CN111083677B - 一种低功耗下行通信系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了低功耗下行通信系统及方法。其中，低功耗下行通信系统，包括服务器及与其相邻的多个NB‑iot终端；每个NB‑iot终端均与一个窄域网无线模块相连，任意两个NB‑iot终端通过窄域网无线模块相互通信；所述NB‑iot终端在非工作状态下均处于休眠状态；每个NB‑iot终端在上传NB‑iot数据后，接收服务器所下发的ACK数据包，在ACK数据包中告知当前NB‑iot端是否需要唤醒其它的休眠NB‑iot终端，若需要唤醒其它的休眠NB‑iot终端，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB‑iot终端；否则，当前NB‑iot端进入休眠状态。

Description

一种低功耗下行通信系统及方法
技术领域
本发明属于数据通信领域，尤其涉及一种低功耗下行通信系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
窄带物联网(NB-IoT，Narrow Band Internet of Things)构建于蜂窝网络，是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。
在现有的NB-iot通信中，功耗对于终端来说非常重要，同时下行通信反应速度对于一些应用来说也非常重要。但是发明人发现，功耗与下行通信速度是负相关的，功耗越低，下行通信速度越慢，下行通信速度越快，功耗越高，要想同时获得低功耗和快速的下行反应速度，在现有的NB-iot通信中无法实现的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供一种低功耗下行通信系统，其利用通过窄域网无线模块唤醒其它NB-iot终端，在唤醒的同时将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端，提高了下行通信速度，降低了下行通信的功耗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低功耗下行通信系统，包括：服务器及与其相邻的多个NB-iot终端；每个NB-iot终端均与一个窄域网无线模块相连，任意两个NB-iot终端通过窄域网无线模块相互通信；所述NB-iot终端在非工作状态下均处于休眠状态；
每个NB-iot终端在上传NB-iot数据后，接收服务器所下发的ACK数据包，在ACK数据包中告知当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，当前NB-iot端进入休眠状态。
作为一种实施方式，所述NB-iot终端包括相互通信的微控制器和NB-iot模块。
其中，NB-iot模块用于实现与服务器之间的通信。
作为一种实施方式，NB-iot终端通过NB-iot模块定时向服务器上传NB-iot数据。
作为一种实施方式，窄域网无线模块与微控制器相互通信。
作为一种实施方式，所述窄域网无线模块为FSK模块。
作为一种实施方式，所述窄域网无线模块为lora无线模块。
作为一种实施方式，所述NB-iot数据包括其对应的NB-iot终端位置信息及相应NB-iot终端在预设时间段内所采集的数据。
作为一种实施方式，所述服务器还用于根据接收到的NB-iot数据中的NB-iot终端位置信息，指定的一NB-iot端与其需唤醒的NB-iot终端之间的距离不超过预设阈值。
作为一种实施方式，ACK数据包中包括需唤醒的NB-iot终端位置及待发送的指令或数据。
为了解决上述问题，本发明的第二个方面提供一种基于低功耗下行通信系统的通信方法，其利用通过窄域网无线模块唤醒其它NB-iot终端，在唤醒的同时将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端，提高了下行通信速度，降低了下行通信的功耗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于低功耗下行通信系统的通信方法，包括：
上传NB-iot数据至服务器后，接收服务器所下发的ACK数据包；
解析ACK数据包，并确认当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若是，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，进入休眠状态。
本发明的有益效果是：
本发明利用窄域网无线模块实现NB-iot终端之间的通信，进而实现一个NB-iot终端唤醒其它NB-iot终端，在唤醒的同时将接收到的服务器下发的ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端，这样提高了下行通信速度，降低了下行通信的功耗。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的一种低功耗下行通信系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1给出了本实施例的一种低功耗下行通信系统结构示意图。
如图1所示，本实施例的一种低功耗下行通信系统，包括：服务器及与其相邻的多个NB-iot终端；每个NB-iot终端均与一个窄域网无线模块相连，任意两个NB-iot终端通过窄域网无线模块相互通信；所述NB-iot终端在非工作状态下均处于休眠状态；
每个NB-iot终端在上传NB-iot数据后，接收服务器所下发的ACK数据包，在ACK数据包中告知当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，当前NB-iot端进入休眠状态。
