CN111246553A - 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置 - Google Patents

一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111246553A
CN111246553A CN202010054279.7A CN202010054279A CN111246553A CN 111246553 A CN111246553 A CN 111246553A CN 202010054279 A CN202010054279 A CN 202010054279A CN 111246553 A CN111246553 A CN 111246553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
module
data
frequency band
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010054279.7A
Other languages
English (en)
Inventor
宋树祥
黄祖存
王勋
陈昱钢
涂超婷
劳晓琳
王芳晓
黄显雅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi Normal University
Original Assignee
Guangxi Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi Normal University filed Critical Guangxi Normal University
Priority to CN202010054279.7A priority Critical patent/CN111246553A/zh
Publication of CN111246553A publication Critical patent/CN111246553A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02Power saving arrangements
    • H04W52/0209Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0212Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02Power saving arrangements
    • H04W52/0209Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0212Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
    • H04W52/0219Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave where the power saving management affects multiple terminals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置,功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法包括上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来;判断射频芯片是否检测到数据到来。通过配置工作频率、发射功率和工作频段通道,处于低功耗状态,根据通信信号质量情况,进行断开和接通插入损耗,调整发射功率,避免造成发射功率过大或不足。

Description

一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置。
背景技术
自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制,用户终端是可以移动的便携式终端,自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机,终端需要运行各种面向用户的应用程序,如编辑器、浏览器等;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作,故要求节点实现合适的路由协议。但是现有的自组网中的无线模块只以特定的功率发送数据,不会根据通信信号质量情况自动调节发射功率大小而造成发射功率过大或者不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置,通过配置工作频率、发射功率和工作频段通道,处于低功耗状态,根据通信信号质量情况,进行断开和接通插入损耗,调整发射功率,避免造成发射功率过大或者不足,同时提高信号灵敏度和阻抗匹配性。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,包括:
上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道;
输出第一使能信号和第一断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;
