CN205864455U - 一种无线路由设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线路由设备，用于组建移动终端通信的无线通信网络，所述无线路由设备包括处理器、分别与所述处理器连接的2.4Ghz第一通信芯片、2.4Ghz协处理芯片、5.8Ghz第一通信芯片、5.8Ghz第二通信芯片、第一天线、第二天线。本实用新型通过四频段的设计，实现了利用所述无线路由器实现将组建的网格网络中各节点在不同无线频道实现降低无线带宽的衰减。
Description
技术领域
本实用新型属于无线通信技术领域，具体而言，涉及一种无线路由设备。
背景技术
WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备，如PDA、手机、平板电脑等终端以无线方式互相连接的无线网络技术。WiFi是国际WiFi联盟的标志，这个联盟的工作主要是制定基于IEEE 802.11协议的WiFi通信协议。这些协议包括：802.11b/n/g,802.11ac等不同的协议。
802.11b/n/g通信协议工作于ISM免费频段2.4GHz，最高无线带宽可达300Mbps；802.11ac通信协议工作于ISM免费频段5.8GHz，最高无线带宽可达1300Mbps。
目前通常采用WiFi无线路由器把有线网络信号转换成无线信号。例如家里的ADSL，小区宽带等，只要接一个WiFi路由器，就可以实现WIFI设备的无线上网。俗称"无线路由器"(英文：HotSpot或者Access Point/AP)。由于WIFI无线路由器的通信范围是一定的，因此超出其通信范围后，需要增加WiFi中继设备实现扩大其通信覆盖范围。但是随着距离的增加，WiFi无线路由器组件的无线通信网络之间的带宽迅速衰减。
同时，一般的WIFI无线路由器采用2.4G Hz 802.15.4网络协处理芯片。而IEEE802.15.4网络是指在一个局域网网络内使用相同无线信道并通过IEEE 802.15.4标准相互通信的一组设备的集合，又名LR-WPAN网络。在这个网络中，根据设备所具有的通信能力，可以分为全功能设备(Full Function Device,FFD)和精简功能设备(Reduced FunctionDevice,RFD)。FFD设备之间以及FFD设备与RFD设备之间都可以通信。RFD设备之间不能直接通信，只能与FFD设备通信，或者通过一个FFD设备向外转发数据。这个与RFD相关联的FFD设备称为该RFD的网络协处理器(coordinator)。RFD设备主要用于简单的控制应用，如灯的开关、被动式红外线传感器、环境传感器等，传输的数据量较少，对传输资源 和通信资源占用不多，这样RFD设备可以采用非常廉价的实现方案。
实用新型内容
为解决现有通过无线路由器组建的网格网络组网由于各网络节点需要工作于同一无线频道导致的无线带宽迅速衰减的问题，本实用新型实用新型了一种无线路由器，通过所述无线路由器实现将组建的网格网络中各节点在不同无线频道实现降低无线带宽的衰减。
本实用新型提供了一种无线路由设备，用于组建远程移动终端无线通信网络，所述无线路由设备包括处理器、分别与所述处理器连接的千兆PoE网络接口、2.4Ghz第一通信芯片、2.4Ghz协处理芯片、5.8Ghz第一通信芯片、5.8Ghz第一通信芯片、第一天线、第二天线，其中，
所述处理器，用于查询预存的所述无线通信网络中所述无线路由设备路由表，配置所述2.4Ghz第一通信芯片或所述5.8Ghz第一通信芯片的通信信道；
所述千兆PoE网络接口，用于与internet网络设备连接；
所述2.4Ghz第一通信芯片，用于通过所述第一天线广播其通信信道，通过所述第一天线接收所述移动终端的联网请求，将所述联网请求进行格式处理；
所述2.4Ghz协处理芯片，用于组建物联网设备网络；
所述5.8Ghz第一通信芯片，用于通过所述第二天线广播其通信信道，通过所述第二天线接收并将所述移动终端发送的联网请求或将所述2.4Ghz第一通信芯片格式处理后的联网请求通过所述第二天线发送到其他所述无线路由设备；
