CN213126484U - 一种无线传输模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出的一种无线传输模块，包含测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），发射天线（4）；发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），射频发射电路（22）与无线电发射天线（41）存在电连接；或包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），电光发射电路（24）与光发射天线（42）存在电连接；其特征在于：测量数据处理子模块（1）包含测量数据缓存电路（12），状态监测电路(14)和成帧电路（15），其中，状态监测电路(14)与测量数据缓存电路（12）和成帧电路（15）存在电连接，与工作控制子模块（3）存在电连接。电路简单，无软件参与，功耗低，成本低。

Description

一种无线传输模块

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及一种无线传输模块。

背景技术

物联网需要采集监测对象的物理参数，这些物理参数包括工业设备的物理参数、能源系统的物理参数、食品医药的物理参数、大气环境的物理参数、建筑设施的物理参数、地质水文和生物体的物理参数等。

常用的物理参数包括温度、湿度、压力、震动、加速度、位移、倾斜和形变等。

为了能够做到无联网在数据采集端的低功耗免维护,需要对数据采集电路进行降功耗设计，在RFID标签、蓝牙无线传输和ROLA无线传输中出现一些有降低功耗潜力的技术。

无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ。

有源RFID产品，是最近几年慢慢发展起来的，在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有众多应用。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GHZ。

半有源RFID产品，集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有潜在应用。

半有源RFID产品在低频125KHZ频率的触发下，让微波2.45G工作。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用高频实现近距离精确定位，利用低频实现远距离识别和上传数据。

“蓝牙5”于2016年12月8日由蓝牙技术联盟SIG正式推出新的核心规范版本，主要特性包括4倍的传输距离、2倍的传输速度和8倍的广播数据传输量的提升，这些更新都针对低功耗蓝牙设备，在功耗方面能够更好地满足物联网应用要求,另外也减少与其他无线技术之间的潜在干扰，确保蓝牙设备能够在物联网环境中更好地与其他设备共存。

2013年8月，Semtech公司向业界发布了一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（Long Range，简称LoRa）的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。

LoRa主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括433、868、915 MHz等。LoRa网络主要由终端（内置LoRa模块）、网关（或称基站）、服务器和云四部分组成，应用数据可双向传输。

为了适应物联网对低功耗传感和低功耗无线数据传输的应用需求，一些进一步降低无线传输功耗的技术也被提出，目前，在专利申请领域出现如下降低无线数据传输功耗的方法或装置：

申请号为CN201610693849.0，发明名称为“低功耗抄表方法及系统”公开了低功耗抄表方法及其系统，方法包括判断表端处于单向通讯模式还是双向通讯模式；若为单向通讯模式，则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端，并在发送完毕后进入休眠状态；若为双向通讯模式，则表端依据预设周期主动发送抄表数据至电表端后，进入数据接收状态，并维持预设时长；若表端在所述预设时长内未接收到数据，则进入休眠状态。

申请号为CN201310753285.1，发明名称为“具有超低功耗唤醒功能的无线远传抄表设备及其唤醒方法”公开了设备和方法，其特征在于：所述控制芯片（1）内部设有与CPU处理器双向连接的能够间隔时间唤醒控制芯片（1）的RTCC模块（11）：所述无线远传抄表设备还包括与控制芯片（1）双向连接以执行以下功能的可触发唤醒的单元电路（2）：当控制芯片（1）被RTCC模块（11）唤醒后，控制芯片（1）判断唤醒间隔时间是否达到设定时间；如果时间未达到，控制芯片（1）控制无线远传抄表设备继续休眠；如果时间已达到，控制芯片（1）初始化可触发唤醒的单元电路（2）使其进入检测模式；当可触发唤醒的单元电路（2）检测到有相应的唤醒信号后传递给控制芯片（1），控制芯片（1）控制无线远传抄表设备进入运行模式；当可触发唤醒的单元电路（2）没有检测到唤醒信号，控制芯片（1）控制无线远传抄表设备自动进入休眠。