判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来;
若检测到数据到来,则进行数据接收、处理;
若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;
判断射频芯片是否检测到数据到来;
若是,则处理接收到的数据;
若否,则继续等待数据到来。
在一实施方式中,若检测到数据到来,则进行数据接收、处理,具体步骤包括:
输出第二使能信号和第二断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,并通过协议向射频芯片传输数据。
在一实施方式中,通过协议向射频芯片传输数据之后,所述方法还包括:
判断数据是否能直接传输至目标无线自组网装置;
若能直接传输,则不添加转发标志位;
若不能直接传输,则判断是否为预设发射功率;其中,所述判断是否为预设发射功率,包括:
若是预设发射功率,则添加转发标志位,并继续发送数据,输出第一使能信号和第一断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,继续等待数据到来;
若不是预设发射功率,则增加自身发射功率。
在一实施方式中,若是,则处理接收到的数据,具体步骤包括:
判断数据是否需要转发;
若是,则转发数据进行处理;
若否,则结束对应进程。
在一实施方式中,若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断信号强度是否低于阈值;
若低于阈值,则发出变频申请寻找目标工作频率;
若高于阈值,则判断目标无线自组网装置发射功率是否可降低;
若是,则发出请求目标无线自组网装置降低发射功率的信号;
若否,结束对应进程。
在一实施方式中,若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断数据是否发给本机;
若不是发给本机,则结束对应进程;
若是发给本机,则处理数据,并判断是否需要输出数据;其中,所述判断是否需要输出数据,包括:
若是需要输出数据,则通过第一通讯串口和第二通讯串口输出数据。
第二方面,本发明提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置,包括MCU主控模块、第一通信模块、第二通信模块、电源模块、射频芯片模块、可控功率模块、放大模块、射频开关模块和滤波模块,所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述电源模块、所述射频芯片模块、所述可控功率模块、所述放大模块、所述射频开关模块和所述滤波模块均与所述MCU主控模块连接,所述射频芯片模块、所述可控功率模块和所述放大模块均与所述电源模块连接,所述射频开关模块均与所述可控功率模块和所述放大模块连接,所述滤波模块与所述射频开关模块连接;
所述MCU主控模块,用于所述电源模块上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和所述滤波模块的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号;
所述射频开关模块,用于根据第一使能信号和第一断开信号,控制所述放大模块与所述滤波模块之间接通插入损耗,所述可控功率模块与所述滤波模块断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;
所述MCU主控模块,还用于判断所述第一通信模块或所述第二通信模块是否检测到数据到来;若检测到数据到来,则接收进行数据处理;若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;以及判断射频芯片是否检测到数据到来;若是,则处理接收到的数据;若否,则继续等待数据到来;
所述第一通信模块和所述第二通信模块,均用于接收数据;
所述电源模块,用于为所述MCU主控模块、所述射频芯片模块、所述可控功率模块和所述放大模块供电;
所述射频芯片模块,用于接收数据进行调制与解调;
所述可控功率模块,用于调节发射功率;
所述放大模块,用于放大接收信号;
所述滤波模块,用于所有工作频段细化处理进行阻抗匹配。
在一实施方式中,所述电源模块包括第一稳压单元、第二稳压单元、第三稳压单元和第四稳压单元,所述第一稳压单元与所述MCU主控模块连接,所述第二稳压单元与所述射频芯片模块连接,所述第三稳压单元与所述放大模块连接,所述第四稳压单元与所述可控功率模块连接;
所述第一稳压单元,用于为所述MCU主控模块供电;
所述第二稳压单元,用于为所述射频芯片模块供电;
所述第三稳压单元,用于为所述放大模块供电;
所述第四稳压单元,用于为所述可控功率模块供电。
本发明的一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置,通过功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法包括上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号,控制噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来;判断射频芯片是否检测到数据到来。通过配置工作频率、发射功率和工作频段通道,处于低功耗状态,根据通信信号质量情况,进行断开和接通插入损耗,调整发射功率,避免造成发射功率过大或者不足,同时提高信号灵敏度和阻抗匹配性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置的结构示意图;
