CN205726438U - ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，包括WiFi模块、ZigBee模块及滤波器，其特征在于：所述WiFi模块还包括WiFi芯片、第一巴仑、第一功率放大器、第一收发开关、第一天线、第一低噪声放大器，第二巴仑；所述ZigBee模块还包括ZigBee芯片、第三巴仑、第三收发开关、第二功率放大器、第二收发开关、第二天线、第四巴仑、第二低噪声放大器；所述滤波器还包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器；所述滤波器的功能是滤除干扰和分离出有用信号。本实用新型通过电路模块的协同工作：WiFi模块、ZigBee模块分别与滤波器的集合在同一电路中，有效避免或减少无线信号相互干扰的问题。

Description

ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及ZigBee和WiFi无线网络抗干扰的电路。

背景技术

ZigBee是近来出现的一种新兴的短距离无线通信技术，它采用了IEEE802.15.4标准作为其物理层和媒体接入层规范，主要面向的应用领域是低速率无线个人区域网，具有低功耗、低成本和低复杂度的特点。

基于IEEE802.11b/g/n标准的WiFi是当今无线局域网的主流技术。随着低速率应用市场需求的不断增长，需要ZigBee和WiFi系统共存的应用场景越来越多。但由于两者都工作在2.4GHz的工业科学医学的免费频段(ISM Band，Industrial Scientific MedicalBand)，它们不可避免地会产生相互干扰。

在智能家居行业普遍采用WiFi或ZigBee两大标准的前提下，行业内为了实现两种无线网络的路由功能，均将WiFi和ZigBee共存在同一个设备中。由于频谱开放的限制，又不得不都选择2.4GHz-2.5GHz的频谱资源。因此无线应用领域的同频干扰，邻频干扰相应产生。例如WiFi HT40工作模式下，ZigBee终端上行的传输距离不超过1米，这样的现象迫使用户几乎不能同时使用WiFi和Zigbee网络。而这种2.4GHz WiFi和2.4GHz ZigBee无线网络不能共存原因为2.4GHz WiFi在发射信号时，严重恶化ZigBee的接收灵敏度所致，这是行业内急需解决的问题。

现有技术中存在一种ZigBee网络抗干扰的方法和设备，该方案通过ZigBee网络中网络节点检测是否收到WiFi信道的干扰，若所述网络节点收到干扰，所述网络节点切换到信道列表中的第一信道，所述信道列表中包括所述ZigBee网络中的所有信道，网络节点切换到第一信道后，网络节点判断当前信道是否可用信道，若所述当前信道是可用信道，网络节点判断在第一预置时间内是否接收到所述网络节点的邻居节点发送的指示其他信道不是可用信道的命令帧。

通过研发创新，本申请采用频谱划分的方式，解决WiFi和ZigBee无线网络能够共存的问题，使ZigBee接收部分信道免受或降低来自WiFi无线信号的干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，使ZigBee接收部分信道免受或降低来自WiFi无线信号的干扰。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型所述的一种ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，包括WiFi模块及ZigBee模块，所述WiFi模块内设有WiFi芯片、第一开关、第二开关、第三滤波器、第四滤波器、第一功率放大器、第一收发开关、第一天线、第一低噪声放大器、第一巴仑、第二巴仑、第一射频输入端口及第二射频输出端口；

所述ZigBee模块内设有ZigBee芯片、第三巴仑、第三收发开关、第二功率放大器、第二收发开关、第二天线、第二低噪声放大器、第三开关、第四开关、第一滤波器、第二滤波器、第三射频输入端口及第四射频输出端口；

所述WiFi模块发射信号经过第三滤波器滤除干扰并分离出有用信号后，通过第一天线传递给ZigBee模块内的第二天线。

较佳地，所述第一开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第一射频脚、第二射频脚、第三射频脚及第一射频共用脚；