申请号为CN201210379049.3，发明名称为“一种超低功耗的高速高精度数据采集系统”公开了一种超低功耗的高速高精度数据采集系统，由自动AGC及滤波模块、温度补偿及采集补偿模块、数据采集调零模块、AD转换模块、自动功耗控制模块、数据处理模块、光电通讯接口组成。外部模拟信号通过自动AGC及滤波模块接入后，完成前级信号滤波调理，并与温度补偿及采集补偿模块和数据采集调零模块的输出信号调理后经过放大，进入AD转换模块转换成数字量，再进入数据处理模块进行数据处理，最后通过光电通讯接口发送到终端设备，其中自动功耗控制模块，给各模块提供电源，并受数据处理模块控制参与休眠模式切换及功耗管理。

申请号为CN201110437559.7，发明名称为“ 一种控制便携式路由器低功耗工作的方法及便携式路由器”公开了一种控制便携式路由器低功耗工作的方法及便携式路由器。当便携式路由器的应用控制器AP满足休眠条件时，指示Modem模块和WIFI模块进入休眠状态，使该AP侧的与Modem模块相连的USB进入空闲模式，该AP的UART挂起，AP和WIFI模块进入休眠状态，AP进入休眠状态，完成了对具有AP和Modem模块双芯片的便携式路由器的低功耗工作的控制，达到了节省电池能源的效果，增加了具有双芯片的便携式路由器的使用时间。

申请号为CN201310204890.3，发明名称为“用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法”公开了一种用于无线传感器网络核心芯片的低功耗设计方法，所述方法将芯片工作模式分为正常工作模式和低功耗工作模式两类，当芯片工作在正常工作模式时，可以根据具体应用的需求，配置芯片的工作频率，降低时钟频率以节省由于时钟不必要翻转所带来的大部分动态功耗；芯片不需要处理任务时则选择工作在低功耗工作模式，在低功耗工作模式下，芯片内部的时钟或某些区域的电源会自动进行关断，进而节省动态功耗和静态功耗。

申请号为CN201110128567.3，发明名称为“ 一种用于智能包装的超低功耗智能无线传感标签”公开了一种用于智能包装的超低功耗智能无线传感标签。包括无线射频单芯片、一种或者几种组合的智能传感器、非法打开监测电路、实时时钟电路、无线唤醒电路、ESD保护电路、电池状态指示电路、电池以及天线。无线射频单芯片包括射频收发器、微处理器以及非易失性存储器。智能传感器采集外部环境物理量的变化并转换成相对应的数字量，以外部中断的方式唤醒休眠的微处理器，微处理器进行数据采集并存储。非法打开监测电路实时监测智能包装是否被非法开启。微处理器读取实时时钟电路内的时间信息来实时记录智能传感器采集数据的时间以及智能包装被非法打开的时间。无线唤醒电路接收阅读器发出的激励信号，并唤醒休眠的微处理器。本发明可以有效降低智能无线传感标签的功耗，提高智能无线传感标签的电池寿命。接收天线感应阅读器发射的激励信号，该激励信号经过差分三次倍压整流，产生一直流电压，并和预先设定的阈值电压相比较；当唤醒电路产生的直流电压大于阈值电压时，所述比较器产生一外部中断信号，该外部中断信号唤醒处于休眠模式的微处理器，然后无线传感标签开始和系统阅读器之间进行双向数据通信。

申请号为CN200910053629.1发明名称为“一种具有唤醒功能的有源RFID系统”包含阅读器和电子标签，还包括激励器，其中，激励器受控对工作区域发射激活信号，电子标签在侦听中若收到所述激活信号则向所述阅读器发送数据。电子标签在侦听中若未收到所述激活信号，则处于休眠状态。阅读器收到所述电子标签发送的数据后进行解码处理。电子标签以固定时间间隔接收所述激励器发射的激活信号。电子标签向所述阅读器发送完数据后，继续侦听所述激励器发射的激活信号。本发明的有源电子标签平时不对外发射电磁波信号，能够自动的分辨出是否处于工作场合，在工作场合就发射电磁波正常的进行工作，处于非工作场合时就关闭电磁波的发射。

CN201020026830.9，发明名称为“一种低功耗的RFID温度传感标签”给出的装置包含无源唤醒模块和有源温度传感模块，其中，无源唤醒模块包括能量获取电路、信号校验电路和电源管理电路；有源温度传感模块包括电池电源、电源开关、微控制器、温度数据采集和射频前端；所述能量获取电路感应外部信号，产生的感应电源经电源管理电路后作为信号校验电路的工作电源，信号校验电路对获取的外部信号进行校验，产生的控制信号控制电源开关的状态，电池电源通过电源开关加至微控制器和温度数据采集，温度数据采集获取的温度信息返回至微控制器，微控制器通过射频前端发射信号。