所述5.8Ghz第二通信芯片，用于通过所述第二天线接收所述无线通信网络中其他所述无线路由设备发送的联网请求。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述无线路由设备还包括为所述无线路由设备供电的电源装置。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述电源装置包括相互连接的电源、电源保护电路。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述无线路由设备还包括与所 述处理器连接的图像处理装置，
所述图像处理装置，用于提供与摄像头连接的PoE接口，并对所述摄像头进行角度、焦距调节。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述处理器通过PCI数据线分别与所述2.4Ghz第一通信芯片、所述5.8Ghz第一通信芯片、所述5.8Ghz第二通信芯片连接。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述处理器通过UART/USB2.0数据线与所述2.4Ghz协处理芯片连接。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的PWM调制器，
所述PWM调制器，用于提供直流电PWM输出接口，并对通过所述PWM输出接口调制通过所述网络接口连接的所述物联网设备的直流电压的导通或切断。
本实用新型所述的无线路由设备中，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的电源控制器，
所述电源控制器，用于提供交流电输出接口，通过对所述交流电输出接口控制通过所述千兆网络接口连接的所述物联网设备的输入交流电压的导通或切断。
综上，本实用新型通过四频段的设计，实现了利用所述无线路由器实现将组建的网格网络中各节点在不同无线频道实现降低无线带宽的衰减。
附图说明
图1为本实用新型所述的无线路由设备的框图结构示意图；
图2为应用本实用新型所述的无线路由设备一个实施例的结构示意图；
图3为应用本实用新型所述的无线路由设备另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
如图1所示为本实用新型所述的无线路由设备的框图结构示意图。如图1所示，所述无线路由设备，用于组建移动终端通信的无线通信网络，所述无线路由设备包括处理器1、分别与所述处理器连接的2.4Ghz第一通信芯片2、2.4Ghz协处理芯片3、5.8Ghz第一通信芯片4、5.8Ghz第二通信芯片5、第一天线6、第二天线7、千兆PoE网络接口8。
所述处理器，用于查询预存的所述无线通信网络中所述无线路由设备路由表，配置所述2.4Ghz第一通信芯片或所述5.8Ghz第一通信芯片的通信信道。
具体实施时，所述处理器模块可选的采用Qualcomm IPQ8064芯片，所述处理器管理2.4Ghz第一通信芯片,5.8Ghz第一通信芯片、5.8Ghz第二通信芯片、PoE等接口的网络连接和所述5.8Ghz第一通信芯片及所述5.8Ghz第二通信芯片之间的网络通信路由算法，实现数据从主路由器到远端子路由器的数据传输。
所述千兆PoE网络接口，用于与internet网络设备连接。
具体实施时，所述千兆PoE网络接口可选的采用Silabs Si3462 PoE控制器芯片，1000Mbps，输入电压12V；所述千兆PoE网络接口实现与internet网络设备的连接，并提供本实用新型所述无线路由器供电接口。
所述2.4Ghz第一通信芯片，用于通过所述第一天线广播其通信信道，通过所述第一天线接收所述移动终端的联网请求，将所述联网请求进行格式处理。
具体实施时，2.4Ghz第一通信芯片可选的采用Qualcomm QCA9890芯片，运行2.4GHz WiFi b/g/n(即802.11.b/g/n)协议，运行WiFi AP驱动。所述2.4Ghz第一通信芯片和所述处理器利用PCI数据线通过PCI接口进行双向通信。
所述5.8Ghz第一通信芯片，用于通过所述第二天线广播其通信信道， 通过所述第二天线接收并将所述移动终端发送的联网请求或将所述2.4Ghz第一通信芯片格式处理后的联网请求通过所述第二天线发送到其他所述无线路由设备。
所述5.8Ghz第二通信芯片，用于通过所述第二天线接收所述无线通信网络中其他所述无线路由设备发送的联网请求。