所述第一开关V1脚、V2脚为低电平、V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关；

所述第一开关V1脚、V3脚为低电平、V2脚为高电平，信号由第四滤波器输出至第二开关，所述V1脚、V3脚、V2脚分别与WiFi芯片连接。

较佳地，所述第三开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第二射频脚及第二射频共用脚；

所述第三开关V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关；

所述第三开关V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，所述第三开关V1脚、V2脚、V3脚分别与Zigbee芯片连接。

较佳地，所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用。V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二开关第一射频脚导向射频共用脚，信号最终通至第二射频输出端口；

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入至第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号由第三射频脚导向射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

所述WiFi模块发射信号时，在WiFi信号进入ZigBee模块之前，通过第三滤波器将WiFi模块发射的信号进行过滤，解决WiFi信号干扰ZigBee信号的问题。

本实用新型的有益效果：

采用频谱划分方式预防WiFi干扰ZigBee，使用滤波器将WiFi发射频谱在进入ZigBee芯片之前抑制，为确保WiFi可以正常工作，第三滤波器主要抑制2422MHz以下的频谱，为确保ZigBee可以正常工作，第一滤波器主要抑制2441MHz以上频谱，通过该种方式解决了WiFi 发射信号干扰到ZigBee的问题，本实用新型通过不同的信号路径来解决共存问题，并有效避免或减少了无线信号互相干扰的问题。

附图说明

图1所示本实用新型ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路结构示意图。

图2所示本实用新型ZigBee与WiFi无线网络抗干扰第一种路径结构示意图。

图3所示本实用新型ZigBee与WiFi无线网络抗干扰第二种路径结构示意图。

图4所示本实用新型ZigBee与WiFi无线网络抗干扰直通路径结构示意图。

图5所示本实用新型WiFi工作频谱示意图。

图6所示本实用新型WiFi射频发射电路增加部分的电路图。

图7所示本实用新型ZigBee射频接收电路增加部分的电路图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型实施例提供的一种ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，包括WiFi模块及ZigBee模块，所述WiFi模块内设有WiFi芯片、第一开关、第二开关、第三滤波器、第四滤波器、第一功率放大器、第一收发开关、第一天线、第一低噪声放大器、第一巴仑、第二巴仑、第一射频输入端口及第二射频输出端口；

所述ZigBee模块内设有ZigBee芯片、第三巴仑、第三收发开关、第二功率放大器、第二收发开关、第二天线、第二低噪声放大器、第三开关、第四开关、第一滤波器、第二滤波器、第三射频输入端口及第四射频输出端口；

所述WiFi模块发射信号经过第三滤波器滤除干扰并分离出有用信号后，通过第一天线传递给ZigBee模块内的第二天线。

所述WiFi模块发射的频谱干扰ZigBee模块的接收电路，通过滤波器将WiFi模块发射的频谱在进入ZigBee模块之前抑制，使ZigBee接收到的部分信道免收或降低来自WiFi模块无线信号的干扰。

所述第一开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第一射频脚、第二射频脚、第三射频脚及第一射频共用脚；

所述第一开关V1脚、V2脚为低电平、V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关，所述V1脚、V2脚、V3脚分别与WiFi芯片连接；

所述第一开关V1脚、V3脚为低电平、V2脚为高电平，信号由第四滤波器输出至第二开关，所述V1脚、V3脚、V2脚分别与WiFi芯片连接。

所述第三开关内设有V1脚、V2脚、V3、第二射频脚及第二射频共用脚；

所述第三开关V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关；

所述第三开关V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，所述第三开关V1脚、V2脚、V3脚分别与Zigbee芯片连接。

参照图2所示，优选实施例，当WiFi和ZigBee需要同时工作时，ZigBee在2405MHz、2410MHz、2415MHz三个信道中三选一工作后，WiFi HT20模式只工作在2452MHz、2457MHz、2462MHz、2467MHz、2472MHz信道。HT40模式只工作在2462MHz信道。此方式可预防WiFi干扰ZigBee。