图3是本发明滤波模块的结构示意图;
图4是带通滤波器的结构示意图;
图5是三个功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置的一种结构框图;
图6是三个功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置的另一种结构框图;
图7是本发明实施例提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法的具体流程示意图;
图8是本发明电源模块与MCU主控模块、射频芯片模块、可控功率模块、和放大模块的结构示意图;
图中:100-功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置、10-MCU主控模块、20-第一通信模块、30-第二通信模块、40-电源模块、50-射频芯片模块、60-可控功率模块、70-放大模块、80-射频开关模块、90-滤波模块、401-第一稳压单元、402-第二稳压单元、403-第三稳压单元、404-第四稳压单元、901-频段选择电路、902-阻抗匹配电路、903-带通滤波器、904-射频天线座。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
传统的无线模块缺点有:只以特定的功率发送数据,不会根据通信信号质量情况自动调节发射功率大小而造成发射功率过大或者不足,系统接收灵明度低,自组网性能不稳定,只使用一个阻抗匹配电路,不能很好的适应射频芯片所支持的所有工作频段,在宽频带工作时匹配效果大大降低,为适应射频芯片所支持的所有工作频段需要设计成多个装置,造成成本增加。显然这样的模块不适合用在远距离、宽频段、低功耗、自组网性能稳定的通信场合。
第一方面,请参阅图1和图7,本发明实施例提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,具体的,所述功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法可以包括以下步骤:
S101、上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道。
S102、输出第一使能信号和第一断开信号,控制噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来。
本发明实施例中,插入损耗是将某些器件或分支电路(滤波器、阻抗匹配器等)加入某一电路时,能量或增益的损耗。
S103、判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来。
本发明实施例中,若检测到数据到来,则接收进行数据处理;若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;若检测到数据到来,则进行数据接收、处理,具体步骤包括:
MCU主控输出第二使能信号和第二断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,并通过协议向射频芯片传输数据。通过协议向射频芯片传输数据之后,判断数据是否能直接传输至目标无线自组网装置;
若能直接传输,则不添加转发标志位;
若不能直接传输,则判断是否为预设发射功率即判断是否为最大功率发射;其中,所述判断是否为预设发射功率,包括:
若是预设发射功率,则添加转发标志位,并继续发送数据,输出第一使能信号和第一断开信号,控制噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,继续等待数据到来;
若不是预设发射功率,则增加自身发射功率。
S104、判断射频芯片是否检测到数据到来。
本发明实施例中,若是,则处理接收到的数据;若否,则继续等待数据到来。若是,则处理接收到的数据,具体步骤包括:
判断数据是否需要转发;
若是,则转发数据进行处理;
若否,则结束对应进程。
若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断信号强度是否低于阈值;
若低于阈值,则发出变频申请寻找目标工作频率;
若高于阈值,则判断目标无线自组网装置发射功率是否可降低;
若是,则发出请求目标无线自组网装置降低发射功率的信号;
若否,结束对应进程。
若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断数据是否发给本机;
若不是发给本机,则结束对应进程;
若是发给本机,则处理数据,并判断是否需要输出数据;其中,所述判断是否需要输出数据,包括:
若是需要输出数据,则通过第一通讯串口和第二通讯串口输出数据。
方法步骤具体实施方式过程可参见第二方面的所述功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置100的描述,此处不再赘述。