通常，无源RFID的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ；有源RFID主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GHZ；半有源RFID使用低频125KHZ实施激活触发，使用微波2.45G传输数据。

现有的低功耗RFID无线传感标签，采用中央处理作为核心处理器件，虽然功能灵活，但是电路复杂，导致功耗和成本不能进一步降低；现有的蓝牙和LoRa技术，由于需要支持复杂的通信和控制协议，导致电路复杂，功耗和成本不能进一步降低；现有的无线电遥控器（如汽车的遥控开门钥匙），虽然电路简单，但是不能与传感器直接链接，不适合在无联网数据采集中使用。

本实用新型给出一种无线传输模块，用于克服现有低功耗无线传输技术存在的电路和协议复杂、与传感器接口通用性差、功耗和成本难以进一步降低这些缺点中的至少一种。

发明内容

本实用新型给出一种无线传输模块，用于克服现有低功耗无线传输技术存在的电路和协议复杂、与传感器接口通用性差、功耗和成本难以进一步降低这些缺点中的至少一种。

本实用新型给出的一种无线传输模块，包含测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），发射天线（4）；发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），射频发射电路（22）与无线电发射天线（41）存在电连接；或包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），电光发射电路（24）与光发射天线（42）存在电连接；其特征在于：

测量数据处理子模块（1）包含测量数据缓存电路（12），状态监测电路(14)和成帧电路（15），其中，

状态监测电路(14)与测量数据缓存电路（12）和成帧电路（15）存在电连接，与工作控制子模块（3）存在电连接；状态监测电路(14)判断测量数据缓存电路（12）内存储的测量数据的变化率，当所述变化率小于变化率门限后，向工作控制子模块（3）发送增加数据采集时间间隔和增加数据发送时间间隔中的至少一种指示信号，以降低无线传输模块（100）的功耗。

本实用新型具体实施方式给出的一种无线传输模块，可以克服现有低功耗无线传输技术存在的电路和协议复杂、与传感器接口通用性差、功耗和成本难以进一步降低这些缺点中的至少一种。电路简单，无软件参与，功耗低，成本低。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本实用新型实施例给出的一种无线电传输模块组成示意图；

图2为本实用新型实施例给出的一种无线光传输模块组成示意图。

图中，1、测量数据处理子模块；2、发射子模块；3、工作控制子模块；4、发射天线；5、控制数据接收子模块；6、接收天线；7、电源子模块；8、传感器件；

11、数据测量输入电路；12、测量数据缓存电路；13、数据处理电路；14、状态监测电路；15、成帧电路；16、工作时钟电路；

21、调制电路；22、射频发射电路；23、光调制电路；24、电光发射电路；

31、配置电路；32、睡眠时钟电路；33、唤醒电路；

41、无线电发射天线；42、光发射天线；

51、射频接收电路；52、解调电路；53、接收数据缓存电路；55、光电接收电路；56、光解调电路；

61、无线电接收天线；62、光接收天线

100、无线传输模块。

具体实施方式

本实用新型给出一种无线传输模块，用于克服现有低功耗无线传输技术存在的电路和协议复杂、与传感器接口通用性差、功耗和成本难以进一步降低这些缺点中的至少一种。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面结合附图，对本实用新型的组成及工作方式加以说明。

实施例一，一种无线传输模块举例

本实用新型提供的一种无线传输模块，参见图1和图2所示，包含测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），发射天线（4）；发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），射频发射电路（22）与无线电发射天线（41）存在电连接；或包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），电光发射电路（24）与光发射天线（42）存在电连接；其特征在于：

测量数据处理子模块（1）包含测量数据缓存电路（12），状态监测电路(14)和成帧电路（15），其中，

状态监测电路(14)与测量数据缓存电路（12）和成帧电路（15）存在电连接，与工作控制子模块（3）存在电连接；状态监测电路(14)判断测量数据缓存电路（12）内存储的测量数据的变化率，当所述变化率小于变化率门限后，向工作控制子模块（3）发送增加数据采集时间间隔和增加数据发送时间间隔中的至少一种指示信号，以降低无线传输模块（100）的功耗。

