CN211744736U - 无线通信补盲装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无线通信补盲装置，用于使位于无线信号盲区的智能设备实现与服务器的无线通信，所述装置包括：无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块；其中，无线通信模块位于无线信号覆盖区；无线通信模块与第一射频模块有线连接，且与服务器无线连接，第一射频模块和第二射频模块基于射频实现无线通信，第二射频模块还与智能设备有线连接。如此设置，能够有效解决智能设备处于无线信号盲区从而不能实现远程数据采集的问题，而无需改变智能设备的安装位置，大大降低智能设备安装的基础性投资，满足智慧城市的建设需求。

Description

无线通信补盲装置

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信补盲装置。

背景技术

目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为破解城市发展难题的有效手段。物联网技术发展突飞猛进，已广泛应用于多种领域，例如，在各种仪表如智能水表、智能热量表、智能燃气表等远程抄表领域，又例如在采用各种传感器的远程监控领域。

在相关领域中，通常是在智能设备内设置无线通信模块，从而使服务器可以远程向智能设备下发命令以及接收智能设备采集的数据。不过，由于实际情况中智能设备的安装位置相对固定，部分智能设备所在位置可能没有无线信号覆盖，即产生无线信号覆盖盲区，从而无法实现远程数据采集，如此严重影响了用户体验，增加了售后维护成本，不利于智慧城市的发展。

实用新型内容

本申请提供一种无线通信补盲装置，以解决智能设备处于无线信号盲区从而不能实现远程数据采集的问题。

本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本申请实施例提供一种无线通信补盲装置，用于使位于无线信号盲区的智能设备实现与服务器的无线通信，所述装置包括：无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块；其中，所述无线通信模块位于无线信号覆盖区；

所述无线通信模块与所述第一射频模块有线连接，且与服务器无线连接，所述第一射频模块和所述第二射频模块基于射频实现无线通信，所述第二射频模块还与智能设备有线连接；

服务器下发的数据采集命令依次通过所述无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块到达至智能设备，智能设备返回的数据依次通过所述第二射频模块、第一射频模块和无线通信模块上传至服务器。

可选的，所述无线通信模块为LORA模块、NB-IOT模块、5G模块或GPRS模块。

可选的，所述第一射频模块和第二射频模块均采用高斯频移键控GFSK调制方式。

可选的，所述无线通信模块通过TTL接口与所述第一射频模块有线连接。

可选的，所述第二射频模块通过TTL接口或总线与智能设备有线连接。

可选的，所述无线通信模块与所述第一射频模块封装为一体设备，所述第二射频模块单独封装为独立设备。

可选的，所述一体设备采用电池供电，所述独立设备由有线连接的智能设备供电。

可选的，所述一体设备通过挂装或胶装方式固定到无线信号覆盖区。

可选的，所述无线通信模块采用型号M5311的NB-IOT模块。

可选的，所述第一射频模块和第二射频模块均采用型号RF1023的射频模块。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的实施例提供的技术方案中，通过两个射频模块可以将处于无线信号盲区的智能设备连接到无线通信模块，从而无线通信模块可以将服务器下发的数据采集命令转发至智能设备，智能设备采集的数据也可以通过无线通信模块返回至服务器。如此设置，能够有效解决智能设备处于无线信号盲区从而不能实现远程数据采集的问题，而无需改变智能设备的安装位置，大大降低智能设备安装的基础性投资，满足智慧城市的建设需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种无线通信补盲装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种无线通信补盲方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在对本申请的具体方案进行详细说明之前，首先对相关技术中存在的问题进行介绍。

以小区中的智能电表为例，为了实现远程抄表，常是在智能电表内设置无线抄表模块(实质上是一种无线通信模块)，从而使服务器可以远程向智能电表下发抄表命令以及接收智能电表采集的电量数据。但是，实际应用时，为了便于用户查看，并且还要考虑房屋结构等因素，智能电表的安装位置会受到较大限制，此时其内部设置的无线抄表模块可能位于无线信号盲区，也就是无法实现与服务器的通信，从而会影响用户体验，不利于智慧城市的发展。