本发明的一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,通过功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法包括上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号,控制噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来;判断射频芯片是否检测到数据到来。通过配置工作频率、发射功率和工作频段通道,处于低功耗状态,根据通信信号质量情况,进行断开和接通插入损耗,调整发射功率,避免造成发射功率过大或者不足,同时提高信号灵敏度和阻抗匹配性。
第二方面,请参阅图2,本发明实施例提供一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置100,包括MCU主控模块10、第一通信模块20、第二通信模块30、电源模块40、射频芯片模块50、可控功率模块60、放大模块70、射频开关模块80和滤波模块90,所述第一通信模块20、所述第二通信模块30、所述电源模块40、所述射频芯片模块50、所述可控功率模块60、所述放大模块70、所述射频开关模块80和所述滤波模块90均与所述MCU主控模块10连接,所述射频芯片模块50、所述可控功率模块60和所述放大模块70均与所述电源模块40连接,所述射频开关模块80均与所述可控功率模块60和所述放大模块70连接,所述滤波模块90与所述射频开关模块80和天线连接;
所述MCU主控模块10,为单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制,用于所述电源模块40上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和所述滤波模块90的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号;
所述射频开关模块80,为射频开关管,能够控制微波通道转换,用于根据第一使能信号和第一断开信号,控制所述放大模块70与所述滤波模块90之间接通插入损耗,所述可控功率模块60与所述滤波模块90断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;
所述MCU主控模块10,还用于判断所述第一通信模块20或所述第二通信模块30是否检测到数据到来;若检测到数据到来,则接收进行数据处理;若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;以及判断射频芯片是否检测到数据到来;若是,则处理接收到的数据;若否,则继续等待数据到来;
所述第一通信模块20和所述第二通信模块30,均用于接收数据;所述第一通信模块20为串口通信模块,所述第二通信模块30为RS485通讯模块;
所述电源模块40,为稳压电源,用于为所述MCU主控模块10、所述射频芯片模块50、所述可控功率模块60和所述放大模块70供电;请参阅图8,所述电源模块40包括第一稳压单元401、第二稳压单元402、第三稳压单元403和第四稳压单元404,所述第一稳压单元401为线性稳压电源,与所述MCU主控模块10连接,用于为所述MCU主控模块10供电;所述第二稳压单元402为线性稳压电源,与所述射频芯片模块50连接,用于为所述射频芯片模块50供电;所述第三稳压单元403为线性稳压电源,与所述放大模块70连接,用于为所述放大模块70供电,且只在待机与接收状态下使能;所述第四稳压单元404为开关稳压电源,与所述可控功率模块60连接,用于为所述可控功率模块60供电,且只在发送数据状态下使能。
所述射频芯片模块50,为射频芯片,用于接收数据进行调制与解调;
所述可控功率模块60,为可控功率放大器(可控PA),用于调节发射功率;
所述放大模块70,为低噪声放大器(LNA),用于放大接收信号;
所述滤波模块90,为频段自适应滤波器,用于所有工作频段细化处理进行阻抗匹配。
具体的工作流程为:所述第一稳压单元401和所述第二稳压单元402通电后,所述MCU主控模块10配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和所述滤波模块90调整到对应的工作频段通道,所述MCU主控模块10输出第一使能信号和第一断开信号,使能所述放大模块70的所述第三稳压单元403,不使能所述可控功率模块60的所述第四稳压单元404,所述MCU主控模块10控制所述射频开关模块80使所述放大模块70与所述滤波模块90之间接通插入损耗、所述可控功率模块60与所述滤波模块90之间断开插入损耗,所述MCU主控模块10等待所述第一通信模块20、所述第二通信模块30、所述射频芯片模块50的数据,此时硬件电路进入低功耗接收状态;当所述MCU主控模块10接收到所述第一通信模块20或者所述第二通信模块30数据,所述MCU主控模块10将数据进行处理,处理完成后,所述MCU主控模块10不使能所述放大模块70的所述第三稳压单元403、使能所述可控功率模块60的所述第四稳压单元404,所述放大模块70与所述滤波模块90之间断开插入损耗、所述MCU主控模块10控制射频开关模块80使所述可控功率模块60与所述滤波模块90之间接通插入损耗,然后所述MCU主控模块10将数据通过SPI协议传输给所述射频芯片模块50,所述射频芯片模块50将接收到所述MCU主控模块10的数据进行调制,调制完成后将信号通过所述可控功率模块60、所述射频开关模块80、所述滤波模块90、天线将信号发射出去,数据发送完成后所述MCU主控模块10使能所述放大模块70的第三稳压单元403、不使能可控功率模块60的第四稳压单元404,所述MCU主控模块10控制所述射频开关模块80使所述放大模块70与所述滤波模块90之间接通插入损耗、所述可控功率模块60与所述滤波模块90之间断开插入损耗,系统进入低功耗接收状态;天线时刻将空中电磁波信号传给所述滤波模块90,所述滤波模块90根据所配置的工作频段进行滤波,当所述滤波模块90接收到的信号为所配置的频率时,信号通过所述射频开关模块80、所述放大模块70传到所述射频芯片模块50,所述射频芯片模块50将信号进行解调,解调后的数据通过SPI协议传给所述MCU主控模块10,所述MUC主控模块可将数据通过第一通信模块20和第二通信模块30输出。