具体地，降低无线传输模块（100）的功耗的措施包括如下几个技术环节：

1）自适应调整数据采集周期；在被监测的物理量的变化缓慢时，加大对物理量的采样周期；

2）自适应调整数据发送周期；在被监测的物理量的变化缓慢时，加大对物理量采集数据的发送周期；

3）简化通信协议，只保留特定应用所必须的功能；

4）去掉通用的微处理器架构，只用硬件实现所需要的数据处理和通信功能。

具体地，测量数据缓存电路（12）对少量的测量数据进行缓存，以便对测量数据的量值和变化率进行现场判断，也是降低发射次数的必要技术手段。

成帧电路（15）按照协议规定的格式包含有帧头、数据段和校验段，成帧电路（15）支持的帧格式可以是一种，或者是多种，具体的帧格式由配置电路（31）进行配置。

状态监测电路(14)包含对电路工作状态的检测电路，具体包含无线传输模块（100）工作状态的自检电路和对测量数据的检测电路。

具体地，状态监测电路(14) 包含无线传输模块（100）工作状态的自检电路的一种具体实现方式为：包含对睡眠时钟电路（32）的误差检测电路；或包含对工作时钟电路（16）的误差检测电路。

本实施例给出的模块，其特征在于，

状态监测电路(14)通过其与成帧电路（15）的电连接，将报警指示数据或供电指示数据发送给成帧电路（15）；

状态监测电路(14)包含测量数据变化率判断电路，测量数据的数值判断电路、静态电流值判断电路和工作电压值判断电路中的至少一种。

在发送报警指示数据之前，状态监测电路(14)包含的测量数据的数值判断电路判断测量数据缓存电路（12）内存储的测量数据的数值，当所述测量数据的数值大于测量数据的报警门限后，将报警指示数据发送给成帧电路（15）；或

在发送供电指示数据之前，状态监测电路(14)包含的静态电流值判断电路测量电源子模块（7）的静态电流值，当所述静态电流值大于漏电报警门限后，将漏电报警指示数据发送给成帧电路（15）；或

在发送供电指示数据之前，状态监测电路(14)包含的工作电压值判断电路测量电源子模块（7）的工作电压值，当所述工作电压值小于电池寿命报警门限后，将电池寿命报警指示数据发送给成帧电路（15）。

电源子模块（7）包含电池或电源适配电路；

电源适配电路将来自工频电源或来自发电模块的电压转换为无线传输模块（100）所需要的工作电压。

所述发电模块包含光电池模组、震动发电模组、风力发电模组和温差发电模组中的至少一种。

本实施例给出的模块，其特征在于，

测量数据处理子模块（1）还包含测量数据输入电路(11),数据处理电路(13),成帧电路(15)和工作时钟电路（16）；其中，

测量数据输入电路(11)与测量数据缓存电路（12）存在电连接，测量数据缓存电路（12）通过该电连接接收测量数据并对其存储；

数据处理电路(13)与测量数据缓存电路（12）存在电连接，对来自测量数据缓存电路（12）的测量数据进行信道编码处理或硬件加密处理；

工作时钟电路（16）为测量数据处理子模块（1）包含的电路提供工作时钟。

具体地，测量数据输入电路(11)对穿行输入的测量数据进行串并转换，将串行输入的测量数据转换成二进制字节的形式存储在测量数据缓存电路（12）中；

测量数据缓存电路（12）包含发送触发电路，在测量数据缓存电路（12）内缓存的数据达到预先设定的字节数或缓存次数之后，向成帧电路（15）发送触发信号，启动测量数据的发送。

数据处理电路(13)对测量数据缓存电路（12）内的数据做发送前的编码处理，包括做奇偶校验处理。

具体地，测量数据输入电路(11)从传感器件（8）读入数据；

具体地，测量数据输入电路(11)从一个或多个传感器件（8）读取测量数据；

传感器件（8）为温度传感器、应力传感器、压力传感器、湿度传感器和距离传感器中的至少一种；

一种测量数据输入电路(11)从传感器件（8）读入数据的具体方式为：

测量数据输入电路(11)从包含应力片的传感器件（8）读取应力测量数据，从包含热敏元件的传感器件（8）读取温度测量数据，用所述温度测量数据矫正所述应力测量数据。

本实施例给出的模块，其特征在于，

工作控制子模块（3）包含配置电路（31），睡眠时钟电路（32）和唤醒电路（33），其中，

配置电路（31）与睡眠时钟电路（32），测量数据缓存电路（12）和状态监测电路(14)中的至少一种存在电连接，通过该电连接，配置电路（31）向睡眠时钟电路（32）发送睡眠持续时间配置数据；或

