CN111988420B - 通过无线电直接访问总线的通信方法 - Google Patents

通过无线电直接访问总线的通信方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111988420B
CN111988420B CN202010889304.3A CN202010889304A CN111988420B CN 111988420 B CN111988420 B CN 111988420B CN 202010889304 A CN202010889304 A CN 202010889304A CN 111988420 B CN111988420 B CN 111988420B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
bus
terminal
radio
gateway
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.)
Active
Application number
CN202010889304.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111988420A (zh
Inventor
鲁力
李松璠
张翀
宋一杭
郑辉
刘璐
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.)
Chengdu Chenxin Iot Technology Co ltd
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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 University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202010889304.3A priority Critical patent/CN111988420B/zh
Publication of CN111988420A publication Critical patent/CN111988420A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111988420B publication Critical patent/CN111988420B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种通过无线电直接访问总线的通信方法，属于通过无线电直接访问总线的领域。本发明包括：网关将要发送给终端中传感器的数据调制在无线信号上，终端接收信号后经过解调，得到传感器芯片能直接接受和识别的标准的计算机总线信号。本发明中，由于移除了终端上的处理器，也无需再对终端进行编程，终端的行为和功能均由网关直接进行控制，因此，如终端的功能需要进行更新时，仅需更改网关的控制逻辑，无需重新烧写终端固件。