请参阅图3,所述滤波模块90包括频段选择电路901、阻抗匹配电路902、K个带通滤波器903和射频天线座904,频段选择电路901与阻抗匹配电路902连接,阻抗匹配电路902与k个带通滤波器903连接,k个带通滤波器903与射频天线座904连接,其中,K=1,2,3...n,n为细化的工作频段,带通滤波器903的个数K根据细化的工作频段n进行设计;工作原理为:射频天线接收信号频率为fm,其中m为非零整数,带通滤波器903的中心频率fk,其中:
RU、CU分别表示第k个带通滤波器903的等效阻抗、容抗,RQ表示整个第k个带通滤波器903的等效阻抗。
请参阅图4,频段自适应滤波器的等效电容和电感采用如下公式计算:
并联谐振支路:
串联谐振支路:
其中,R是第k个带通滤波器903最终的负载阻抗,B是第k个带通滤波器903的3dB带宽,fk是第k个带通滤波器903的几何中心频率,Lx是第k个带通滤波器903归一化带通电感元件值,Cx是第k个带通滤波器903归一化电容元件值。
系统工作频率为fi,其中i为非零整数,而fi可以根据工作需要人为手动设置也可以通过程序自适应设置。k个滤波器能够接收k个信号的频段,但是接收到k个信号的频段并不一定全部被处理,而频段自适应的本质实际上是寻找需要处理的信号,即fi=fm
请参阅图5和图6,现举例说明,以三个功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置100为例,这三个装置分别为无线模块A、无线模块B、无线模块C。工作原理为:无线模块接收串口通信模块或者RS485通讯模块的数据进行处理后发送,发送内容包含模块自身ID、接收方ID、接收到的数据;模块自身ID是该模块特有唯一的ID,接收方ID可以是所有也可以是某几个或某一个无线模块的ID;当无线模块接收到另一个无线模块发送来的信号进行判断是否需要转发、信号强度是否低于阈值、数据是否发送给本机,如果需要转发数据则把数据处理并转发出去,如果信号强度低于阈值则发出变频申请,如果数据是发给本机则处理数据并判断是否需要通过串口通信模块和RS485通讯模块输出数据,如果既不需要转发数据也不是发送给本机则忽略接收到的数据,如果信号强度不低于阈值则判断是否要求对方降低发射功率。信号强度阈值指的是是否可以保证模块之间正常通信分界的信号强度值,信号强度阈值可以人为设定也可以由系统自动配置。
当受干扰源干扰比较小的情况下,在图5中,任意一个模块发送其他模块都可以接收到,无线模块在接收到对方的信号时,根据信号强度进行判断对方发射功率是否可以降低,如果可以,则请求对方降低发射功率,以减小功耗。在图6中,无线模块B与无线模块A、无线模块C通信正常,但无线模块A与无线模块C不能直接接收到对方信号,若无线模块A与无线模块C的数据是发给对方时,则数据发送的模块判断自身是否以最大功率发射信号,如果不是以最大功率发射信号,则增加发射功率,如果为最大功率发射信号对方却接收不到数据,则添加中继转发标志位,让无线模块B作为中继并自动转发数据,完成自组网。
当两个无线模块之间存在着干扰源,这些干扰源可能来自同频电磁信号、建筑物、气候等外界干扰,由于干扰源的存在,在某一个频段信号会产生较大的影响,若此时两个无线模块之间的通信信号恰好处于该频段,信号强度低于系统设置的阈值,系统会自动调整自适应滤波器并向对方发出变率的申请,由于该模块可以和其他多个模块之间通信,而这个模块与其他多个模块之间存在的干扰源不一定是一样的,因此,这个模块和其他不同模块之间通信频率可能不一样,该模块则需要寻找并记录和其他模块最佳的通信频率,在不移动无线模块位置的情况下,该模块在软件算法上正实现了这一点,以此减少干扰源的干扰,提升系统的稳定性。
本发明提供的一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置100,使用可控PA(功率放大器)增加发射功率达到增加通信距离,评估通信信号质量自动调节无线模块芯片和可控PA的发射功率达到避免发射功率过大或者不足,使用LNA(低噪声放大器)达到提高接收信号的灵敏度,使用频段自适应滤波器针对射频芯片所支持的所有工作频段细化处理达到更好阻抗匹配,同时使用功率自调节、频段自适应、中继自转发软件算法提升自组网性能,优化电源模块40管理降低系统功耗,并且无线模块具有集成度高,体积小,操作简单,携带与安装方便的特点,高效率完成无线模块之间通信。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,包括:
上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和频段自适应滤波器的工作频段通道;
