景技术]
在具备主机和从机角色的通讯网络中，一个设备的工作模式可能发生变化，而现有技术中设备一般处于固定模式，或需要由主机下达指令完成工作模式切0换，此过程需要主机维护从机设备列表和定期检查，控制方式复杂，软件开发复杂度高。且如果主机出现故障，容易导致网络失效。因此，需要设计一种切换电子设备工作模式的方法。
[发明内容]
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种切换电子设备工作模式的方法，工作在从机模式的电子设备通过工作在主机模式的电子设备以设定的时间间隔发送的广播数据即可判断工作在主机模式的电子设备和网络环境是否正常。
为了实现上述目的，设计一种切换电子设备工作模式的方法，其特征在于所述的方法包括自动切换和自动判断两大步骤：
a. 自动切换步骤：电子设备启动后，根据有无接收到广播数据判断是否已有其他电子设备工作在主机模式，主机在统一信道上向所有工作在从机模式的电子设备广播数据包，工作在从机模式的电子设备监听信道并接收数据包，再以单播的方式向主机发送数据：若有，则进入从机工作模式；若无，则进入主机工作模式；
b. 自动判断步骤：工作在从机工作模式的电子设备根据接收到的广播数据判断工作在主机模式的电子设备是否正常工作：若未正常工作，则工作在从机工作模式的电子设备触发自动切换步骤重新确定工作在主机模式的电子设备。
所述的步骤a具体如下：
电子设备启动后，若在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，则进入从机工作模式；
若未在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，则电子设备检测相连的SIM卡是否有效：
若SIM卡无效，则电子设备重新等待广播数据，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若在设定的时间间隔内未收到广播数据，则电子设备重启；
若SIM卡有效，则电子设备随机等待广播，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若未收到广播数据则电子设备进入主机工作模式。
所述的步骤b具体如下：所述的电子设备内置一组计时器，工作在主机模式的电子设备以设定的时间间隔向全网发送包含时间戳的广播数据，工作在从机模式的电子设备接收到广播数据后，分析广播数据的内容与信号强度，并与本机时间比较无误后重置内置计时器；若超过设定的时间间隔仍未接收到广播数据或时间戳与本机时间有误，则内置计时器超时，触发自动切换步骤重新确定工作模式。
本发明同现有技术相比，其优点在于：工作在主机模式的电子设备无需维护从机状态列表，工作在从机模式的电子设备无需与工作在主机模式的电子设备通讯，即可判断工作在主机模式的电子设备和网络环境是否正常，并以此控制自身切换工作模式，使得控制复杂度大大降低。
[附图说明]
图1是本发明步骤a的流程示意图；
图2是本发明步骤b的流程示意图；
图3是本发明实施例中电子设备通讯方法的流程示意图；
图4是本发明实施例中电子设备主控制器与远程通讯设备之间的电原理图；
图5是本发明实施例中电子设备主控制器操作局域通讯设备时的示意图；
图6是本发明实施例中电子设备的局域通讯设备部分的电原理图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种方法的原理对本专业的人来说是非常清楚的。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。
本发明所采用的电子设备同时具备主机工作模式和从机工作模式，该电子设备同时包括局域通讯设备和远程通讯设备，参见图4，是该电子设备主控制器与远程通讯设备之间的电原理图，所述电子设备的主控制器与远程通讯设备和局域通讯设备信号相连，所述的远程通讯设备包括4G LTE通讯芯片、SIM卡和远程通讯天线，所述主控制器的RXD端与电平转换芯片的A1端相连，所述主控制器的TXD端与电平转换芯片的A2端相连，所述电平转换芯片的B1端与4G LTE通讯芯片的TXD端相连，所述电平转换芯片的B2端与4G LTE通讯芯片的RXD端相连，所述主控制器的PWR端与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与电阻R2一端和三极管Q1基极相连，电阻R2另一端与三极管Q1发射极和4G LTE通讯芯片的GND相连后接地，三极管Q1的集电极与4G LTE通讯芯片的PWR端相连，4G LTE通讯芯片的ANT端与远程通讯天线相连，4G LTE通讯芯片的USIM端与SIM卡的IO端相连，SIM卡的GND端接地。
所述的主控制器采用STM32F103RCT6型号；所述的电平转换芯片负责将主控制器的3.3V信号电压转换为通讯模块的1.8V信号电样，采用的型号为TXB0102；所述的4G LTE通讯芯片用于完成4G网络协议栈和通讯功能，通过串口与主控制器连接，采用的型号为SIM7600CE。