基于此，本申请实施例提供一种无线通信补盲装置和方法，以解决智能设备处于无线信号盲区从而不能实现远程数据采集的问题。

实施例

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种无线通信补盲装置的结构示意图，该装置用于使位于无线信号盲区的智能设备4实现与服务器的无线通信。如图1所示，该装置包括：无线通信模块1、第一射频模块2和第二射频模块3；其中，无线通信模块1位于无线信号覆盖区；无线通信模块1与第一射频模块2有线连接，且与服务器无线连接，第一射频模块2和第二射频模块3基于射频实现无线通信，第二射频模块3还与智能设备4有线连接；服务器下发的数据采集命令依次通过无线通信模块1、第一射频模块2和第二射频模块3到达至智能设备4，智能设备4返回的数据依次通过第二射频模块3、第一射频模块2和无线通信模块1上传至服务器。

具体的，无线通信模块1可以是LORA模块、NB-IOT模块、5G模块、GPRS模块、eMTC模块或其他类似的无线模块，例如，可以是型号为M5311的NB-IOT模块。第一射频模块2和第二射频模块3可以选择相同的产品，例如型号为RF1023的射频模块。但是应当注意的是，在实际应用时，以上模块的具体型号可以根据需要进行选择，本申请对此不进行限制。

此外，智能设备4可以是智能水表、智能热量表、智能燃气表等生活中常用的计量仪表，也可以是压力传感器、流量传感器等工业监控设备。在实际应用时，智能设备4可以根据实际情况设置在合适的位置，而无线通信模块1则需要设置在无线网络覆盖的区域。

需要说明的是，第一射频模块2和第二射频模块3是基于自身发射的特定频率的电磁波进行无线通信，其具有短距离穿透能力强的特点，可以在无线信号覆盖盲区正常工作，从而可以实现对无线通信模块1与智能设备4之间的数据的转发。此外，第一射频模块2和第二射频模块3均可以采用GFSK(Gauss frequency Shift Keying，高斯频移键控)调制方式，也就是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，从而能够有效降低功耗。

也就是说，本申请的实施例提供的技术方案中，通过两个射频模块可以将处于无线信号盲区的智能设备连接到无线通信模块，从而无线通信模块可以将服务器下发的数据采集命令转发至智能设备，智能设备采集的数据也可以通过无线通信模块返回至服务器。如此设置，能够有效解决智能设备处于无线信号盲区从而不能实现远程数据采集的问题，而无需改变智能设备的安装位置，大大降低智能设备安装的基础性投资，满足智慧城市的建设需求。

一些实施例中，无线通信模块1与第一射频模块2封装为一体设备，第二射频模块3单独封装为独立设备，其中，无线通信模块1与第一射频模块2之间可以通过TTL(Transistor Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑)接口有线连接，第二射频模块3通过TTL接口或总线与智能设备4有线连接，在使用时，无线通信模块1与第一射频模块2构成的一体设备可以通过挂装或胶装方式固定到无线信号覆盖区，第二射频模块3的独立设备可以直接插接到智能设备4的相应接口。进一步的，一体设备可以采用电池供电，独立设备由连接的智能设备4供电。

为了对本申请的技术方案进行更全面的介绍，对应于上述无线通信补盲装置，本申请实施例还提供一种无线通信补盲方法。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种无线通信补盲方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S101：无线通信模块获取服务器发送的数据采集命令，并依次通过第一射频模块和第二射频模块，将所述数据采集命令转发至智能设备，以使智能设备进行数据采集；