输出第一使能信号和第一断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;
判断第一通讯串口或第二通讯串口是否检测到数据到来;
若检测到数据到来,则进行数据接收、处理;
若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;
判断射频芯片是否检测到数据到来;
若是,则处理接收到的数据;
若否,则继续等待数据到来。
2.如权利要求1所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,若检测到数据到来,则进行数据接收、处理,具体步骤包括:
输出第二使能信号和第二断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,并通过协议向射频芯片传输数据。
3.如权利要求2所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,通过协议向射频芯片传输数据之后,所述方法还包括:
判断数据是否能直接传输至目标无线自组网装置;
若能直接传输,则不添加转发标志位;
若不能直接传输,则判断是否为预设发射功率;其中,所述判断是否为预设发射功率,包括:
若是预设发射功率,则添加转发标志位,并继续发送数据,输出第一使能信号和第一断开信号,控制低噪声放大器与频段自适应滤波器之间接通插入损耗,可控功率放大器与频段自适应滤波器之间断开插入损耗,继续等待数据到来;
若不是预设发射功率,则增加自身发射功率。
4.如权利要求1所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,若是,则处理接收到的数据,具体步骤包括:
判断数据是否需要转发;
若是,则转发数据进行处理;
若否,则结束对应进程。
5.如权利要求1所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断信号强度是否低于阈值;
若低于阈值,则发出变频申请寻找目标工作频率;
若高于阈值,则判断目标无线自组网装置发射功率是否可降低;
若是,则发出请求目标无线自组网装置降低发射功率的信号;
若否,结束对应进程。
6.如权利要求1所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法,其特征在于,若是,则处理接收到的数据,具体步骤还包括:
判断数据是否发给本机;
若不是发给本机,则结束对应进程;
若是发给本机,则处理数据,并判断是否需要输出数据;其中,所述判断是否需要输出数据,包括:
若是需要输出数据,则通过第一通讯串口和第二通讯串口输出数据。
7.一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置,其特征在于,包括MCU主控模块、第一通信模块、第二通信模块、电源模块、射频芯片模块、可控功率模块、放大模块、射频开关模块和滤波模块,所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述电源模块、所述射频芯片模块、所述可控功率模块、所述放大模块、所述射频开关模块和所述滤波模块均与所述MCU主控模块连接,所述射频芯片模块、所述可控功率模块和所述放大模块均与所述电源模块连接,所述射频开关模块均与所述可控功率模块和所述放大模块连接,所述滤波模块与所述射频开关模块连接;
所述MCU主控模块,用于所述电源模块上电后配置工作模式、收发信号的工作频率、发射功率和所述滤波模块的工作频段通道;输出第一使能信号和第一断开信号;
所述射频开关模块,用于根据第一使能信号和第一断开信号,控制所述放大模块与所述滤波模块之间接通插入损耗,所述可控功率模块与所述滤波模块断开插入损耗,进入低功耗状态,等待数据到来;
所述MCU主控模块,还用于判断所述第一通信模块或所述第二通信模块是否检测到数据到来;若检测到数据到来,则接收进行数据处理;若未检测到数据到来,则继续等待数据到来;以及判断射频芯片是否检测到数据到来;若是,则处理接收到的数据;若否,则继续等待数据到来;
所述第一通信模块和所述第二通信模块,均用于接收数据;
所述电源模块,用于为所述MCU主控模块、所述射频芯片模块、所述可控功率模块和所述放大模块供电;
所述射频芯片模块,用于接收数据进行调制与解调;
所述可控功率模块,用于调节发射功率;
所述放大模块,用于放大接收信号;
所述滤波模块,用于所有工作频段细化处理进行阻抗匹配。
8.如权利要求7所述的功率自调节频段自适应低功耗无线自组网装置,其特征在于,所述电源模块包括第一稳压单元、第二稳压单元、第三稳压单元和第四稳压单元,所述第一稳压单元与所述MCU主控模块连接,所述第二稳压单元与所述射频芯片模块连接,所述第三稳压单元与所述放大模块连接,所述第四稳压单元与所述可控功率模块连接;
所述第一稳压单元,用于为所述MCU主控模块供电;
所述第二稳压单元,用于为所述射频芯片模块供电;
所述第三稳压单元,用于为所述放大模块供电;
所述第四稳压单元,用于为所述可控功率模块供电。