参见图6，所述的主控制器通过输入接插件与局域通讯设备相连，所述的主控制器的EN1端与输入接插件的EN2端相连，所述主控制器的EN2端与输入接插件的EN1端相连，所述主控制器的另一TXD端与输入接插件的RXD端相连，所述主控制器的另一RXD端与输入接插件的TXD端相连，所述的局域通讯设备包括第一通讯系统、第二通讯系统、局域通讯天线，所述的第一通讯系统包括相连的第一Zigbee主控制器和第一射频放大器，所述的第二通讯系统包括相连的第二Zigbee主控制器和第二射频放大器，所述的输入接插件的EN1端与射频信号开关的EN2端相连，所述的输入接插件的EN2端与射频信号开关的EN1端、第一信号开关的CTRL端和第二信号开关的CTRL端相连，所述输入接插件的RXD端与第一信号开关的COM端相连，所述输入接插件的TXD端与第二信号开关的COM端相连，所述第一信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第一信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的RXD端相连，所述第二信号开关的NO端与第一Zigbee主控制器的TXD端相连，所述的信号开关的NC端与第二Zigbee主控制器的TXD端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFP端与第一射频放大器的RFP端相连，所述第一Zigbee主控制器的RFN端与第一射频放大器的RFN端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFP端与第二射频放大器的RFP端相连，所述第二Zigbee主控制器的RFN端与第二射频放大器的RFN端相连，所述第一射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN1端相连，所述第二射频放大器的ANT端与射频信号开关的IN2端相连，所述射频信号开关的OUT端与局域通讯天线相连。
所述的第一信号开关和第二信号开关的型号为SGM3001，其构成的一组信号开关负责在两组通讯系统之间切换与主控制器的通讯路径；所述的第一Zigbee主控制器和第二Zigbee主控制器的型号为CC2530F256，用于完成Zigbee协议栈驱动和通讯过程；所述的第一射频放大器和第二射频放大器的型号为CC2592前置射频放大器，负责放大Zigbee功率信号，获得更远的传输距离；所述的射频信号开关的型号为HMC544A，负责将对应通讯系统的射频信号连接至天线，其与第一信号开关和第二信号开关同步控制。
参见图3，所述电子设备的通讯方法如下：若干台所述的电子设备采用局域通讯设备发送数据，并由一台电子设备接收，再通过远程通讯装置发送至远端服务器，所述的第一通讯系统工作在主机模式，所述的第二通讯系统工作在从机模式，
当所述的电子设备启动后，首先通过局域通讯装置检测本地网络是否存在，若存在本地网络，即执行加入网络动作，同时将本装置设置为从机工作模式，并关闭远程通讯装置，数据通过局域通讯设备发送至工作在主机工作模式的电子设备；
若不存在本地网络，电子设备在检查自身远程通讯装置的可用性后会重启局域通讯设备，并将本装置设置为主机工作模式，通过局域通讯装置建立局域通讯网络以接收其他电子设备发送的数据，通过远程通讯装置建立远程通讯网络以将数据发送至远端服务器。
当电子设备的主控制器操作远程通讯装置时，主控制器的PWR端，即引脚27，输出3.3V高电平，并维持一秒，该电平经电阻R1与电阻R2分压后得到约3.23V的信号电压使得三极管Q1导通，该信号电压通过导通的三极管Q1再输出至4G LTE通讯芯片，此时4G LTE通讯芯片的PWR端被设置为低电平，维持一秒后，4G LTE通讯芯片启动开机流程；
开机后，4G LTE通讯芯片通过USIM接口与SIM卡通讯，获得所需数据后，进行网络注册，注册成功后，4G LTE通讯芯片将通过串行数据接口TXD端与RXD端尝试与主控制器通讯，信号通过电平转换芯片进行电平转换，使电压从1.8V转换为3.3V后被主控制器接收，主控制器通收到信号后对4G LTE通讯芯片进行初始化后，4G LTE通讯芯片即可正常工作；
当需要进行远程网络数据传输时，主控制器通过主控制器的RXD端与TXD端输入或输出信号，经过电平转换芯片转换后，以AT指令集为格式，向远端服务器发送指令或接收结果；
当电子设备关机时，主控制器的PWR端，即27号引脚处，输出3.3V高电平，并维持5秒，该电平经电阻R1与电阻R2分压后通过导通的三极管Q1再输出至4G LTE通讯芯片，此时4G LTE通讯芯片的PWR端被设置为低电平，维持5秒后，触发通讯模块的关机程序。
参见图5和图6，当电子设备的主控制器操作局域通讯装置时，所述的电子设备内的EN1和EN2两个信号输入端，分别用于启用第一通讯系统和第二通讯系统，
当需要以主机模式工作时，主控制器对输入接插件的EN2端施加高电平，对接插件的EN1端施加低电平，由输入接插件的RXD端输入的信号依次经过第一信号开关的COM端和NO端后输入至第一Zigbee主控制器，由输入接插件的TXD端输入的信号依次经过第二信号开关的COM端和NO端后输入至第一Zigbee主控制器，工作在主机模式的第一Zigbee主控制器得以连接到主控制器，同时，射频信号开关的EN1端被施加高电平，因此射频信号开关的IN1端，即主机模式协议芯片经过射频前端放大后的信号得以选通，被连接至射频信号开关的OUT引脚，通过局域通讯天线对外通讯；