Description

通过无线电直接访问总线的通信方法
技术领域
本发明涉及物联网终端控制领域，尤其涉及一种通过无线电直接访问总线的通信方法。
背景技术
物联网是在计算机互联网的基础上，将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。依据国际著名数据公司IDC最新报告，全球物联网市场价值在2019年达到了7265千亿美元，并有望在2023年增长到1.1万亿美元，且IDC报告中预测，2021年，中国物联网平台支出将达到62.2亿美元(约419.7亿元人民币)。此外，研究公司Machina Research预测，在2025年，物联网终端的数量将增长到270亿，其中约60％为传感器终端。
另外，计算机总线和无线网络是两个完全不同的概念，在传统的设备都需要一个处理器协调计算机总线和无线网络，即在传统物联网终端中，接入网络虽然是很成熟的技术，但其无线电和数字总线并不能直接互通，而是需要一个处理器在其中协调。
此外，物联网终端种类繁多，每个终端的软硬件都需要针对其应用场景进行定制，开发成本高，周期长，难以重构。综上所述，能耗高、成本高、重构难等问题制约了物联网终端的大规模、长期部署，已成为当前物联网中亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过无线电直接访问总线的通信方法，能够实现无线电对于数字总线的直接接入。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：通过无线电直接访问总线的通信方法，包括如下步骤：
网关将要发送给终端中传感器的数据调制在无线信号上，终端接收信号后经过解调，得到传感器芯片能直接接受和识别的标准的计算机总线信号。
进一步的是，所述网关为基站网关。
进一步的是，当终端的功能需要进行更新和/或维护时，通过更改网关的控制逻辑实现。
进一步的是，所述要发送给终端中传感器的数据包括满足标准的计算机总线协议的时钟信号和数据信号。
进一步的是，网关将时钟信号和数据信号采用编码的方式将其结合在一起，通过无线电发送。
进一步的是，所述编码的方式为脉冲宽度编码。
进一步的是，当终端收到带有脉冲宽度编码的无线电时，将其经过一个包络检波电路处理，获取其中的脉冲宽度基带信号，所述脉冲宽度基带信号中至少包括所述时钟信号和数据信号。
进一步的是，根据所选的编码特点，对时钟信号和数据信号分别通过一个转化电路，将采用时钟和数据编码的基带信号转化成对应的计算机总线信号。
进一步的是，所述总线包括SPI总线及IIC总线。
本发明的有益效果是，通过上述通过无线电直接访问总线的通信方法，无需经过处理器对基带信号进行解析与转码，而是通过模拟或数字转换电路等形式直接将基带信号转换成总线数据和时钟信号的机制，由于移除了终端上的处理器，也无需再对终端进行编程，终端的行为和功能均由网关直接进行控制，因此，如终端的功能需要进行更新时，仅需更改网关的控制逻辑，无需重新烧写终端固件。相比于传统终端需由处理器接收基带信号后转换为数字总线信号的通信方式，该通信方式无需处理器参与信号的解析与转换，从而减少了处理器信号解析和转换所带来的功耗。
附图说明
图1为本发明实施例中通过无线电直接访问总线的通信方法的流程图；
图2为本发明实施例中PIE基带信号和SPI总线信号的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
实施例
本发明实施例提出的一种通过无线电直接访问总线的通信方法，其流程图见图1，其中，该方法包括如下步骤：网关将要发送给终端中传感器的数据调制在无线信号上，终端接收信号后经过解调，得到传感器芯片能直接接受和识别的标准的计算机总线信号。
实际应用过程中，为了实现各个物联网终端联网的基础上，还能为实现对各个物联网终端进行区域控制和管理，网关可以优选为基站网关，对于传感器的升级操作可直接由基站发指令，不需要人工到现场手动操作。另外，还可以根据实际需要选取不同的网关，当需要对物联网中的传感器进行控制时，可直接在相应站点的网关进行发送指令即可。
需要指出的是，当终端的功能需要进行更新和/或维护时，通过更改网关的控制逻辑实现，这里终端的功能会根据实际应用需求的不同而不同，但是，一般情况下涉及的操作包括但不限于对终端的升级以及对终端的维护，而当进行上述操作时，无须再在终端中设置处理器，编写相应的固件程序，仅仅可以通过更改网关的控制逻辑即可实现。
本发明颠覆了传统以处理器为核心的物联网终端架构，采用无线网络直接对终端上的数字芯片进行控制。但是，这需要将无线网络转换为标准的计算机总线协议(计算机访问数字芯片的接口协议)，即要给数字芯片满足协议的时钟、数据以及各种控制信号(比如使能信号)。为此，需要解决以下两个关键问题：1)如何通过无线电向无处理器终端提供标准总线所需的时钟和数据信号2)如何从无线电中解调出满足计算机各种传感芯片所能接收的标准总线信号。
这里，给出解决这两个问题的一般思路，对于任意无线电直接访问芯片的通信技术均适用。对于第一个问题采用的技术思路是将时钟和数据采用编码的方式将其合在一起通过无线电发送，这样使得无线电既含有时钟又含有数据。对于第二个问题，需要根据前面所选的编码特点，对时钟和数据分别通过一个转化电路将采用时钟和数据编码的基带信号转化成对应得数字总线信号。
一般来说，标准的计算机总线可以包括多种，其中，常见总线包括SPI总线及IIC总线等。本实施例中，以无线电直接转化成串行外设接口(Serial Peripheral Interface:SPI)总线(数字总线协议的一种)作为例子进行讲解。
在这个例子中,对于第一个问题，可以采用的编码方案是使用脉冲宽度(Pulseinterval encoding:PIE)编码将数字总线所需的时钟和数据同时编码进无线电中。其中PIE基带信号和SPI总线信号示意图如图2所示。PIE基带信号中逻辑高电平周期的长度表示其数据，高电平长的为1，短的为0，在本实施例中，数据1的高电平时长为数据0的两倍。同时每个符号包含一个逻辑低脉冲，其中包含时钟信息。SPI总线信号包含时钟和数据两路信号，在时钟上升沿时读取一位数据。当终端收到带有PIE编码的无线电，将其经过一个包络检波电路处理，获取其中的PIE基带信号。
综上所述，本发明在网关至物联网终端的下行通信技术方面，通过提出的无线信号与数字总线的融合互通技术，网关发送的无线信号可以实时、直接地转换为数字总线信号，实现网关对终端传感器芯片的直接数据传输。相比于传统终端需由处理器接收基带信号后转换为数字总线信号的通信方式，该通信方式无需处理器参与信号的解析与转换，从而减少了处理器信号解析和转换所带来的功耗；更重要的是，这种下行通信方式无需处理器参与，为后续实现网关对终端传感器芯片的直接控制，进而实现免编程无处理器终端建立了基本的下行通信机制。

Claims (4)

1.通过无线电直接访问总线的通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
网关将要发送给终端中传感器的数据调制在无线信号上，终端接收信号后经过解调，得到传感器芯片能直接接受和识别的标准的计算机总线信号；
所述要发送给终端中传感器的数据包括满足标准的计算机总线协议的时钟信号和数据信号；
网关将时钟信号和数据信号采用编码的方式将其结合在一起，通过无线电发送；
所述编码的方式为脉冲宽度编码；
当终端收到带有脉冲宽度编码的无线电时，将其经过一个包络检波电路处理，获取其中的脉冲宽度基带信号，所述脉冲宽度基带信号中至少包括所述时钟信号和数据信号；
根据所选的编码特点，对时钟信号和数据信号分别通过一个转化电路，将采用时钟和数据编码的基带信号转化成对应的计算机总线信号。
2.根据权利要求1所述的通过无线电直接访问总线的通信方法，其特征在于，所述网关为基站网关。
3.根据权利要求1所述的通过无线电直接访问总线的通信方法，其特征在于，当终端的功能需要进行更新和/或维护时，通过更改网关的控制逻辑实现。
4.根据权利要求1所述的通过无线电直接访问总线的通信方法，其特征在于，所述总线包括SPI总线及IIC总线。
CN202010889304.3A 2020-08-28 2020-08-28 通过无线电直接访问总线的通信方法 Active CN111988420B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010889304.3A CN111988420B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 通过无线电直接访问总线的通信方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010889304.3A CN111988420B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 通过无线电直接访问总线的通信方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111988420A CN111988420A (zh) 2020-11-24
CN111988420B true CN111988420B (zh) 2022-07-19