具体实施时，5.8Ghz第一通信芯片可选的采用Qualcomm QCA9890，运行5.8G HzWiFi ac通信协议(802.11.ac)，运行WiFi AP驱动；所述5.8Ghz第一通信芯片采用QualcommQCA9890，运行5.8G Hz WiFi ac通信协议，运行WiFi AP驱动或者WiFi Client驱动；所述5.8Ghz第一通信芯片和所述处理器利用PCI数据线通过PCI接口进行双向通信。
目前市场的路由器，提供802.11b/g/n和/或802.11ac WiFi路由功能，主要是作为独立的无线宽带上网的接入点(Access Point)，WiFi信号远距离覆盖则需要通过WiFi中继完成。但是WiFi中继造成的无线带宽的迅速衰减，无法满足远距离、高带宽的城市物联网需求或者多楼层的网络建设需求。概括来说，目前市场的路由器，不具备自组网能力，每个路由器仍然需要通过有线网线/光纤提供上网能力，对于大型建筑和城市室外。
因此本实用新型通过设置所述2.4Ghz第一通信芯片及所述5.8Ghz第一通信芯片同时满足802.11b/g/n和/或802.11ac WiFi两种路由功能。通过本实用新型所述无线路由设备组建的无线通信网络解决当前无线路由器通过无线中继设备(Wireless Reapter)组网实现远距离无线信号覆盖时存在的无线带宽逐级成倍下降的问题。本实用新型所述无线路由设备，通过工作于不同无线频段的多块无线网卡、自动组网路由算法、无线天线功率自动调节算法，组建无线宽带网格网络，解决传统无线网格网络组网时，由于所有无线路由器节点必须工作于同一无线频段导致的无线路由器节点之间频道资源竞争和无线信号的干扰造成的无线带宽急剧下降的问题。与当前WiFi多级中级实现的远距离传输可导致无线带宽从1300Mbps下降至10Mbps以下相比，本实用新型所述无线路由设备组建的无线通信网络可保证远距离传输无线带宽保持600Mbps以上。
所述2.4Ghz协处理芯片，用于实现与组建物联网设备网络，控制与所述物联网设备的工作信号。所述2.4Ghz第一通信芯片、所述2.4Ghz协处理芯片均为2.4Ghz通信芯片。
具体实施时，所述2.4Ghz协处理芯片可选的采用Silabs EM358x2.4Ghz协处理芯片芯片，支持当前主流802.15.4通信协议，包括ZigBee,Thread无线通信协议。
所述2.4Ghz协处理芯片，用于组建物联网设备网络。所述处理器通过UART/USB2.0数据线2.4Ghz协处理芯片连接。
所述2.4Ghz协处理芯片运行802.15.4低功耗无线通信协议，可组建低功耗网格网络，如环境传感器网络，安防传感器网络，智能照明网路等。
传统的长距离无线桥接数传设备采用的是2.4GHz/5.8GHz，其无线接收和无线发射均位于同一个无线频道，发送和接受信号需要竞争频道资源，导致两个节点之间的无线信号强度成倍衰减，远距离无线传输带宽衰减很快，远距离无线数据传输带宽衰减是100Mbps以下。
而5.8GHZ无线产品采用正交频分复用技术(OFDM)和点对多点、点对点的组网方式，单扇区的速率高达54Mbps。5.8GHZ的系统一般采用的直接序列扩频技术，它的信道较多且频率较高，所以抗干扰能力相对要强一些。同时它可以满足高带宽应用支持大量用户的需要——8个不重叠信道使部署的可扩展性和灵活性更高。因此，可以将8个接入点编成一组，提供高达433Mbit/s的共享吞吐量来支持同一地区的多个用户。这为没有部署无线局域网的用户、期待增加或扩展现有无线局域网的用户提供了最有价值的高性能网络选择。比如，目前已在市场初步部署的5.8G Hz 802.11.ac WiFi网络，其无线带宽宽高达1300Mbit/s，已高于目前常用光纤传输速度1024Mbit/s，被称为无线“光纤”网络。同时5.8GHz也采用基于IP或基于电路的无线传输技术。基于IP的技术信令协议简单，实现容易，开销低，频谱利用率高，业务种类多，接口简单统一，升级容易，特别适合于非连接的数据传输业务；基于电路的技术时延小，适合于进行传统的语音传送和基于连接的传输业务。它的应用范围也很 广，就频段而言，5.8GHz的设备可以用于城市或者郊区，5.8GHz无线接入的业务提供者可以是传统的运营商也可以是大型的企事业单位；就系统要求的传输环境而言，5.8GHz无线接入系统在采用比较低的调制效率时对信噪比的要求比较低可以满足一定的非可视传输要求。