向测量数据缓存电路（12）发送被缓存数据的具体字节数或缓存次数的配置数据；或

向状态监测电路(14)发送变化率门限，测量数据报警门限，漏电报警门限和电池寿命报警门限中的至少一种。

配置电路（31）发送向状态监测电路(14)发送的变化率门限、测量数据报警门限、漏电报警门限和电池寿命报警门限的具体取值范围包括：

变化率门限在1%至30%范围内取值，优选地，变化率门限在1%至10%范围内取值；所述变化率是指相邻的前次与后次测量量之差的绝对值与前次测量量的绝对值的比值；

测量数据报警门限根据具体的监测对象确定，在监测水烧开的应用中，测量数据报警门限的取值为100度；在电力接头温度监测中，测量数据报警门限的取值为60度值300度之间；

漏电报警门限的取值在0至1微安之间，漏电报警门限是指无线传输模块（100）本身的睡眠状态下的漏电流。

电池寿命报警门限在1.3伏至5伏之间取值，优选地，在1.3值2伏之间取值。在测量数据发射状态下，同时测量无线传输模块（100）本身的的总电流和电源子模块（7）的工作电压值，通过这两个测量值确定电源子模块（7）包含的电池的剩余寿命。

本实施例给出的模块，其特征在于，

唤醒电路（33）包含供电控制电路，供电控制电路与测量数据处理子模块（1），发射子模块（2）存在电连接；

供电控制电路用于接通和断开发射子模块（2）的供电回路；或

供电控制电路用于降低测量数据缓存电路（12）的电压使测量数据缓存电路（12）处于数据保持状态。

具体地，供电控制电路控制施加给特定电路的电源的通断，以及控制施加给需要进行做降电压状态保持的电路的电压值。

本实施例给出的模块，其特征在于，

配置电路（31）与成帧电路（15）和发射子模块（2）中的至少一种存在电连接，配置电路（31）通过该电连接对成帧电路（15）的无线帧结构进行配置，或对发射子模块（2）的调制方式，发射功率，发射带宽和发射频点中的至少一种进行配置。

配置电路（31）包含的配置数据，通过两种途径获得：

一种途径是在制作无线传输模块（100）芯片的过程中预先制作配置电路（31）中的配置数据并且在以后的使用中不做变更；

一种途径是在使用无线传输模块（100）之前或使用的过程中，通过控制数据接收子模块（5）对配置电路（31）使用的配置数据进行配置。

本实施例给出的模块，其特征在于，

发射子模块（2）包含的调制电路（21），具体包含模拟CHIRP调制（线性调频）电路，高斯频移键控调制（GFSK）电路，高斯最小频移键控（GMSK ：Gaussian Filtered MinimumShift Keying）电路，通断键控调制（OOK：On-Off Keying) 电路和二值相移键控（BPSK）电路中的至少一种。

具体地，模拟CHIRP调制（线性调频）电路包含模拟压控线性变频器件，跟据模拟压控电压的大小改变输出频率，该输出频率在接收端被脉宽压缩电路处理，得到幅度叠加的接收脉冲；该幅度叠加的接收脉冲实现能量的相干累加，实现了模拟扩频的解扩过程。

本实施例给出的模块，其特征在于，

发射子模块（2）包含的光调制电路（23），具体包含脉冲幅度调制电路和通断键控调制（OOK：On-Off Keying)电路中的至少一种。

本实施例给出的模块，其特征在于，

射频发射电路（22）支持的射频通道带宽覆盖蓝牙技术规范的信道带宽值和LoRa技术规范支持的信道带宽值；

射频发射电路（22）支持的射频发射频点包括蓝牙技术规范的射频发射频点和LoRa技术规范支持的射频发射频点。

蓝牙技术规范的信道带宽BW值包括：1MHz;