Family

ID=73441292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010889304.3A Active CN111988420B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 通过无线电直接访问总线的通信方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111988420B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017070593A2 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Qualcomm Incorporated Apparatus and methods for synchronizing a controller and sensors
EP3521771A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-07 Analog Devices Global Unlimited Company Measurement system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569307A (en) * 1989-09-22 1996-10-29 Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research Implantable cochlear stimulator having backtelemetry handshake signal
CN101009619A (zh) * 2006-12-28 2007-08-01 中国科学院计算技术研究所 一种无线传感器网络网关设备
CN101764817A (zh) * 2009-12-24 2010-06-30 中兴通讯股份有限公司 无线接入数据终端及其实现数据通信的系统和方法
CN103248542A (zh) * 2013-03-28 2013-08-14 燕山大学 一种基于多天线的数据信息融合网关设备
CN104936317B (zh) * 2015-06-24 2018-12-14 苏州科技学院 一种WiFi/双24L01网关
CN105634535B (zh) * 2016-01-25 2017-11-21 南京微传物联网科技有限公司 一种基于人工耳蜗原理的智能无线传感器网络节点
CN207011000U (zh) * 2017-08-02 2018-02-13 大连外国语大学 无线传感网络系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017070593A2 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Qualcomm Incorporated Apparatus and methods for synchronizing a controller and sensors
EP3521771A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-07 Analog Devices Global Unlimited Company Measurement system

Also Published As

Publication number Publication date
CN111988420A (zh) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108040339A (zh) 基于LoRa的离线组网方法及其系统
CN202190284U (zh) 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器
CN101719922A (zh) Profibus-dp工业现场总线与无线zigbee间的协议转换装置和方法
CN104821936B (zh) 基于套接字和asn.1实现iec61850站控层通信协议的系统
CN111083046A (zh) 一种面向工业现场的5G—Profibus-DP网关
CN111988420B (zh) 通过无线电直接访问总线的通信方法
CN202334573U (zh) 一种多功能智能家居网关
CN100382622C (zh) 一种上报基站环境监控信息的方法
CN112822174A (zh) 一种数据采集智能模组、数据采集箱及数据采集方法
CN110071792B (zh) 一种基于半双工总线的低时延高可靠的无线传输控制方法
CN203912045U (zh) 自适应多种调制方式的数字转发中继调制解调器
CN205375836U (zh) 一种基于ZigBee的无线视频交通信号机系统
CN106413027B (zh) 一种一级中继的无线组网方法
CN105242592B (zh) 通过profibus pa操作站直接读取hart仪表参数的方法及系统
CN107564258A (zh) 一种基于无线通信技术的数据传输系统及方法
CN204392247U (zh) 一种直放站
CN210780850U (zh) 一种物联网射频控制智能网关
CN208873275U (zh) 铁路监测数据收发器
CN209787473U (zh) 无缝切换多种无线传输方式的系统
CN108632290B (zh) 一种电力调度自动化系统实时数据转发系统及方法
CN205210585U (zh) 通过profibus pa操作站直接读取hart仪表参数的系统
CN204069019U (zh) 用于轨道交通的通信网关
CN104023026A (zh) 一种用于变电站自动化系统的协议转换器
CN201312299Y (zh) 通用无线遥控开关
CN216451546U (zh) 一种智能切换通信模组

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240423

Address after: Room A05, 1st Floor, Building 5, Zone D, No. 599 Century City South Road, High tech Zone, Chengdu City, Sichuan Province, 610000

Patentee after: Chengdu Chenxin IoT Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 611731, No. 2006, West Avenue, Chengdu hi tech Zone (West District, Sichuan)

Patentee before: University of Electronic Science and Technology of China

Country or region before: China