CN202010054279.7A 2020-01-17 2020-01-17 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置 Pending CN111246553A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054279.7A CN111246553A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054279.7A CN111246553A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111246553A true CN111246553A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70879504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010054279.7A Pending CN111246553A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111246553A (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070066259A1 (en) * 2001-03-19 2007-03-22 Ryan Philip J Automatic gain control and low power start-of-packet detection for a wireless lan receiver
CN101026472A (zh) * 2006-12-07 2007-08-29 中国科学院计算技术研究所 面向无线传感器网络节点应用的射频前端装置
CN101364938A (zh) * 2008-03-05 2009-02-11 中科院嘉兴中心微系统所分中心 一种码分分簇无线传感器网的网络架构方法
CN102324192A (zh) * 2011-07-07 2012-01-18 华南师范大学 无线传输控制网络实验教学平台及其实现方法
CN102870004A (zh) * 2010-05-04 2013-01-09 德国捷德有限公司 用于无线传感器网络的网络节点
CN102970773A (zh) * 2012-12-06 2013-03-13 北京华胜天成信息技术发展有限公司 一种Mesh无线网络通信模块
CN103237346A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 山东省计算中心 一种无线多媒体传感网定位装置、方法及系统
CN103379608A (zh) * 2013-04-07 2013-10-30 东南大学 无线传感器网络多级发射功率配置方法
CN104682903A (zh) * 2015-01-19 2015-06-03 广西师范大学 可变增益带通放大电路及可增益带通放大电路的切换控制方法
CN105099414A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 Dsp集团有限公司 基于rf变压器的tx/rx集成rf开关
CN105188159A (zh) * 2015-08-26 2015-12-23 宜昌市微特电子设备有限责任公司 一种wifi无线通讯模块
CN105704799A (zh) * 2016-01-22 2016-06-22 重庆邮电大学 一种支持IEEE802.15.4g标准的510MHz无线低功耗通信模块
CN106686556A (zh) * 2017-01-16 2017-05-17 山东华昱交通科技有限公司 Rf433m频段的远距离无线自组网络及数据传输方法
CN206349975U (zh) * 2016-10-18 2017-07-21 广西师范大学 一种低功耗的高增益低噪声放大器
CN107508615A (zh) * 2017-09-28 2017-12-22 河南卓正电子科技有限公司 一种LoRa通信模块及其控制方法
CN107767618A (zh) * 2017-11-17 2018-03-06 安徽理工大学 基于物联网的无线环境监测系统
CN108259021A (zh) * 2018-01-10 2018-07-06 广西师范大学 一种cmos宽带分布式可调带通滤波器
CN108632978A (zh) * 2017-03-24 2018-10-09 中兴通讯股份有限公司 信息传输的处理方法及装置、节点
CN110267332A (zh) * 2019-05-09 2019-09-20 浙江万胜智能科技股份有限公司 一种用于自组织网络中调节lora通信设备功率的方法及系统

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070066259A1 (en) * 2001-03-19 2007-03-22 Ryan Philip J Automatic gain control and low power start-of-packet detection for a wireless lan receiver
CN101026472A (zh) * 2006-12-07 2007-08-29 中国科学院计算技术研究所 面向无线传感器网络节点应用的射频前端装置
CN101364938A (zh) * 2008-03-05 2009-02-11 中科院嘉兴中心微系统所分中心 一种码分分簇无线传感器网的网络架构方法
