CN110933734B - 一种基于lte模块与mesh模块融合的通信系统及方法 - Google Patents

一种基于lte模块与mesh模块融合的通信系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统及方法，所述系统包括基站、路由器；所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；所述路由器用于当接收到外接设备发送的通信数据时，分别通过LTE通信链路及MESH通信链路发送至与对应的接收该通信数据的外接设备相连的路由器。通过LTE模块及MESH模块的两种网络互联互通，双网融合，可以同时通过LTE通信链路及MESH通信链路进行通信数据的传输，满足各种场景中数据传输的需要，同时可以实现以最优的网络进行通信。

Description

一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统及方法。
背景技术
无线自组网是一种无基础设施的网络结构。它具有自组的特性，免配置，开机即和周围节点组网，即可传输业务。自组网支持节点移动、节点增加、节点删除；支持通过多跳中继扩大覆盖范围。自组网的网络形态灵活，所有节点既是终端又是网关，任意节点都可接入有线网络，增加系统容量。自组网是一种网状网，多点对多点的连接，通过路由备份，可实现高靠性的传输，网络自愈能力强。
而现有采用的单模组无线自组网的进行数据传输，无法满足各种场景，无法在最优的网络中进行通信。
发明内容
为此，需要提供一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统及方法，解决现有单模组的自组网中无法满足各种尝尽及无法在最优的网络中进行数据传输的问题。
发明人提供了一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，通过LTE模块及MESH模块的两种网络互联互通，双网融合，可以同时通过LTE通信链路及MESH通信链路进行通信数据的传输，满足各种场景中数据传输的需要，同时可以实现以最优的网络进行通信。
为实现上述目的，发明人提供了一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，包括基站、路由器；
所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；
所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；
所述路由器用于当接收到外接设备发送的通信数据时，分别通过LTE通信链路及MESH通信链路发送至与对应的接收该通信数据的外接设备相连的路由器。
进一步优化，所述路由器还用于当接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。
进一步优化，所述MESH模块还用于通过WiFi通信模块或者有线网络接口接收外接设备发送的通信数据或者向外接设备发送通信数据。
进一步优化，还包括汇聚服务器，所述汇聚服务器连接于LTE通信链路及MESH通信链路，所述汇聚服务器用于判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。
进一步优化，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。
发明人还提供了另一个技术方案：一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，应用于一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，该系统包括基站及路由器；所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；所述方法具体包括以下步骤：
路由器通过MESH模块与外接设备建立通信连接，并接收该外接设备发送的通信数据；
当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据；
与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器接收到通信数据后，并将接收的通信数据通过MESH模块发送至接收该通信数据的外接设备。
进一步优化，所述“当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据”具体包括以下步骤：
当路由器接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。
进一步优化，所述“路由器通过MESH模块与外接设备建立通信连接”具体包括以下步骤；
路由器通过MESH模块的WiFi通信模块或者有线网络接口与外接设备建立通信连接。
进一步优化，还包括以下步骤：
通过连接于LTE通信链路及MESH通信链路的汇聚服务器判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。
进一步优化，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。
区别于现有技术，上述技术方案，当路由器收到外接设备发送的通信数据后，同时通过LTE模块及MESH模块进行传输该通信数据，实现LTE模块及MESH模块的两种网络互联互通，双网融合，即路由器通过LTE通信链路以MESH通信链路进行同时传输该数据，根据其传输的通信数据发送至接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并通过该路由器的MESH模块经通信数据发送至要接收该通信数据的外接设备。可以满足不同环境中的数据传输，同时通过LTE通信链路及MESH通信链路进行输出传输，可以实现以最优的网络进行数据传输。