ACK的全称为Acknowledge character，即确认字符，表示接收到的字符无错误。
在具体实施中，ACK数据包中包括需唤醒的NB-iot终端位置及待发送的指令或数据。
作为一种实施方式，所述NB-iot终端包括相互通信的微控制器和NB-iot模块。
其中，NB-iot模块用于实现与服务器之间的通信。
微控制器可采用可编辑逻辑器件或是其他控制器来实现。
作为一种实施方式，NB-iot终端通过NB-iot模块定时向服务器上传NB-iot数据。
例如：对于变电站的火灾监控现场场景来说，预先设定的相关传感器采集相应数据，比如温度和图像信息传送至NB-iot终端的微处理器，微处理器将接收到的数据经过NB-iot模块定时向服务器上传，同时给出其当前地理位置。
其中，向服务器上传数据的间隔时间可根据实际情况来具体设置，此处不再累述。
作为一种实施方式，窄域网无线模块与微控制器相互通信。
本实施例利用窄域网无线模块与微控制器相互通信，实现了窄域网无线模块接收服务器下发的ACK数据包的功能，同时利用窄域网无线模块实现了任意两个NB-iot终端相互通信。
作为一种实施方式，所述窄域网无线模块为FSK模块。
其中，FSK模块是指由频移键控利用载波和利线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。
作为一种实施方式，所述窄域网无线模块为lora无线模块。
其中，lora无线模块是低功耗传输设备,传输距离远,定位距离远,测速距离远,多频距离可达,多接收全网通通信,支持LORA终端定位,。
作为一种实施方式，所述NB-iot数据包括其对应的NB-iot终端位置信息及相应NB-iot终端在预设时间段内所采集的数据。
作为一种实施方式，所述服务器还用于根据接收到的NB-iot数据中的NB-iot终端位置信息，指定的一NB-iot端与其需唤醒的NB-iot终端之间的距离不超过预设阈值。
本实施例的基于低功耗下行通信系统的通信方法，包括：
上传NB-iot数据至服务器后，接收服务器所下发的ACK数据包；
解析ACK数据包，并确认当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若是，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，进入休眠状态。
本实施例利用窄域网无线模块实现NB-iot终端之间的通信，进而实现一个NB-iot终端唤醒其它NB-iot终端，在唤醒的同时将接收到的服务器下发的ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端，这样提高了下行通信速度，降低了下行通信的功耗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低功耗下行通信系统，其特征在于，包括：服务器及与其相邻的多个NB-iot终端；每个NB-iot终端均与一个窄域网无线模块相连，任意两个NB-iot终端通过窄域网无线模块相互通信；所述NB-iot终端在非工作状态下均处于休眠状态；
每个NB-iot终端在上传NB-iot数据后，接收服务器所下发的ACK数据包，在ACK数据包中告知当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，当前NB-iot端进入休眠状态。
2.如权利要求1所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，所述NB-iot终端包括相互通信的微控制器和NB-iot模块。
3.如权利要求2所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，NB-iot终端通过NB-iot模块定时向服务器上传NB-iot数据。
4.如权利要求1所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，窄域网无线模块与微控制器相互通信。
5.如权利要求1所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，所述窄域网无线模块为FSK模块。
6.如权利要求1所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，所述窄域网无线模块为lora无线模块。
7.如权利要求1所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，所述NB-iot数据包括其对应的NB-iot终端位置信息及相应NB-iot终端在预设时间段内所采集的数据。
8.如权利要求7所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，所述服务器还用于根据接收到的NB-iot数据中的NB-iot终端位置信息，指定的一NB-iot端与其需唤醒的NB-iot终端之间的距离不超过预设阈值。
9.如权利要求7所述的低功耗下行通信系统，其特征在于，ACK数据包中包括需唤醒的NB-iot终端位置及待发送的指令或数据。
10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述的低功耗下行通信系统的通信方法，其特征在于，包括：
上传NB-iot数据至服务器后，接收服务器所下发的ACK数据包；
解析ACK数据包，并确认当前NB-iot端是否需要唤醒其它的休眠NB-iot终端，若是，则通过窄域网无线模块唤醒，并将ACK数据包一并发送给被唤醒的NB-iot终端；否则，进入休眠状态。
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