LoRa技术规范支持的信道带宽BW值包括： 7.8KHz、10.4 KHz、15.6 KHz、20.8KHz、31.2 KHz、41.7 KHz、62.58 KHz、125 KHz、250 KHz、500 KHz。

光发射天线（42）为半导体电光转换器；

光发射天线（42）的工作光谱为红外光谱或可见光光谱。

本实施例给出的模块，其特征在于，

无线电发射天线（41）与无线电接收天线（61）是两个分立的天线；

光发射天线（42）与光接收天线（62）是两个不同的器件。

具体地，接收天线（6）包含无线电接收天线（61）或光接收天线（62）；

具体地，无线电发射天线（41），只用于发射无线电信号，不用于接收无线电信号。

无线电发射天线（41）与无线电接收天线（61）采用两个分立的天线的好处是：

节省了双工器或射频收发开关；

消除了双工器或射频收发开关引入的插入损耗，提高了发射功率和接收灵敏度；

扩大了发射频段和接收频段间隔，可以在2GHz, 5GHz, 20GHz甚至毫米波频段上发射,同时可以在低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ上接收。

光发射天线（42）包含电光转换器件，光接收天线（62）包含光电转换器件。

具体地，光接收天线（62）为半导体光电转换器；

光接收天线（62）的工作光谱为红外光谱或可见光光谱。

本实施例给出的模块，其特征在于，还包含控制数据接收子模块（5），

对应于发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），控制数据接收子模块（5）具体包含射频接收电路（51），解调电路（52）和接收数据缓存电路（53），或控制数据接收子模块（5）具体包含光电接收电路（55）光解调电路（56）和接收数据缓存电路（53）；

对应于发射子模块（2）包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），控制数据接收子模块（5）具体包含光电接收电路（55）光解调电路（56）和接收数据缓存电路（53），或控制数据接收子模块（5）具体包含射频接收电路（51），解调电路（52）和接收数据缓存电路（53）。

本实施例给出的模块，其特征在于，

测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），包含在同一个集成电路封装内；或

测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3）以及控制数据接收子模块（5），包含在同一个集成电路封装内。

射频发射电路（22）和射频接收电路（51）的的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ；微波2.45GHZ和5.8GHZ。

射频发射电路（22）的最小功率输出范围是1mW(0dBm)～0.01mW(-20dBm）；射频发射电路（22）的最大功率输出范围是100mW(0dBm)～10mW(-20dBm）。

调制电路（21）采用高斯频移键控（GFSK）调制，调制指数为0.45-0.55，接近于调制指数为0.5的高斯最小频移键控（GMSK），而相比传统蓝牙的调制指数在0.28-0.35之间，这样更有利于降低功耗和提高抗干扰能力。

调制电路（21）提供稳定调制系数0.495-0.505特性，提高频谱利用率，设备响应时间更快。

射频接收电路（51）接收灵敏度（dBm）≤-70（无编码）；接收灵敏度（dBm）≤-75（1／2编码）；接收灵敏度（dBm）≤-82（1／8编码）。

射频发射电路（22）的带外泄露及信道带宽，射频发射电路（22）将80MHz的频段被分成80个信道，每个信道宽1MHz，设备在中心频率为M的RF信道上传送信息，1MHz带宽邻道的中心频率用N表示。对LE 1M，偏置2MHz频段中的积分功率应小于-20dBm，偏置3MHz或以上频段中的功率应小于-30dBm。

本实用新型实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、无线电传输技术和互联网技术实现；本实用新型实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用结构部件和电子元器件实现。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方案而已，并非用来限定本实用新型的保护范围。任何本实用新型所述领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。

本实用新型具体实施方式给出的一种无线传输模块，克服了现有低功耗无线传输技术存在的电路和协议复杂、与传感器接口通用性差、功耗和成本难以进一步降低这些缺点中的至少一种。电路简单，无软件参与，功耗低，成本低。

Claims (12)

1.一种无线传输模块，包含

测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），发射天线（4）；发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），射频发射电路（22）与无线电发射天线（41）存在电连接；或包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），电光发射电路（24）与光发射天线（42）存在电连接；其特征在于：