附图说明
图1为具体实施方式所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统的一种结构示意图；
图2为具体实施方式所述LTE模块的信号强度的判断过程的一种流程示意图；
图3为具体实施方式所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法的一种流程示意图。
附图标记说明：
110、基站，
120、路由器，
121、LTE模块，
122、MESH模块，
130、路由器，
131、LTE模块，
132、MESH模块，
140、路由器，
141、LTE模块，
142、MESH模块，
151、外接设备，
152、外接设备，
153、外接设备。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1，本实施例提供了一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，包括基站110及不同的路由器，如图1中所示的路由器120、路由器130及路由器140；
所述路由器包括LTE模块、MESH模块；如路由器120包括LTE模块121及MESH模块122；如路由器130包括LTE模块131及MESH模块132；如路由器140包括LTE模块141及MESH模块142；
所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；
所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；
所述路由器用于当接收到外接设备发送的通信数据时，分别通过LTE通信链路及MESH通信链路发送至与对应的接收该通信数据的外接设备相连的路由器。不同的路由器与不同的外接设备进行连接，如路由器120连接外接设备151，路由器130连接外接设备152，路由器140连接外接设备153。
其中，同一个专网的基站下的不同路由器的LTE模块能够相互ping通，以及路由器通过将LTE+底板制作而成，该路由器具有NAT(Network Address Translation，网址地址转换)功能，同时具有IP+端口映射功能；当外接设备需要与另外的一个外接设备进行通信时，外接设备将通信数据发送至与其连接的路由器，其中，路由器的MESH模块通过WiFi通信模块或者有线网络接口与外接设备进行通信连接，路由器的MESH模块通过WiFi通信模块或者有线网络接口接收外接设备发送的通信数据或者向外接设备发送通信数据。当路由器收到外接设备发送的通信数据后，同时通过LTE模块及MESH模块进行传输该通信数据，即路由器通过LTE通信链路以MESH通信链路进行同时传输该数据，根据其传输的通信数据发送至接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并通过该路由器的MESH模块经通信数据发送至要接收该通信数据的外接设备。可以满足不同环境中的数据传输，同时通过LTE通信链路及MESH通信链路进行输出传输，可以实现以最优的网络进行数据传输。
具体的，如当外接设备153需要将通信数据传输至外接设备151时，外接设备153通过WiFi或者有线网络接口将数据发送至路由器140的MESH模块142及LTE模块141，路由器140将接收到的通信数据通过MESH模块142的低频无线信号以及LTE模块141的无线模块同时发送通信，即通信数据通过LTE通信链路及MESH通信链路两条链路进行传输。MESH通信链路传输：路由器140的MESH模块142接收到的通信数据通过MESH无线自组网寻找与外接设备151相连的路由器120的MESH模块122，并将通信数据发送至路由器120的MESH模块233，路由器120的MESH模块122接收到通信数据后，通过WiFi或者有线网络接口将通信数据发送至外接设备151；LTE通信链路传输：路由器140的LTE模块141将接收到的通信数据发送至基站110，基站110寻找与外接设备151相连的路由器120的MESH模块122，并将通信数据发送至路由器120的MESH模块122，路由器120的MESH模块122接收到通信数据后，通过WiFi或者有线网络接口将通信数据发送至外接设备151。
其中，当LTE模块与基站的通信质量好的时候，可以优先进行LTE通信链路进行数据传输，具体的，所述路由器还用于当接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。路由器对无线环境进行监测，通过LTE模块的信号强度进行判断LTE通信链路的通信质量，当LTE模块的信号强度大于预设值时，表明LTE通信链路的通信质量好，可以优先通过LTE通信链路进行通信数据传输，而当，当LTE模块的信号强度低于预设值时，表明LTE通信链路的通信质量不要好，则优先通过MESH通信链路进行通信数据传输。而其中，为了避免判断错误，如图2所示的LTE模块的信号强度的判断过程，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值的过程中，通过三次循环判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，当采集三次的LTE模块与基站之间的信号强度均低于预设值时，则优先通过MESH通信链路进行通信数据传输，防止误判的情况发生。