当需要以从机模式工作时，主控制器对输入接插件的EN2端施加低电平，对接插件的EN1端施加高电平，由输入接插件的RXD端输入的信号依次经过第一信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，由输入接插件的TXD端输入的信号依次经过第二信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，工作在从机模式的第二Zigbee主控制器得以连接到主控制器，同时，射频信号开关的EN2端被施加高电平，因此射频信号开关的IN2端，即从机模式协议芯片经过射频前端放大后的信号得以选通，被连接至射频信号开关的OUT引脚，通过局域天线对外通讯。
当需要以从机模式工作时，主控制器对输入接插件的EN2端施加低电平，对接插件的EN1端施加高电平，由输入接插件的RXD端输入的信号依次经过第一信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，由输入接插件的TXD端输入的信号依次经过第二信号开关的COM端和NC端后输入至第二Zigbee主控制器，工作在从机模式的第二Zigbee主控制器得以连接到主控制器，同时，射频信号开关的EN2端被施加高电平，因此射频信号开关的IN2端，即从机模式协议芯片经过射频前端放大后的信号得以选通，被连接至射频信号开关的OUT引脚，通过天线对外通讯。
参见图1，电子设备启动时，既非主机模式，也非从机模式，根据收到的广播数据信号判断后，再进入相应的工作模式,在星形组网中，主机在统一信道上向所有工作在从机模式的电子设备广播数据包，工作在从机模式的电子设备监听信道并接收数据包，再以单播的方式向主机发送数据。电子设备启动后，若在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，则进入从机工作模式；
若未在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，由于作为主机必须要具备4G LTE通讯能力，因此是否插入正确的SIM卡是一个判断标准，因此此时电子设备需要检测插入的SIM卡是否有效：
若SIM卡无效，则电子设备重新等待广播数据，这是因为其他电子设备检测SIM有效后，会开始发送广播包，此时检测可以跳过重启过程，缩短设备启动时间。并在收到广播数据后进入从机工作模式，若在设定的时间间隔内未收到广播数据，则电子设备重启；
若SIM卡有效，则电子设备随机等待广播，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若未收到广播数据则电子设备进入主机工作模式。此处，检测到SIM卡有效后会重新随机等待广播，是为了避免两台同时具备主机能力（即SIM卡有效）的电子设备同时启动后产生主机冲突，因此，电子设备在检测到SIM卡有效后，会等待一个设定好的随机时间，确定无其他电子设备工作在主机模式后，才进入主机工作模式。
参见图2，所述的电子设备内置一组计时器，工作在主机模式的电子设备会以设定的时间间隔向全网发送包含时间戳的广播数据，工作在从机模式的电子设备接收到广播数据后，分析广播数据的内容与信号强度，若信号强度正常，并且广播数据的时间戳与本机时间比较无误，则电子设备将重置内置计时器；若电子设备未接收到广播数据或时间戳与本机时间有误或信号强度不正常，则电子设备的内置计时器不会重置，而会一直累加，在超过设定的时间间隔后计时器超时，则电子设备重启并触发自动切换步骤重新确定应工作在主机模式还是从机模式。
Claims (3)
1.一种切换电子设备工作模式的方法，其特征在于所述的方法包括自动切换和自动判断两大步骤：
a.自动切换步骤：电子设备启动后，根据有无在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据判断是否已有其他电子设备工作在主机模式，主机在统一信道上向所有工作在从机模式的电子设备广播数据包，工作在从机模式的电子设备监听信道并接收数据包，再以单播的方式向主机发送数据：若有，则进入从机工作模式；若无，则进入主机工作模式；
b.自动判断步骤：工作在从机工作模式的电子设备根据接收到的广播数据判断工作在主机模式的电子设备是否正常工作：若未正常工作，则工作在从机工作模式的电子设备触发自动切换步骤重新确定工作模式。
2.如权利要求1所述的一种切换电子设备工作模式的方法，其特征在于所述的步骤a具体如下：
电子设备启动后，若在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，则进入从机工作模式；
若未在设定的时间间隔内收到其他工作在主机模式的电子设备发出的广播数据，则电子设备检测相连的SIM卡是否有效：
若SIM卡无效，则电子设备重新等待广播数据，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若在设定的时间间隔内未收到广播数据，则电子设备重启；
若SIM卡有效，则电子设备随机等待广播，并在收到广播数据后进入从机工作模式，若未收到广播数据则电子设备进入主机工作模式。
3.如权利要求1所述的一种切换电子设备工作模式的方法，其特征在于所述的步骤b具体如下：所述的电子设备内置一组计时器，工作在主机模式的电子设备以设定的时间间隔向全网发送包含时间戳的广播数据，工作在从机模式的电子设备接收到广播数据后，分析广播数据的内容与信号强度，并与本机时间比较无误后重置内置计时器；若超过设定的时间间隔仍未接收到广播数据或时间戳与本机时间有误，则内置计时器超时，触发自动切换步骤重新确定工作在主机模式的电子设备。
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