S102：第二射频模块接收智能设备采集的数据，并通过第一射频模块将智能设备采集的数据转发至无线通信模块；

S103：无线通信模块将智能设备采集的数据上传至服务器。

其中，第一射频模块和第二射频模块之间可以直接采用透传方式或基于通信协议进行无线通信，并可采用加密方向数据传输。

此外，由于部分智能设备安装位置相对偏僻，无法提供外接电源，只能采用电池供电实现采集、计量和通信，此时需要充分考虑低功耗设计，同时在通信上可以采用周期定时唤醒机制，最大限度降低无线模块的功耗。

具体实施时，第二射频模块包括休眠状态和唤醒状态两种工作状态；第一射频模块与第二射频模块进行数据通信的过程，包括：

第一射频模块在预设时间点向第二射频模块发送唤醒命令，以使第二射频模块由休眠状态转换为唤醒状态；

第一射频模块向第二射频模块发送数据采集命令；

第二射频模块成功接收数据采集命令并转发至智能设备；

第二射频模块接收智能设备返回的数据并发送至第一射频模块；

其中，若第二射频模块在第一预设时间内未接收或发送任何数据，则转换为休眠状态。

也就是说，在不进行数据通信时，第二射频模块处于休眠状态，从而降低功耗，延长使用时间。

此外，一些实施例中，上述方法还包括：无线通信模块获取到数据采集命令时，基于服务器的当前时间进行校时；

无线通信模块转发数据采集命令时，同时发送自身的当前时间，以使第一射频模块和第二射频模块基于无线通信模块的当前时间进行校时。

也就是说，无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块在进行数据通信时，自动进行系统校时，并且校时以服务器的时间为准。

进一步的，为了避免系统时间错乱，上述方法还包括：

第二射频模块由唤醒状态转换为休眠状态时，开始计时；

当计时的时间到达第二预设时间时，第二射频模块由休眠状态转换为唤醒状态。

也就是说，第二射频模块在规定的第二预设时间内自动唤醒，等待第一射频模块的通信请求。此外，考虑到计时误差，还可以设置为第二射频模块每次唤醒后会保持一定的唤醒周期，确保在通信完成后再进入休眠状态。

此外，第一射频模块和第二射频模块在进行数据通信时，可能对其它射频设备造成无线干扰，为避免该问题，还可以在系统中加入防冲突机制，包括错峰通信和地址匹配，即：每组射频模块采用上电时间加随机数方式定时通信，并且第一射频模块和第二射频模块需要配对设置；同时为每组射频模块设置一个8位数地址，相同地址的设备才可以进行通信。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种无线通信补盲装置，其特征在于，用于使位于无线信号盲区的智能设备实现与服务器的无线通信，所述装置包括：无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块；其中，所述无线通信模块位于无线信号覆盖区；

所述无线通信模块与所述第一射频模块有线连接，且与服务器无线连接，所述第一射频模块和所述第二射频模块基于射频实现无线通信，所述第二射频模块还与智能设备有线连接；

服务器下发的数据采集命令依次通过所述无线通信模块、第一射频模块和第二射频模块到达至智能设备，智能设备返回的数据依次通过所述第二射频模块、第一射频模块和无线通信模块上传至服务器。

2.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述无线通信模块为LORA模块、NB-IOT模块、5G模块或GPRS模块。

3.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述第一射频模块和第二射频模块均采用高斯频移键控GFSK调制方式。

4.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述无线通信模块通过TTL接口与所述第一射频模块有线连接。

5.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述第二射频模块通过TTL接口或总线与智能设备有线连接。

6.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述无线通信模块与所述第一射频模块封装为一体设备，所述第二射频模块单独封装为独立设备。

7.根据权利要求6所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述一体设备采用电池供电，所述独立设备由有线连接的智能设备供电。

8.根据权利要求6所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述一体设备通过挂装或胶装方式固定到无线信号覆盖区。

9.根据权利要求1所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述无线通信模块采用型号M5311的NB-IOT模块。

10.根据权利要求3所述的无线通信补盲装置，其特征在于，所述第一射频模块和第二射频模块均采用型号RF1023的射频模块。

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