所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用。V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二开关第一射频脚导向第一射频共用脚，信号最终通至第二射频输出端口。

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入至第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号由第三射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

参照图3所示，优选实施例，当WiFi和ZigBee需要同时工作时：ZigBee在2470MHz、2475MHz、2480MHz三个信道中三选一工作后，WiFi HT20模式只工作在2412MHz、2417MHz、2422MHz、2427MHz、2432MHz信道。WiFi模式只工作在2422MHz信道。此方式也可预防WiFi干扰ZigBee。

所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第四滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用。V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向第一射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号由第二射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

参照图4所示当WiFi和ZigBee不需同时工作时，ZigBee信道可任意选择。

所述WiFi模块信号第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第十四电容输出至第二开关，第十四电容为耦合信号，并隔开直流的作用，V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号从第三射频脚导向第一射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第十三电容输出至第四开关，第四开关V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

参照图5所示WiFi工作频谱示意图：

本实用新型采用频谱划分方式预防WiFi模块干扰ZigBee模块，WiFi模块干扰ZigBee模块指WiFi模块发射的频谱干扰ZigBee模块的接收电路，使用滤波器将WiFi模块发射频谱在进入ZigBee芯片之前进行抑制，图5为WiFi模块工作频谱模板，从中可知频谱已扩展至120MHz带宽，达到WiFi模块和ZigBee模块共存，必须使用滤波器；

WiFi模块中装置两颗滤波器，分别是第三滤波器及第四滤波器，为确保WiFi模块可以正常工作，第三滤波器主要抑制2422MHz以下频谱，确保ZigBee2405MHz、2410MHz、2415MHz可以正常工作，第一滤波器主要抑制2441MHz以上的频谱。

参照图6所示，WiFi射频发射电路：

所述WiFi模块内设有WiFi芯片、第一开关、第二开关、第三滤波器、第四滤波器、第一功率放大器、第一收发开关、第一天线、第一低噪声放大器、第一巴仑、第二巴仑、第一射频输入端口及第二射频输出端口；

所述第一开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第一射频脚、第二射频脚、第三射频脚及第一射频共用脚；

所述第一开关V1脚、V2脚为低电平、V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关；

所述第一开关V1脚、V3脚为低电平、V2脚为高电平，信号由第四滤波器输出至第二开关，所述V1脚、V3脚、V2脚分别与WiFi芯片连接。

参照图7所示，ZigBee射频接收电路:

所述ZigBee模块内设有ZigBee芯片、第三巴仑、第三收发开关、第二功率放大器、第二收发开关、第二天线、第二低噪声放大器、第三开关、第四开关、第一滤波器、第二滤波器、第三射频输入端口及第四射频输出端口；

所述第三开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第二射频脚及第二射频共用脚；

所述第三开关V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关；

所述第三开关V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，所述第三开关V1脚、V2脚、V3脚分别与ZigBee芯片连接。

优选实施例，ZigBee和WiFi无线网络抗干扰方案一：

所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关，其间下地电容为匹配作用，直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，与第三滤波器并联的电容为兼容设计，V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第一射频脚导向射频共用脚，信号最终通至射频输出端口；

所述ZigBee模块信号从第二射频输入端口输入第四开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关，其间下地电容为匹配作用，直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第一滤波器的目的是增加滤波抑制度，所述V3脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号由第二射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第二射频输出端口；

优选实施例，ZigBee和WiFi无线网络抗干扰方案二：

所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第四滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用。V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号由第二射频脚导向射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

实施例，当WiFi和ZigBee不需要同时工作时，ZigBee信道可任意选择ZigBee和WiFi无线网络直通方案三：

所述WiFi模块信号第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第14电容输出至第二开关，第14电容为耦合信号，并隔开直流的作用，V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号从第三射频脚导向射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第十三电容输出至第四开关，第四开关V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