本实用新型所述的无线路由设备采用本实用新型的组网算法，保证所述无线路由设备所述5.8Ghz第一通信芯片与其附近其他无线路由设备的所述5.8Ghz第二通信芯片通信。且每个所述无线路由设备均工作与不同的频道，与传统的无线桥接网络不同，实现了无线信号无衰减式的远距离传输。
本实用新型所述的无线路由设备，采用软件和硬件算法结合，实现了不同的所述无线路由设备的无线接收和发射位于不同的无线频道，不同频道信号之间干扰少，信号传输衰减少，通过远距离传输后，仍然能够保持600Mbps以上带宽。
所述无线路由设备还包括为所述无线路由设备供电的电源装置9。所述电源装置包括相互连接的电源、电源保护电路。
所述无线路由设备在恶劣天气(例如剧烈雷击等等)时，可提前远程关闭所述无线路由设备的供电，实现对所述无线路由设备的供电保护。
所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的图像处理装置10，
所述图像处理装置，用于提供与摄像头连接的PoE接口，并对所述摄像头进行角度、焦距调节。
本实用新型所述的图像处理装置对摄像头实现供电并和摄像头进行双向数据通信，包括视频数据的实时传输和对摄像头的控制，包括摄像头角度，变焦等控制指令等。
目前，市场上的室外安防摄像头多支持PoE(Power Over Ethernet)接口，所述摄像头接口模块实现PoE支持。本实用新型所述无线路由设备和摄像头之间采用视频传输实时流媒体协议RTSP(Real Time Streaming Protocol)。
具体实施时，所述图像处理装置可选的采用Silabs Si3462 PoE控制器芯片，100Mbps，输出电压12V。所述摄像头通过所述PoE接口与本 实用新型所述无线路由设备相连。
综上，本实用新型通过图像处理装置及所述千兆PoE网络接口模块的设置实现了双PoE设置，即均可选的设为Silabs Si3462PoE控制芯片。
进一步，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的PWM调制器11，
所述PWM调制器，用于提供直流电PWM输出接口，并对通过所述PWM输出接口调制和通过所述网络接口连接的所述物联网设备的直流电压导通和切断。
进一步，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的电源控制器12，
所述电源控制器，用于提供交流电输出接口，通过对所述交流电输出接口控制通过所述千兆网络接口连接的所述物联网设备的输入交流电压的导通或切断。
所述交流电控制输出接口用于控制交流电输出的开和关，输出电压值(110V-240V)和系统输入电源值(110V-240V)相同，所述交流电控制输出接口和电路继电器(Relay)相连，嵌入式中央处理器接受来自网络管理中心的开关命令，或者定时器的开关指令，或者来自摄像头信号的开关指令，驱动继电器控制输出电源的开关。
如图3所示，将所述无线路由设备101安装在路灯103(及本实用新型所述的物联网设备，具体的还可选择的将所述物联网设备设为传感器等低功耗物联网设备)下，所述无线路由设备还通过本实用新型所述的图像处理设置提供的POE接口连接摄像头102，并通过所述图像处理装置对所述摄像头进行角度和/或焦距调节。本实用新型所述的无线路由设备通过所述5.8Ghz第一通信芯片、5.8Ghz第二通信芯片实现与其他所述无线路由设备的通信连接，从而降低远程无线传输造成的无线通信网络带宽的衰减。所述路灯可选的通过所述无线路由设备2.4Ghz第一通信模块或5.8Ghz第一通信模块实现与所述无线路由设备的通信连接。同时还可选的通过所述2.4Ghz协处理模块实现通信连接，由于所述2.4Ghz协处理模块运行802.15.4低功耗无线通信协议使得所述无线路由设备功耗降 低。
