CN110677170B - 一种宽窄带融合的自组网通信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽窄带融合的自组网通信装置，包括宽带自组网模块、窄带自组网模块，宽带天线和窄带天线，宽带自组网模块包括宽带微控制单元、电源管理单元、串口复用单元和宽带射频单元，窄带自组网模块包括主控芯片和窄带射频单元，宽带微控制单元提供网口与外界进行交互，串口复用单元提供串口与外界进行交互，串口复用单元与通过串口向窄带自组网模块发送信息，所述的窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管对所述的电源管理单元进行控制。本发明可实现宽带业务组网的同时，大幅提高指令等窄带业务的覆盖范围；通过窄带自组网控制宽带自组网模块的工作状态，极大降低了待机功耗，同时减低了设备的尺寸。

Description

一种宽窄带融合的自组网通信装置及方法

技术领域

本发明涉及无线自组网通信领域，具体为一种宽窄带融合的自组网通信装置及方法。

背景技术

随着应急救援、森林防火、远程无人机和其他军事方面的视频等大业务量的需求的快速增长，自组网设备由于具有无中心、自组织、自管理的技术优势，能大大解决无公网地区无线网络覆盖以及降低流量资费成本的问题，目前越来越受到行业级用户的青睐。

然而宽带自组网由于使用信号带宽较大，接收灵敏度受限，导致宽带自组网设备的传输距离受限，窄带自组网(例如语音业务等数据传输)由于使用信号带宽较小，接收灵敏度大大提高，相同发射功率下，网络覆盖范围是宽带自组网设备的几十甚至上百倍。

目前比较成熟的设计方案是宽带自组网和窄带自组网分开使用，宽带自组网系统用来传输视频等大业务量的数据，窄带自组网系统用来传输语音和控制指令等小业务量的数据。该应用模式具有尺寸大、外接设备多等缺点，不利于设备小型化、低功耗化和用户界面统一管理。

李华栋等人在《一种宽窄带融合通信方法及相关装置》中公开了一种快窄带融合通信系统的电源控制方法，通过窄带通信设备传输宽带系统相关的指令消息，来控制宽带模块的上电时序，从而节约功耗。但是该现有技术只能实现点对点和点对多点的传输，不能实现宽带和窄带设备的自组网功能，且该装置宽带模块上电控制方法，宽带模块只实现了信号处理功能，信号的传输依旧依赖窄带模块，不利于大业务量数据的传输。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一目的是提供一种宽窄带融合的自组网通信装置，用于解决宽带自组网设备传输指令覆盖范围小，窄带自组网设备不能传输大业务量数据，而宽带和窄带自组网同时工作，体积较大，功耗高，参数配置界面混乱等技术问题。同时本发明的第二目的是提供一种宽窄带融合的自组网通信方法，配合所述的自组网通信装置工作。

本发明的第一目的是这样实现的，一种宽窄带融合的自组网通信装置，包括宽带自组网模块、窄带自组网模块，宽带天线和窄带天线，所述的宽带自组网模块包括宽带微控制单元、电源管理单元、串口复用单元和宽带射频单元，所述的窄带自组网模块包括主控芯片和窄带射频单元，所述的宽带射频单元与宽带天线控制连接并进行信息交互，所述的窄带射频单元与窄带天线控制连接并进行信息交互，所述宽带微控制单元提供网口与外界进行交互，所述的串口复用单元提供串口与外界进行交互，所述的串口复用单元通过串口向窄带自组网模块发送信息，所述的窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管对所述的宽带自组网模块中的电源管理单元进行控制，所述的宽带微控制单元与所述的宽带射频单元连接，所述的宽带微控制单元通过串口与所述的串口复用单元连接，所述的主控芯片与所述的窄带射频单元连接。

本发明的第二目的是这样实现的，一种宽窄带融合的自组网通信装置的通信方法，包括以下步骤：

步骤1，给所述通信装置加电，窄带自组网模块处于工作状态，功耗较低；

步骤2，外部设备通过串口向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令，或者外部设备通过窄带天线向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令；

步骤3，窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管控制电源管理单元进行上电；

步骤4，宽带微控制单元通过串口与外部设备相连，进行正常业务传输或配置设备参数；

步骤5，外部设备通过串口向通信装置发送宽带自组网模块待机指令，或者外部设备通过天线向通信装置发送宽带自组网模块待机指令；

步骤6，主控芯片通过通用输入输出脚管控制宽带微控制单元处于待机模式。

本发明设计出一种宽窄带融合的自组网通信装置及方法，能同时实现宽带和窄带自组网的功能，在“火柴盒”大小的尺寸内，实现视频等大业务量数据传输的同时，大大提高指令等窄带数据信号的覆盖范围；通过窄带自组网控制宽带自组网上电和下电时间，从而降低设备待机功耗，提高模块待机时间；并通过一个数据接口，即可实现宽窄带数据的统一配置，极大方便了用户的操作和体验感。