所述WiFi模块发射信号时，在WiFi信号进入ZigBee模块之前，通过第三滤波器将WiFi模块发射的信号进行过滤，解决WiFi信号干扰ZigBee信号的问题。

需要说明的是，本案不仅仅通过上述方式解决WiFi模块与ZigBee模块抗干扰的问题，还可以通过其他方式解决，比如：可在2.4GHzZigBee发射通道中放置滤波器，2.4GHzWiFi接收通道中放置滤波器，可解决ZigBee干扰WiFi的问题。

滤波器可放置在射频通道的任何位置，只需满足2.4GHz～2.5GHz频谱划分使用的原则进行抗干扰。干扰源通道放置滤波器滤除边带杂散信号，被干扰通道放置滤波器滤除干扰源主频信号。此方式即可达到抗干扰的目的。

在本实用新型实施例中，在ZigBee模块受到干扰时，通过在WiFi模块内装置滤波器，滤除干扰和分离出有用的信号，通过第一天线将滤除后的有用信号发送给第二天线，ZigBee信号从第三射频输入端口输入至第三开关，信号由第一滤波器输出至第四开关，信号由第三射频导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，包括WiFi模块及ZigBee模块，其特征在于，所述WiFi模块内设有WiFi芯片、第一开关、第二开关、第三滤波器、第四滤波器、第一功率放大器、第一收发开关、第一天线、第一低噪声放大器、第一巴仑、第二巴仑、第一射频输入端口及第二射频输出端口；

所述ZigBee模块内设有ZigBee芯片、第三巴仑、第三收发开关、第二功率放大器、第二收发开关、第二天线、第二低噪声放大器、第三开关、第四开关、第一滤波器、第二滤波器、第三射频输入端口及第四射频输出端口；

所述WiFi模块发射信号经过第三滤波器滤除干扰并分离出有用信号后，通过第一天线传递给ZigBee模块内的第二天线。

2.根据权利要求1所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述第一开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第一射频脚、第二射频脚、第三射频脚及第一射频共用脚；

所述第一开关V1脚、V2脚为低电平、V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关；

所述第一开关V1脚、V3脚为低电平、V2脚为高电平，信号由第四滤波器输出至第二开关，所述V1脚、V3脚、V2脚分别与WiFi芯片连接。

3.根据权利要求1或2所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第三滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用；V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二开关第一射频脚导向第一射频共用脚，信号最终通至第二射频输出端口。

4.根据权利要求1或2所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述WiFi模块信号从第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第四滤波器输出至第二开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用；V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向第一射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

5.根据权利要求1或2所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述WiFi模块信号第一射频输入端口输入第一开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第十四电容输出至第二开关，第十四电容为耦合信号，并隔开直流的作用，V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号从第三射频脚导向第一射频共用脚，最终通至第二射频输出端口。

6.根据权利要求1所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述第三开关内设有V1脚、V2脚、V3脚、第二射频脚及第二射频共用脚；

所述第三开关V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关；

所述第三开关V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，所述第三开关V1脚、V2脚、V3脚分别与ZigBee芯片连接。

7.根据权利要求1或6所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入至第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V2脚、V3脚为低电平，V1脚为高电平时，信号由第一滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V3脚为高电平，V1脚、V2脚为低电平时，信号由第三射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

8.根据权利要求1或6所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V3脚为低电平，V2脚为高电平时，信号由第二滤波器输出至第四开关，其间直通电容为耦合信号，并隔开直流的作用，所述第四开关V2脚为高电平，V1脚、V3脚为低电平时，信号由第二射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。

9.根据权利要求1或6所述的ZigBee和WiFi无线网络抗干扰电路，其特征在于，所述ZigBee模块信号从第三射频输入端口输入第三开关，其间电容起到耦合信号，并隔开直流的作用，V1脚、V2脚为低电平，V3脚为高电平时，信号由第十三电容输出至第四开关，第四开关V1脚为高电平，V2脚、V3脚为低电平时，信号从第二射频脚导向第二射频共用脚，最终通至第四射频输出端口。