CN102870004A (zh) * 2010-05-04 2013-01-09 德国捷德有限公司 用于无线传感器网络的网络节点
CN102324192A (zh) * 2011-07-07 2012-01-18 华南师范大学 无线传输控制网络实验教学平台及其实现方法
CN102970773A (zh) * 2012-12-06 2013-03-13 北京华胜天成信息技术发展有限公司 一种Mesh无线网络通信模块
CN103379608A (zh) * 2013-04-07 2013-10-30 东南大学 无线传感器网络多级发射功率配置方法
CN103237346A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 山东省计算中心 一种无线多媒体传感网定位装置、方法及系统
CN105099414A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 Dsp集团有限公司 基于rf变压器的tx/rx集成rf开关
CN104682903A (zh) * 2015-01-19 2015-06-03 广西师范大学 可变增益带通放大电路及可增益带通放大电路的切换控制方法
CN105188159A (zh) * 2015-08-26 2015-12-23 宜昌市微特电子设备有限责任公司 一种wifi无线通讯模块
CN105704799A (zh) * 2016-01-22 2016-06-22 重庆邮电大学 一种支持IEEE802.15.4g标准的510MHz无线低功耗通信模块
CN206349975U (zh) * 2016-10-18 2017-07-21 广西师范大学 一种低功耗的高增益低噪声放大器
CN106686556A (zh) * 2017-01-16 2017-05-17 山东华昱交通科技有限公司 Rf433m频段的远距离无线自组网络及数据传输方法
CN108632978A (zh) * 2017-03-24 2018-10-09 中兴通讯股份有限公司 信息传输的处理方法及装置、节点
CN107508615A (zh) * 2017-09-28 2017-12-22 河南卓正电子科技有限公司 一种LoRa通信模块及其控制方法
CN107767618A (zh) * 2017-11-17 2018-03-06 安徽理工大学 基于物联网的无线环境监测系统
CN108259021A (zh) * 2018-01-10 2018-07-06 广西师范大学 一种cmos宽带分布式可调带通滤波器
CN110267332A (zh) * 2019-05-09 2019-09-20 浙江万胜智能科技股份有限公司 一种用于自组织网络中调节lora通信设备功率的方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019233253A1 (zh) 射频电路、终端及信号发射控制方法
EP1748576B1 (en) Base apparatus, monitor terminal and repeater apparatus for relaying communication
CN108494414B (zh) 超低功耗多模物联网无线模块
KR20040104177A (ko) 시분할방식 전력증폭모듈
KR20090035690A (ko) 애드 혹 네트워크 내의 제1 무선 장치를 동작시키는 방법, 및 무선 장치
CN101938284B (zh) 通信装置及其通信方法
CN101873104A (zh) 可使用不同电池电源电压的射频功率放大器及其操作方法
CN104243721A (zh) 无线通信电路及其阻抗调整方法
KR20190032684A (ko) 서로 다른 표준의 무선 신호를 전송하는 송신 장치 및 송수신 장치
CN103178868A (zh) 射频传输电路及其电子装置与其节省功率方法
WO2015154615A1 (zh) 一种无线访问接入点终端及其智能节电的方法
CN100466570C (zh) 一种无线局域网接入点及其接入方法
KR101000967B1 (ko) 무선 인터넷 접속 중계기
CN111246553A (zh) 一种功率自调节频段自适应低功耗无线自组网方法与装置
CN212413435U (zh) 一种5g移动通信室内微分布系统
CN211352191U (zh) 一种具有无线组网模块的插座系统
CN100389574C (zh) 一种近距无线通信的移动终端及其实现方法
CN208386598U (zh) 多频段NB-IoT模块
CN107182133B (zh) 一种wifi信号中继装置及其控制方法
EP2086115B1 (en) Apparatus and method for improving sensitivity of dual-standby portable terminal
CN111294214A (zh) 供电方法及相关产品
CN214675198U (zh) 多频段无线扩展器和wifi通信系统
CN210405662U (zh) 一种智能wifi覆盖系统
CN206313774U (zh) 大功率移动4g数据中继器
CN212183666U (zh) 无线接收装置、控制装置、激光电视以及无线收发系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination