CN111565063A - 一种窄带物联网系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种窄带物联网系统。本申请实施例提供的技术方案，将后台服务器通过S接口对接网关，网关通过Uu接口对接各个终端设备，终端设备集成有窄带通信模组，窄带通信模组的工作带宽为12.5～300KHz，网关包括第一网关和/或第二网关，第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，多核模组用于空口数据收发和物理层处理。本申请实施例的物联网系统，可以实现物联网络较远距离的通信，并支持相对较大容量的终端设备接入，避免大量中继设备的布置，进而简化系统设置，节约物联网络设置的投入成本。

Description

一种窄带物联网系统

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种窄带物联网系统。

背景技术

目前，在生活中的诸多领域，都应用到了物联网技术构建通信网络。一般而言，在这些领域的物联网系统中，通常会使用各种无线组网方式，在一定区域范围内进行组网，然后在适当位置布置若干个数据集中器或者智能网关。这些无线组网方式，常见的有ZigBee组网、WiFi组网以及LoRa的组网。根据不同的应用需求，选用相应的通信模块进行组网，以适应性搭建物联网通信网络。其中，对应近距离组网，可以选用ZigBee或者WiFi进行组网，而对于稍远距离的组网应用，则需要使用LoRa组网。

但是，在诸如智能抄表和智慧城市的一些物联网系统中，其需求接入的终端数量相对较多，且网络的覆盖距离相对较广。采用ZigBee、WiFi组网或者 LoRa组网的物联网系统，需要额外设置中继设备进行数据跳传，其系统设置投入的成本相对较高。

发明内容

本申请实施例提供一种窄带物联网系统，能够提供较大容量、较远距离的通信网络，节约系统投入成本。

本申请实施例提供了一种窄带物联网系统，包括：后台服务器、网关及终端设备；

所述后台服务器通过S接口对接所述网关，所述网关通过Uu接口对接各个所述终端设备；

所述终端设备集成有窄带通信模组，所述窄带通信模组的工作带宽为 12.5～300KHz；

所述网关包括第一网关和/或第二网关，所述第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，所述功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，所述第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，所述多核模组用于空口数据收发和物理层处理。

优选的，所述网关与所述终端设备之间还设置有中继设备，所述中继设备用于所述网关与所述终端设备间的空口数据跳转。

优选的，所述中继设备包括两个第一射频收发器，所述第一射频收发器为 CC1120等射频收发器。

优选的，所述第一基带处理板包括TCI6614等DSP处理模块和FPGA处理模块，所述TCI6614等DSP处理模块与FPGA处理模块之间通信连接，所述 TCI6614等DSP处理模块用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理。

优选的，所述第一基带处理板还设置有射频收发芯片，所述射频收发芯片信号连接所述FPGA处理模块，用于将FPGA处理模块发出的射频发送信号发送至所述第一网关的天线，并将所述第一网关的天线接收的射频接收信号发送至所述FPGA处理模块。

优选的，所述射频收发芯片为AD9363宽带RF收发器。

优选的，所述多核模组包括第二射频收发器和多核MCU，所述多核MCU 信号连接所述第二基带处理板，所述第二射频收发器信号连接所述多核MCU，所述第二射频收发器用于空口数据的收发和FSK调制与解调，所述多核MCU 用于空口数据的物理层处理。

优选的，所述第二射频收发器为窄带射频发射器。

优选的，所述第二基带处理板还设置有uNB无线通信接口、LTE通信接口、 WiFi通信接口、RS232/RS485通信接口、eMMC通信接口和自适应网口中的一个或多个通信接口。

优选的，所述Uu接口包括PHY层、MAC层和RLC层，所述PHY层用于信道处理，所述MAC层用于空口数据调度，所述RLC层用于空口数据的分片、重组及按序提交。

本申请实施例提供的窄带物联网系统，将后台服务器通过S接口对接网关，网关通过Uu接口对接各个终端设备，终端设备集成有窄带通信模组，窄带通信模组的工作带宽为12.5～300KHz，网关包括第一网关和/或第二网关，第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，多核模组用于空口数据收发和物理层处理。本申请实施例的物联网系统，可以实现物联网络较远距离的通信，并支持相对较大容量的终端设备接入，避免大量中继设备的布置，进而简化系统设置，节约物联网络设置的投入成本。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种窄带物联网系统结构示意图；

图2是本申请实施例提供的系统协议架构图；

图3是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的中继设备的电路结构示意图；

图5是本申请实施例提供的第一网关的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的第一基带处理板的电路结构示意图；

图7是本申请实施例提供的第二网关的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的第二基带处理板与多核模组连接的电路结构示意图；

图9是本申请实施例提供的多核模组的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。在本申请实施例中，位置术语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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本申请提供的窄带物联网系统，旨在利用超窄带物联网技术，通过对网关设置功放模块或多核模组，功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，多核模组用于空口数据收发和物理层处理。通过第一网关，使得窄带物联网系统支持更远距离的数据通信，并使系统支持多容量接入，多数据并发。通过第二网关，则实现近距离、小容量和小并发的终端设备接入。以此在节约系统设置的投入成本的同时，使得系统支持接入的终端设备更多，通信距离更远，且覆盖范围更大。相对于传统的采用ZigBee、WiFi组网或者LoRa组网的物联网系统，其在进行物联网系统构建时，受限于其物理网络通信距离，为了保障系统的大覆盖范围，其需要对应设置中继设备进行数据跳转，以保障终端的数据能够上传至远端的后台服务器。但是，由于网关设备无法满足较多的终端设备接入，且其无法保证终端与网关之间足够长的通信距离，因此，其在进行系统布置时，需要在终端与后台服务器之间设置大量的中继设备，以在终端与后台服务器之间进行数据跳传。大量的中继设备会增加系统的投入成本，其中继设备的设置难度也相对较大。基于此，提供本申请实施例的窄带物联网系统，以解决现有窄带物联网系统通信距离相对较短，且无法支持大容量接入的技术问题。

实施一：

图1给出了本申请实施例一提供的一种窄带物联网系统的结构示意图，参照图1，该窄带物联网系统具体包括：后台服务器、网关及终端设备；所述后台服务器通过S接口对接所述网关，所述网关通过Uu接口对接各个所述终端设备；所述终端设备集成有窄带通信模组，所述窄带通信模组的工作带宽为 12.5～300KHz；所述网关包括第一网关和/或第二网关，所述第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，所述功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，所述第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，所述多核模组用于空口数据收发和物理层处理。

上述，通过将后台服务器通过S接口对接网关，网关通过Uu接口对接各个终端设备，终端设备集成有窄带通信模组，窄带通信模组的工作带宽为 12.5～300KHz，网关包括第一网关和/或第二网关，第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，多核模组用于空口数据收发和物理层处理。本申请实施例的物联网系统，可以实现物联网络较远距离的通信，并支持相对较大容量的终端设备接入，避免大量中继设备的布置，进而简化系统设置，节约物联网络设置的投入成本。

参照图2，本申请实施例中，终端设备、网关与后台服务器基于UNB(超窄带)协议架构进行数据传输。终端与网关之间的空中接口为Uu接口，所述 Uu接口包括PHY层、MAC层和RLC层，所述PHY层用于信道处理，所述 MAC层用于空口数据调度，所述RLC层用于空口数据的分片、重组及按序提交。其中，PHY层提供基本的网络信道处理功能，下行信道PMCH为基站提供下行信令和数据的广播、多播和点播传输服务，上行信道PUSCH为终端提供上行数据传输服务。并且，对于诸如基于窄带物联网的智能抄表系统，其主要实现的是终端上报服务，因此在系统中下行信道PMCH采用单载波传输，上行信道PUSCH采用多载波传输。MAC层为媒介接入控制层，最主要的功能是针对大量的终端设备合理地进行数据的上行调度，并尽量减少数据传输的冲突，提高上行吞吐率。对于智能抄表系统，MAC层只考虑调度功能和附着过程。RLC 层是无线链路控制层，其主要功能有大数据包的分片、重组和按序提交等功能。

本申请实施例的终端设备如图3所示，其包括了对应的窄带通信模组，并通过电池取电或者外部取电与为终端设备提供电源。窄带通信模组实现终端设备与网关之间的数据通信。窄带通信模组对接终端设备的检测模块，检测模块可以是传感器等模块，其主要用于采集相关数据并通过窄带通信模组上传至网关。在进行数据采集时，网关一端通过MAC层在下行信道中下发调度信息，调度信息提供数据调度资源，以使终端设备通过MAC层接收对应的调度信息，并利用该调度信息提供的调度资源上传数据。可以理解的是，对应基于窄带物联网的智能抄表系统，则该检测模块可以是电流、电压传感器，电能表等相关模块，其在网关一端进行电能数据收集时，通过该窄带通信模组发送电能数据至终端一端。进一步的，本申请实施例的窄带通信模组，其频率范围支持230MHz、433MHz，并支持470MHz～510MHz的频率配置。其发射功率支持配置，最大发射功率为不大于17dBm。

进一步的，所述网关与所述终端设备之间还设置有中继设备，所述中继设备用于所述网关与所述终端设备间的空口数据跳转。参照图4，提供中继设备的电路结构示意图，其中，中继设备包括两个射频收发器，定义为第一射频收发器，所述第一射频收发器为CC1120等射频收发器。中继设备用于在需要更长距离的数据传输时，提供数据跳转，将终端的数据跳转至网关一端，或者将网关一端的数据跳转至终端设备一端。中继设备根据实际需要设置，一般而言，旨在在需要较长距离，较大覆盖范围的情况下需要使用该中继设备。本申请实施例的中继设备，其工作模式TDD(时分双工)模式，调制方式支持FSK/GFSK，频率范围支持230MHz、433MHz，且支持在470MHz-510MHz的频率配置，发射功率不小于15dBm，信号带宽为200kHz，传输距离不小于500m，载波数为 1个，可接入用户量为7个(此处，可根据布局需要选择不同的硬件实现不同的接入容量)，天线根据实际的部署需要可以选择定向或全向。

进一步的，参照图5，提供本申请实施例第一网关的结构示意图，其中，第一网关具体包括第一基带处理板、功放模块、第一电源模块和天线。其中，第一电源模块电连接于第一基带处理板和功放模块，用于为第一网关的用电模块(第一基带处理板和功放模块)提供电源。进一步的，第一电源模块可通过电源适配器接入电源(如将220V市电转换为24V直流电源)，并根据网关内各用电模块的供电电压需求，设置对应的电压转换芯片(如24V转12V芯片、 12V转5V芯片、5V转3.3V芯片等)以及稳压电路。第一基带处理板通信连接于功放模块，第一基带处理板用于提供通信用协处理器、网络协处理器以及外设接口，接收并处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，并将射频发送信号发送至功放模块。同时，第一基带处理板接收来自功放模块输出的射频发送信号。功放模块信号连接于第一基带处理板和天线之间，用于对第一基带处理板输出的射频发送信号进行PA(PowerAmplifier，功率放大) 放大，并向天线发送，以及对从接收天线接收的射频接收信号进行LNA(Low NoiseAmplifier，低噪声放大)放大，并向第一基带处理板传输。可选的，还可在功放模块和天线之间设置滤波模块，实现对射频发送信号和射频接收信号的滤波功能，滤波模块的选择可根据射频信号具体选择，本实施例不做限定。可以理解的是，滤波模块可根据对射频信号的滤波需求进行选择或去除。此外，天线可根据实际网关的部署需要选择定向天线或全向天线。

优选的，参照图6，提供本申请实施例第一基带处理板的电路结构示意图。其中，所述第一基带处理板包括TCI6614等DSP处理模块和FPGA处理模块，所述TCI6614等DSP处理模块与FPGA处理模块之间通信连接，所述TCI6614 等DSP处理模块用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理。所述第一基带处理板还设置有射频收发芯片，所述射频收发芯片信号连接所述FPGA处理模块，用于将FPGA处理模块发出的射频发送信号发送至所述第一网关的天线，并将所述第一网关的天线接收的射频接收信号发送至所述FPGA处理模块。所述射频收发芯片为AD9363宽带RF收发器。

具体的，TCI6614等DSP处理模块由TI(德州仪器)公司的TCI6614芯片处理器及其外围电路构成，TCI6614是一款高集成度的SOC，具有多种通信用协处理器、网络协处理器及丰富的外设接口。FPGA处理模块可采用Xilinx(赛灵思)公司型号为K7-160的FPGA芯片(高速采集卡)。FPGA处理模块和 TCI6614等DSP处理模块之间通过以太网进行数据交互，同时FPGA处理模块为TCI6614等DSP处理模块提供定时脉冲。具体的，TCI6614等DSP处理模块的EMIF引脚连接有1GB的NANDFLASH和64MB的NORFLASH。TCI6614 等DSP处理模块的PCIe引脚连接有PCIe转USB模块，PCIe转USB模块提供与TCI6614等DSP处理模块进行通信连接的USB接口，并将USB通信协议转换为基于PCIe的通信协议。TCI6614等DSP处理模块的DDR3引脚和SPI_0 引脚分别电连接有2GB+ECC的DDR3内存器和32MB的SPINORFLASH。另外，TCI6614等DSP处理模块的SMII0引脚连接有PHY网口，用于提供与 TCI6614等DSP处理模块进行通信连接的RJ45接口。进一步的，TCI6614等 DSP处理模块的EMIF引脚、GPIO引脚、TIME引脚、SGMII1引脚、AIF0引脚、SRIO引脚、SPI_2引脚UART1引脚和SPI0引脚分别对应并电连接于FPGA 处理模块的EMIF引脚、GPIO引脚、GPIO引脚、SERDES引脚、SERDES引脚、SERDES引脚、SPI引脚、UART引脚和下载引脚。更进一步的，FPGA处理模块的一个SERDES引脚连接有网口切换开关，网口切换开关连接有SFP光口和PHY网口，用于对SFP光口和PHY网口于FPGA处理模块之间的连接切换，从而实现SFP光口和RJ45接口接入FPGA处理模块的切换。FPGA处理模块的一个GPIO引脚电连接有前面板LED，用于对FPGA处理模块的工作状态进行显示。FPGA处理模块的一个CTRL引脚连接有接口板接口，同时，FPGA 处理模块还连接有RS485/RS232接口。

另一方面，本实施例提供的射频收发芯片采用ADI(亚德诺)公司的AD9361 或AD9363宽带RF收发器处理芯片。射频收发芯片电连接于FPGA处理模块和天线之间，具体的，射频收发芯片信号连接于TCI6614等DSP处理模块的 SPI_1引脚和FPGA处理模块的DATA引脚以及CTRL引脚。并且射频收发芯片的射频信号接收端和发射端均连接于功放模块，功放模块信号连接于天线。其中，射频收发芯片作为高度集成的宽带RF收发器，提供双通道收发器、集成式频率合成器、测试和数字信号处理功能，其集成了12位DAC和ADC的 RF2*2收发器，其TX频段为47MHz至6.0MHz，RX频段为70MHz至6.0MHz，并支持TDD和FDD操作，可调谐通道带宽为<200kHz至56MHz，并可通过搭配不同的功放模块实现不同频段的覆盖。射频收发芯片用于将FPGA处理模块发出的射频发送信号经功放模块进行PA放大后发送至天线中，并将天线接收的射频接收信号经功放模块进行LNA放大发送至FPGA处理模块。功放模块的 PA功放输入端通过SMA接口连接于FPGA处理模块，用于接收FPGA处理模块输出的射频发送信号，并经衰减器(Attenuator)和两级PA放大器进行PA放大后经环形器(Circulator)发送至天线。功放模块提供SMA接口与天线进行连接。进一步的，功放模块与天线的端口经环形器连接有射频开关(SP2T)，并经LNA放大器和滤波器SAW后发送至FPGA处理模块，同时，功放模块的 LNA功放输出端提供SMA接口与FPGA处理模块进行连接。功放模块的Switch 端连接于FPGA处理模块，用于接收FPGA处理模块的控制信号，从而控制LNA 功放、PA功放以及射频开关的工作状态。

本实施例提供的功放模块的放性能要求发射功率不小于17dBm，发射增益为30dB，接收增益为20dB，接收链路噪声小于1.5dB。在其他实施例中，对功放模块的性能要求可根据实际部署需要进行选择。进一步的，本实施例提供的第一网关的电源管理模块电连接于TCI6614等DSP处理模块，用于向TCI6614 等DSP处理模块提供时序信号，并对第一基带处理板进行电源监控管理。具体的，电源管理模块包括电源处理MCU、电源芯片和时钟模块，电源芯片和时钟模块分别电连接于电源处理MCU的GPIO引脚和SPI1引脚，电源处理MCU 和TCI6614等DSP处理模块之间通过GPIO接口电连接。电源芯片用于对第一基带处理板进行电源监控分析，并将电源分析结果发送至电源处理MCU，电源处理MCU根据电源分析结果对第一基带处理板进行电源监控管理。其中，时钟模块包括电连接于电源处理MCU的时钟芯片以及电连接于时钟芯片的晶振 (TCXO)，时钟芯片的型号为LMK04821，时钟芯片根据晶振输出的震荡信号向电源处理MCU提供时钟信号。时钟模块向电源处理MCU提供时钟信号，电源处理MCU根据时钟信号生成时序信号，并发送至第一基带处理板。进一步的，TCI6614等DSP处理模块的URAT0引脚和电源处理MCU的URAT1引脚共同电连接有UART转USB模块，该UART转USB模块为调试设备提供与 TCI6614等DSP处理模块和电源处理MCU通信的USB通信接口(前面板调试串口)。

上述，通过将第一网关的第一基带处理板采用TCI6614等DSP处理模块加 FPGA处理模块的架构，通过TCI6614等DSP处理模块对基带数据进行处理，实现基带数据从基带到射频发射的处理，并交由FPGA处理模块完成射频发送信号的发送处理，经功放模块放大后从天线发出，同时，FPGA处理模块对从天线接收的射频接收信号进行前端处理，再将处理后的射频接收信号发送至 TCI6614等DSP处理模块进行处理，实现基带数据在窄带物联网中的高并发、远覆盖以及多容量发送与接入，保证数据传输效果。同时，该第一网关可工作在TDD工作模式，支持FSK调制方式及DSSS扩频方式，支持的频率范围包括220MHz～240MHz、420MHz-440MHz以及470MHz-510MGz，发射功率不小于15dBm，信号带宽为200kHz，接收机灵敏度优于-133dBm，具有8个信道，传输距离不小于5km，并且网关功耗控制在30W内。TCI6614等DSP处理模块对基带数据进行处理，实现基带数据从基带到射频发射的处理，并交由FPGA处理模块完成射频发送信号的发送处理，经功放模块放大后从天线模块发出，同时，FPGA处理模块对从天线模块接收的射频接收信号进行前端处理，再将处理后的射频接收信号发送至TCI6614等DSP处理模块进行处理，实现基带数据在窄带物联网中的高并发、远覆盖以及多容量发送与接入，保证数据传输效果。

另一方面，参照图7，提供第二网关的结构示意图，其中，第二网关包括第二电源模块、第二基带处理板、多核模组和天线。第二电源模块电连接于第二基带处理板，用于为第二网关的用电模块(第二基带处理板)提供电源。进一步的，第二电源模块可通过电源适配器接入电源(如将220V市电转换为12V 直流电源)，并根据网关内各用电模块的供电电压需求，设置对应的电压转换芯片(如12V转5V芯片、5V转3.3V芯片等)以及稳压电路。第二基带处理板通信连接于多核模组，用于与多核模组进行多模通信，并为本地外接设备或进程提供用于接入第二网关的通信接口。