同时，本实用新型通过所述PWM调制器实现所述路灯的控制。PWM即脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。并且所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的电源控制器，所述电源控制器，用于提供交流电输出接口，通过对所述交流电输出接口控制通过所述网络接口连接的所述物联网设备的输入电压。本实用新型可通过网络命令控制的市电输出口(电源开/关)和PWM(路灯亮度)接口，可实现对传统路灯的网络化，自动化，节能化管理。同时，用户通过所述移动终端(具体的为手机、ipad等智能设备)实现与所述无线路由设备的通信连接。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无线路由设备，用于组建移动终端通信的无线通信网络，其特征在于，所述无线路由设备包括处理器、分别与所述处理器连接的千兆PoE网络接口、2.4Ghz第一通信芯片、2.4Ghz协处理芯片、5.8Ghz第一通信芯片、5.8Ghz第二通信芯片、第一天线、第二天线，其中，
所述处理器，用于查询预存的所述无线通信网络中所述无线路由设备路由表，配置所述2.4Ghz第一通信芯片、2.4Ghz协处理芯片、所述5.8Ghz第一通信芯片及5.8Ghz第二通信芯片的通信信道；
所述千兆PoE网络接口，用于与internet网络设备连接；
所述2.4Ghz第一通信芯片，用于通过所述第一天线广播其通信信道，通过所述第一天线接收所述移动终端的联网请求，将所述联网请求进行格式处理；
所述2.4Ghz协处理芯片，用于实现与组建物联网设备网络；
所述5.8Ghz第一通信芯片，用于通过所述第二天线广播其通信信道，通过所述第二天线接收并将所述移动终端发送的联网请求或将所述2.4Ghz第一通信芯片格式处理后的联网请求通过所述第二天线发送到其他所述无线路由设备；
所述5.8Ghz第二通信芯片，用于通过所述第二天线接收所述无线通信网络中其他所述无线路由设备发送的联网请求。
2.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在于，所述无线路由设备还包括为所述无线路由设备供电的电源装置。
3.根据权利要求2所述的无线路由设备，其特征在于，所述电源装置包括相互连接的电源、电源保护电路。
4.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在于，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的图像处理装置，
所述图像处理装置，用于提供与摄像头连接的PoE接口，并对所述摄像头进行角度、焦距调节。
5.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在于，所述处理器通过PCI数据线分别与所述2.4Ghz第一通信芯片、所述5.8Ghz第一通信芯片、所述5.8Ghz第二通信芯片连接。
6.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在于，所述处理器通过UART/USB2.0数据线与所述2.4Ghz协处理芯片连接。
7.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的PWM调制器，
所述PWM调制器，用于提供直流电PWM输出接口，并对通过所述PWM输出接口调制和通过所述网络接口连接的所述物联网设备的直流电压导通或切断。
8.根据权利要求1所述的无线路由设备，其特征在，所述无线路由设备还包括与所述处理器连接的电源控制器，
所述电源控制器，用于提供交流电输出接口，通过对所述交流电输出接口控制通过所述千兆网络接口连接的所述物联网设备的输入交流电压的导通或切断。
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| CN201620025479.9U CN205864455U (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种无线路由设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115395965A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-25 | 深圳市创凌智联科技有限公司 | 三频智能Mesh路由器 |
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2016
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