测量数据处理子模块（1）包含测量数据缓存电路（12），状态监测电路(14)和成帧电路（15），其中，

状态监测电路(14)与测量数据缓存电路（12）和成帧电路（15）存在电连接，与工作控制子模块（3）存在电连接；状态监测电路(14)判断测量数据缓存电路（12）内存储的测量数据的变化率，当所述变化率小于变化率门限后，向工作控制子模块（3）发送增加数据采集时间间隔和增加数据发送时间间隔中的至少一种指示信号，以降低无线传输模块（100）的功耗。

2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

状态监测电路(14)通过其与成帧电路（15）的电连接，将报警指示数据或供电指示数据发送给成帧电路（15）；

状态监测电路(14)包含测量数据变化率判断电路，测量数据的数值判断电路、静态电流值判断电路和工作电压值判断电路中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

测量数据处理子模块（1）还包含测量数据输入电路(11),数据处理电路(13),成帧电路(15)和工作时钟电路（16）；其中，

测量数据输入电路(11)与测量数据缓存电路（12）存在电连接，测量数据缓存电路（12）通过该电连接接收测量数据并对其存储；

数据处理电路(13)与测量数据缓存电路（12）存在电连接，对来自测量数据缓存电路（12）的测量数据进行信道编码处理或硬件加密处理；

工作时钟电路（16）为测量数据处理子模块（1）包含的电路提供工作时钟。

4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

工作控制子模块（3）包含配置电路（31），睡眠时钟电路（32）和唤醒电路（33），其中，

配置电路（31）与睡眠时钟电路（32），测量数据缓存电路（12）和状态监测电路(14)中的至少一种存在电连接，通过该电连接，配置电路（31）向睡眠时钟电路（32）发送睡眠持续时间配置数据；或

向测量数据缓存电路（12）发送被缓存数据的具体字节数或缓存次数的配置数据；或

向状态监测电路(14)发送变化率门限，测量数据报警门限，漏电报警门限和电池寿命报警门限中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，

唤醒电路（33）包含供电控制电路，供电控制电路与测量数据处理子模块（1），发射子模块（2）存在电连接；

供电控制电路用于接通和断开发射子模块（2）的供电回路；或

供电控制电路用于降低测量数据缓存电路（12）的电压使测量数据缓存电路（12）处于数据保持状态。

6.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，

配置电路（31）与成帧电路（15）和发射子模块（2）中的至少一种存在电连接，配置电路（31）通过该电连接对成帧电路（15）的无线帧结构进行配置，或对发射子模块（2）的调制方式，发射功率，发射带宽和发射频点中的至少一种进行配置。

7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

发射子模块（2）包含的调制电路（21），具体包含模拟CHIRP调制电路，高斯频移键控调制（GFSK）电路，高斯最小频移键控（GMSK ：Gaussian Filtered Minimum Shift Keying）电路，通断键控调制（OOK：On-Off Keying) 电路和二值相移键控（BPSK）电路中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

发射子模块（2）包含的光调制电路（23），具体包含脉冲幅度调制电路和通断键控调制（OOK：On-Off Keying)电路中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

射频发射电路（22）支持的射频通道带宽覆盖蓝牙技术规范的信道带宽值和LoRa技术规范支持的信道带宽值；

射频发射电路（22）支持的射频发射频点包括蓝牙技术规范的射频发射频点和LoRa技术规范支持的射频发射频点。

10.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

无线电发射天线（41）与无线电接收天线（61）是两个分立的天线；

光发射天线（42）与光接收天线（62）是两个不同的器件。

11.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，还包含控制数据接收子模块（5），

对应于发射子模块（2）包含调制电路（21）和射频发射电路（22），控制数据接收子模块（5）具体包含射频接收电路（51），解调电路（52）和接收数据缓存电路（53），或控制数据接收子模块（5）具体包含光电接收电路（55）光解调电路（56）和接收数据缓存电路（53）；

对应于发射子模块（2）包含光调制电路（23）和电光发射电路（24），控制数据接收子模块（5）具体包含光电接收电路（55）光解调电路（56）和接收数据缓存电路（53），或控制数据接收子模块（5）具体包含射频接收电路（51），解调电路（52）和接收数据缓存电路（53）。

12.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，

测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3），包含在同一个集成电路封装内；或

测量数据处理子模块（1），发射子模块（2），工作控制子模块（3）以及控制数据接收子模块（5），包含在同一个集成电路封装内。

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