具体的，参照图8-图9，提供第二基带处理板与多核模组连接的电路结构示意图以及多核模组的具体结构示意图。其中，所述多核模组包括射频收发器 (定义为第二射频收发器)和多核MCU，所述多核MCU信号连接所述第二基带第二基带处理板，所述第二射频收发器信号连接所述多核MCU，所述第二射频收发器用于空口数据的收发和FSK调制与解调，所述多核MCU用于空口数据的物理层处理。所述第二射频收发器为窄带射频发射器。所述第二基带第二基带处理板还设置有uNB无线通信接口、LTE通信接口、WiFi通信接口、 RS232/RS485通信接口、eMMC通信接口和自适应网口中的一个或多个通信接口。

具体的，多核MCU信号连接于第二基带处理板，第二射频收发器电连接于多核MCU和天线之间，用于将多核MCU输出的射频发送数据经天线发出，并将经天线接收的射频接收数据向多核MCU发送。天线用于接收并向第二射频收发器射频接收数据，以及向外发送第二射频收发器输出的射频发送数据。其中，第二射频收发器具体为窄带无线第二射频收发器。

具体的，本申请实施例采用ST(意法半导体)公司提供的低成本、高性能的多核MCU以及高性能窄带无线第二射频收发器实现小容量、低数据量、短距离的无线数据(射频数据)传输，并且在多核MCU中多核协和处理无线传输协议层MAC层以及上层软件，并实现数据的点播、组播、广播、调度、拆分包等功能。可选的，可设置用于与多核MCU的各个通信接口进行连接的对外插座，并利用该对外插座与第二基带处理板等模块进行通信连接。可选的，可根据部署需要设置多个第二射频收发器，并分别连接于多核MCU的SPI接口，并且第二射频收发器各与一个天线连接。本实施例以设置两个第二射频收发器为例进行描述，两个第二射频收发器分别与多核MCU的SPI1和SPI2接口连接，并各与一个天线连接。其中天线可根据实际部署需要选择定向天线或全向天线。

本实施例提供的第二基带处理板基于NXP(恩智浦)的高性能iMX6系列 A7-ARM处理器(图8中的CPU)及其外围电路进行搭建。利用该第二基带处理板可实现与多核MCU之间的多模通信并提供多种控制接口。其中，第二基带处理板提供的控制接口包括uNB无线通信接口、LTE通信接口、WiFi通信接口、RS232/RS485通信接口、eMMC通信接口、自适应网口中的一个或多个通信接口以及业务接口，可根据实际部署需要设置具体的控制接口。具体的，其中LTE通信接口包括4G-LTE模，4G-LTE模组电连接于第二基带处理板的 UART3接口以及USB1接口，4G-LTE模组提供SIM卡模块以及4G天线，通过SIM卡模块可插入SIM卡，并基于SIM卡信息，通过4G天线进行移动通信。在其他实施例中，还可根据实际需求增加3G和/或5G通信模组。自适应网口包括网口PHY和4口交换机，该网口PHY电连接于第二基带处理板的RMII1 接口与4口交换机之间，通过该4口交换机连接RJ45接口，为基于网络通信协议进行通信的外接设备提供网络接口，从而实现与网卡的通信连接。进一步的，第二基带处理板的USB接口(图中USB2接口)电连接有USB集线器(USB HUB)，可根据实际部署需要利用该USB集线器提供USB插座、USB转UART 接口、USB转SD接口中的一种或多种接口，通过USB插座接入基于USB通信协议的外接设备，其中USB转UART接口可接入基于RS232/RS485业务信号，USB转SD接口可为网卡接入TF卡等存储设备。USB转UART接口还可用于接入蓝牙UART模块(BTUART)，显示外接设备与网卡的蓝牙连接。进一步的，第二基带处理板通过eMMC通信接口(图中SD2接口)连接有4GB 的eMMC存储器(eMMC4GB)。第二基带处理板通过WiFi通信接口(图中 SD1接口)连接有型号为AP6212的WiFi通信芯片，并且该WiFi通信芯片连接有WiFi天线，网关可通过该WiFi通信芯片与外接设备进行WiFi通信连接。