在本实施例中，为了避免数据环路，还包括汇聚服务器110，所述汇聚服务器110连接于LTE通信链路及MESH通信链路，所述汇聚服务器110用于判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。通过汇聚服务器110对LTE通信链路及MESH通信链路的数据通信进行监测，判断是否由重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，当重复的通信数据通过汇聚服务器110时，则将重复的通信数据过滤，且被弃用，保证LTE通信链路及MESH通信链路中的通信数据不会重复发送至接收的外接设备中，如当通信数据已经通过LTE通信数据发送至接收的外接设备时，则对MESH通信链路中的相同通信数据进行过滤及弃用，而当通信数据已经通过MESH通信数据发送至接收的外接设备时，则对LTE通信链路中的相同通信数据进行过滤及弃用，可以防止数据环路。
其中，本实施例中，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。在其他实施例中，也可以通过基站接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，通过查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的LTE模块，然后将通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的LTE模块，然后发送至接收该通信数据的外接设备。
请参阅图2，在另一个实施例中，一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，应用于一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，该系统包括基站及路由器；所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；所述方法具体包括以下步骤：
步骤S210：路由器通过MESH模块与外接设备建立通信连接，并接收该外接设备发送的通信数据；
步骤S220：当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据；
步骤S230：与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器接收到通信数据后，并将接收的通信数据通过MESH模块发送至接收该通信数据的外接设备。
其中，同一个专网的基站下的不同路由器的LTE模块能够相互ping通，以及路由器通过将LTE+底板制作而成，该路由器具有NAT(Network Address Translation，网址地址转换)功能，同时具有IP+端口映射功能；当外接设备需要与另外的一个外接设备进行通信时，外接设备将通信数据发送至与其连接的路由器，其中，路由器的MESH模块通过WiFi通信模块或者有线网络接口与外接设备进行通信连接，路由器的MESH模块通过WiFi通信模块或者有线网络接口接收外接设备发送的通信数据或者向外接设备发送通信数据。当路由器收到外接设备发送的通信数据后，同时通过LTE模块及MESH模块进行传输该通信数据，即路由器通过LTE通信链路以MESH通信链路进行同时传输该数据，根据其传输的通信数据发送至接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并通过该路由器的MESH模块经通信数据发送至要接收该通信数据的外接设备。可以满足不同环境中的数据传输，同时同时通过LTE通信链路及MESH通信链路进行输出传输，可以实现以最优的网络进行数据传输。
具体的，如当外接设备153需要将通信数据传输至外接设备151时，外接设备153通过WiFi或者有线网络接口将数据发送至路由器140的MESH模块142及LTE模块141，路由器140将接收到的通信数据通过MESH模块142的低频无线信号以及LTE模块141的无线模块同时发送通信，即通信数据通过LTE通信链路及MESH通信链路两条链路进行传输。MESH通信链路传输：路由器140的MESH模块142接收到的通信数据通过MESH无线自组网寻找与外接设备151相连的路由器120的MESH模块122，并将通信数据发送至路由器120的MESH模块233，路由器120的MESH模块122接收到通信数据后，通过WiFi或者有线网络接口将通信数据发送至外接设备151；LTE通信链路传输：路由器140的LTE模块141将接收到的通信数据发送至基站110，基站110寻找与外接设备151相连的路由器120的MESH模块122，并将通信数据发送至路由器120的MESH模块122，路由器120的MESH模块122接收到通信数据后，通过WiFi或者有线网络接口将通信数据发送至外接设备151。
其中，当LTE模块与基站的通信质量好的时候，可以优先进行LTE通信链路进行数据传输，具体的，所述“当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据”具体包括以下步骤：
当路由器接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。
路由器对无线环境进行监测，通过LTE模块的信号强度进行判断LTE通信链路的通信质量，当LTE模块的信号强度大于预设值时，表明LTE通信链路的通信质量好，可以优先通过LTE通信链路进行通信数据传输，而当，当LTE模块的信号强度低于预设值时，表明LTE通信链路的通信质量不要好，则优先通过MESH通信链路进行通信数据传输。而其中，为了避免判断错误，如图2所示的LTE模块的信号强度的判断过程，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值的过程中，通过三次循环判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，当采集三次的LTE模块与基站之间的信号强度均低于预设值时，则优先通过MESH通信链路进行通信数据传输，防止误判的情况发生。
在本实施例中，为了避免数据环路，还包括以下步骤：
通过连接于LTE通信链路及MESH通信链路的汇聚服务器判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。
通过汇聚服务器对LTE通信链路及MESH通信链路的数据通信进行监测，判断是否由重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，当重复的通信数据通过汇聚服务器时，则将重复的通信数据过滤，且被弃用，保证LTE通信链路及MESH通信链路中的通信数据不会重复发送至接收的外接设备中，如当通信数据已经通过LTE通信数据发送至接收的外接设备时，则对MESH通信链路中的相同通信数据进行过滤及弃用，而当通信数据已经通过MESH通信数据发送至接收的外接设备时，则对LTE通信链路中的相同通信数据进行过滤及弃用，可以防止数据环路。
其中，本实施例中，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。在其他实施例中，也可以通过基站接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，通过查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的LTE模块，然后将通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的LTE模块，然后发送至接收该通信数据的外接设备。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，其特征在于，包括基站、路由器；
所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；
所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；
所述路由器用于当接收到外接设备发送的通信数据时，分别通过LTE通信链路及MESH通信链路发送至与对应的接收该通信数据的外接设备相连的路由器；
所述路由器还用于当接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。
2.根据权利要求1所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，其特征在于，所述MESH模块还用于通过WiFi通信模块或者有线网络接口接收外接设备发送的通信数据或者向外接设备发送通信数据。
3.根据权利要求1所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，其特征在于，还包括汇聚服务器，所述汇聚服务器连接于LTE通信链路及MESH通信链路，所述汇聚服务器用于判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。
4.根据权利要求1所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，其特征在于，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。
5.一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，其特征在于，应用于一种基于LTE模块与MESH模块融合的通信系统，该系统包括基站及路由器；所述路由器包括LTE模块、MESH模块；所述LTE模块用于与基站通信连接，并通过基站与其他路由器进行通信，形成LTE通信链路；所述MESH模块用于与其他路由器的MESH模块进行通信，形成MESH通信链路，并接收外接设备发送的通信数据及向外接设备发送通信数据；所述方法具体包括以下步骤：
路由器通过MESH模块与外接设备建立通信连接，并接收该外接设备发送的通信数据；
当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据；
与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器接收到通信数据后，并将接收的通信数据通过MESH模块发送至接收该通信数据的外接设备；
所述“当路由器接收到外接设备发送的通信数据时，通过LTE通信链路及MESH通信链路向与接收所述通信数据的外接设备连接的路由器发送所述通信数据”具体包括以下步骤：
当路由器接收的外接设备发送的通信数据时，判断LTE模块与基站之间的信号强度是否低于预设值，若高于预设值，则优先通过LTE通信链路发送至对应的外接设备；若低于预设值，则优先通过MESH通信链路发送外接设备的通信数据。
6.根据权利要求5所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，其特征在于，所述“路由器通过MESH模块与外接设备建立通信连接”具体包括以下步骤；
路由器通过MESH模块的WiFi通信模块或者有线网络接口与外接设备建立通信连接。
7.根据权利要求5所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过连接于LTE通信链路及MESH通信链路的汇聚服务器判断是否有重复的通信数据在LTE通信链路或MESH通信链路上传输，若有，则过滤该重复数据。
8.根据权利要求5所述基于LTE模块与MESH模块融合的通信方法，其特征在于，所述基站还用于当接收到与外接设备连接路由器的LTE模块发送的通信数据时，根据接收的通信数据查找与接收该通信数据的外接设备连接的路由器，并将接收的通信数据发送至与接收该通信数据的外接设备连接的路由器的MESH模块。
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