附图说明

图1是本发明自组网通信装置的结构示意图；

图2是本发明自组网通信方法的流程示意图；

图3为本发明自组网通信装置的通信方法的系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，一种宽窄带融合的自组网通信装置，包括宽带自组网模块、窄带自组网模块，宽带天线和窄带天线，所述的宽带自组网模块包括宽带微控制单元(MCU)、电源管理单元(PMU)、串口复用单元和宽带射频单元(BWRF)，所述的窄带自组网模块包括主控芯片和窄带射频单元(NWRF)，所述的宽带射频单元与宽带天线控制连接并进行信息交互，所述的窄带射频单元与窄带天线控制连接并进行信息交互，所述宽带微控制单元提供网口与外界进行交互，所述的串口复用单元提供串口与外界进行交互，所述的串口复用单元通过串口向窄带自组网模块发送信息，所述的窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管(GPIO)对所述的宽带自组网模块中的电源管理单元进行控制，所述的宽带微控制单元与所述的宽带射频单元连接，所述的宽带微控制单元通过串口与所述的串口复用单元连接，所述的主控芯片与所述的窄带射频单元连接。

参照图2，一种宽窄带融合的自组网通信装置的通信方法，包括以下步骤：

步骤1，给所述通信装置加电，窄带自组网模块处于工作状态，功耗较低；

步骤2，外部设备通过串口向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令，或者外部设备通过窄带天线向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令；

步骤3，窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管(GPIO)控制电源管理单元(PMU)进行上电；

步骤4，宽带微控制单元通过串口与外部设备相连，进行正常业务传输或配置设备参数；

步骤5，外部设备通过串口向通信装置发送宽带自组网模块待机指令，或者外部设备通过天线向通信装置发送宽带模块待机指令；

步骤6，主控芯片通过通用输入输出脚管控制宽带微控制单元处于待机模式。

所述的自组网通信装置的通信方法的系统流程如图3所示。

本发明技术方案带来的有益效果：

宽窄带融合自组网，可实现宽带业务组网的同时，大大提高指令等窄带业务的覆盖范围；通过窄带自组网控制宽带自组网模块的工作状态，大大降低了待机功耗，从而减低了设备的尺寸；通过一个接口，可实现宽带和窄带自组网的参数配置，并提供人机交互界面；设备采用模块化设计，方便后续功能扩展。

Claims (2)

1.一种宽窄带融合的自组网通信装置，其特征在于，包括宽带自组网模块、窄带自组网模块，宽带天线和窄带天线，所述的宽带自组网模块包括宽带微控制单元、电源管理单元、串口复用单元和宽带射频单元，所述的窄带自组网模块包括主控芯片和窄带射频单元，所述的宽带射频单元与宽带天线控制连接并进行信息交互，所述的窄带射频单元与窄带天线控制连接并进行信息交互，所述宽带微控制单元提供网口与外界进行交互，所述的串口复用单元提供串口与外界进行交互，所述的串口复用单元通过串口向窄带自组网模块发送信息，所述的窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管对所述的宽带自组网模块中的电源管理单元进行控制，所述的宽带微控制单元与所述的宽带射频单元连接，所述的宽带微控制单元通过串口与所述的串口复用单元连接，所述的主控芯片与所述的窄带射频单元连接。

2.一种应用于权利要求1所述的宽窄带融合的自组网通信装置的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，给所述通信装置加电，窄带自组网模块处于工作状态，功耗较低；

步骤2，外部设备通过串口向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令，或者外部设备通过窄带天线向所述的通信装置发送宽带自组网模块上电指令；

步骤3，窄带自组网模块中的主控芯片通过通用输入输出脚管控制电源管理单元进行上电；

步骤4，宽带微控制单元通过串口与外部设备相连，进行正常业务传输或配置设备参数；

步骤5，外部设备通过串口向通信装置发送宽带自组网模块待机指令，或者外部设备通过天线向通信装置发送宽带自组网模块待机指令；

步骤6，主控芯片通过通用输入输出脚管控制宽带微控制单元处于待机模式。

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