本实施例提供的第二基带处理板还电连接有1GB的DDR3SDRAM存储器。进一步的，多核模组的UART4接口与一RS232PHY接口连接，通过该RS232 PHY接口可向调试设备提供与多核模组通信连接的RS232接口，并对多核模组进行调试。

上述第二网关，通过低成本、高性能的多核MCU加高性能窄带射频收发器，搭建多核MCU和射频收发器，并通过第二基带处理板提供丰富的通信接口和业务接口，使得网关可满足多种业务需求，实现小容量、低数据量、短距离、小并发的无线数据传输，满足网关在近距离传输数据低成本要求，方便窄带物联网的推广应用。同时，该低成本网关可工作在TDD工作模式，支持FSK 调制方式，支持的频率范围包括220MHz～240MHz、420MHz-440MHz以及470MHz-510MGz，发射功率不小于15dBm，信号带宽为200kHz，接收机灵敏度优于-120dBm，载波数为2个，并可接入大于50个的用户，传输距离不小于 100m，并且网关功耗控制在10W内，可满足网关在近距离传输数据上的低成本要求。

可以理解的是，通过设置第一网关和第二网关分别满足窄带物联网系统中高性能或者低成本的设置需求。在实际应用中，可根据实际需求，选择设置该第一网关或者第二网关接入设备，以此来实现系统的不同功能需求，并在保证系统支持多并发、高覆盖及远距离传输的同时，通过提供第二网关，满足系统在一些少并发、小容量的终端接入时使用。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种窄带物联网系统，其特征在于，包括：后台服务器、网关及终端设备；

所述后台服务器通过S接口对接所述网关，所述网关通过Uu接口对接各个所述终端设备；

所述终端设备集成有窄带通信模组，所述窄带通信模组的工作带宽为12.5～300KHz；

所述网关包括第一网关和/或第二网关，所述第一网关包括相互信号连接的第一基带处理板和功放模块，所述功放模块用于将对应空口数据的射频发送信号和射频接收信号进行PA放大，所述第二网关包括相互信号连接的第二基带处理板和多核模组，所述多核模组用于空口数据收发和物理层处理。

2.根据权利要求1所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述网关与所述终端设备之间还设置有中继设备，所述中继设备用于所述网关与所述终端设备间的空口数据跳转。

3.根据权利要求2所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述中继设备包括两个第一射频收发器，所述第一射频收发器包括CC1120射频收发器。

4.根据权利要求1所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述第一基带处理板包括TCI6614DSP处理模块和FPGA处理模块，所述TCI6614DSP处理模块与FPGA处理模块之间通信连接，所述TCI6614DSP处理模块用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理。

5.根据权利要求4所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述第一基带处理板还设置有射频收发芯片，所述射频收发芯片信号连接所述FPGA处理模块，用于将FPGA处理模块发出的射频发送信号发送至所述第一网关的天线，并将所述第一网关的天线接收的射频接收信号发送至所述FPGA处理模块。

6.根据权利要求5所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述射频收发芯片为AD9363宽带RF收发器。

7.根据权利要求1所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述多核模组包括第二射频收发器和多核MCU，所述多核MCU信号连接所述第二基带处理板，所述第二射频收发器信号连接所述多核MCU，所述第二射频收发器用于空口数据的收发和FSK调制与解调，所述多核MCU用于空口数据的物理层处理。

8.根据权利要求7所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述第二射频收发器为窄带射频发射器。

9.根据权利要求8所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述第二基带处理板还设置有uNB无线通信接口、LTE通信接口、WiFi通信接口、RS232/RS485通信接口、eMMC通信接口和自适应网口中的一个或多个通信接口。

10.根据权利要求1所述的一种窄带物联网系统，其特征在于，所述Uu接口包括PHY层、MAC层和RLC层，所述PHY层用于信道处理，所述MAC层用于空口数据调度，所述RLC层用于空口数据的分片、重组及按序提交。

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