CZ16181U1 - Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů - Google Patents
Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ16181U1 CZ16181U1 CZ200517031U CZ200517031U CZ16181U1 CZ 16181 U1 CZ16181 U1 CZ 16181U1 CZ 200517031 U CZ200517031 U CZ 200517031U CZ 200517031 U CZ200517031 U CZ 200517031U CZ 16181 U1 CZ16181 U1 CZ 16181U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- module
- block
- wireless communication
- interface
- mcu
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 77
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 59
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 101100477284 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) tsp-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Transceivers (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká uspořádání modulu pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu 300 MHz až 2,60 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace. Uvedená elektrická nebo elektronická zařízení zahrnují řídicí elektroniku, mohou být ovládaná nebo mohou poskytovat data, například bezdrátový teploměr.
Dosavadní stav techniky ίο V oblasti levnějších komunikačních zařízení a modulů, vhodných pro bezdrátovou komunikaci v systémech domácí a kancelářské automatizace, jsou v současné době dostupné jednoduché modulý přijímačů, moduly vysílačů, méně často se lze setkat s moduly transceiverů, případně s dalšími specializovanými samostatnými moduly, například pro ovládání. Takové moduly většinou neobsahují procesor.
Pro náročnější aplikace existují definované standardy jako například Wi-Fi, Bluetooth nebo ZigBee, pro které jsou vytvářeny specializované obvody nebo moduly, jejichž vyšší cena odpovídá komplexnosti těchto řešení a standardů. Taková řešení jsou obvykle představována tak zvaným programovým zásobníkem (Software stack), to je souborem rutin, zajišťujícím kompletní funkci aplikace a implementovaným na příslušný hardware. Komplexnost, složitost a vysoké nároky těchto řešení na používaný hardware znesnadňují jejich nasazení v méně náročných systémech, například v prostředích domácí a kancelářské automatizace. Na trhu tak chybí ucelená koncepce generické platformy pro konstrukci levných zařízení zajišťujících bezdrátovou konektivitu, která by byla vhodná pro domácí a kancelářskou automatizaci, tedy pro oblast levnějších systémů s nižšími přenosovými rychlostmi a s menším objemem přenášených dat, především taková, která by umožnila snadno přidat levnou bezdrátovou konektivitu běžným elektronickým a elektrickým zařízením a která by také umožňovala rychlý a efektivní vývoj uživatelských aplikací.
Tuto nevýhodu do značné míry odstraňuje předložený vynález, týkající se uspořádání modulu pro bezdrátovou komunikaci elektricky nebo elektronicky ovládaných zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu 300 MHz až 2,60 GHz, který lze využít pro budování nízkonákladové modulární komunikační platformy vhodné zejména pro oblast domácí a kancelářské automatizace a pro použití v automobilovém průmyslu, s možností efektivního vývoje nových aplikací.
Podstata technického řešení
Technické řešení se týká uspořádání modulu pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu 300 MHz až 2,60 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace, zahrnující blok pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu rozhraní a napájecímu rozhraní a dále k ovládacímu bloku. Podstata technického řešení spočívá v tom, že modul dále obsahuje řídicí jednotku, zahrnující centrální procesorovou jednotku, paměť s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a paměť pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, kde řídicí jednotka je připojena k ovládacímu bloku, ke komunikačnímu rozhraní modulu a napájecímu rozhraní. Paměť s řídicím kódem operačního systému a paměť pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu mohou být integrovány v paměťovém bloku řídicí jednotky. Jedná se o takovou topologii modulu, která může být použita pro budování generické komunikační platformy, je levná, realizačně jednoduchá (modulární provedení) a umožňuje velmi rychlý vývoj nových aplikací. Oddělení
- 1 CZ 16181 Ul paměti s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a paměti pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, spolu s řídicím kódem operačního systému přináší ekonomicky výhodnou možnost nezávislého vývoje operačního systému a aplikačního kódu.
Jestliže jsou paměť s řídicím kódem operačního systému a paměť pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu integrovány v paměťovém bloku řídicí jednotky, je to ještě jednodušší a levnější, protože oddělení obou těchto pamětí lze realizovat virtuálně programovými prostředky v jediném paměťovém bloku.
V alternativním provedení modul dále obsahuje řídicí jednotku, zahrnující centrální procesoro10 vou jednotku a paměťový blok pro řídicí kód operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, kde řídicí jednotka je připojena k ovládacímu bloku, ke komunikačnímu rozhraní modulu a napájecímu rozhraní. Výhodou je snadné přizpůsobení specifické uživatelské implementaci, s možností zakázkových úprav a vylepšení a úspory paměti. Je možno používat levnější mikrokontrolér s menší pamětí, implementovanou přímo na čipu.
Ovládací blok může být integrální součástí bloku pro bezdrátovou komunikaci, případně integrální součástí řídicí jednotky. Integrace některých funkcí přímo do bloku pro bezdrátovou komunikaci nebo do specializovaných obvodů vytvořených v jednom pouzdru přináší další zjednodušení ovládání a snížení nákladů.
Ovládací blok může být připojen k napájecímu rozhraní. Protože ovládací blok může provádět nastavování vysílacího výkonu, je vhodné jeho připojení k napájecímu rozhraní. Výhodou tohoto připojení je možnost implementace dalších pokročilejších funkcí, například ovládací obvod může být použit i jako IN/OUT buffer.
Modul může v alternativním provedení zahrnovat zdroj napětí, v takovém případě je napájecí rozhraní vnitřním rozhraním mezi tímto zdrojem napětí a funkčními bloky modulu. Modul dále může zahrnovat anténu, přičemž anténní rozhraní je vnitřním rozhraním mezi anténou a funkčními bloky modulu. Výhodou je, že modul může být použit v mobilních aplikacích, odpadá vnější zdroj napětí.
Řídicí jednotka může obsahovat periférie, vybrané ze skupiny, zahrnující analogově/digitální nebo digitálně/analogové převodníky, periférie pro pulsně šířkovou modulaci, další sériová komunikační rozhraní, nebo samostatné vstupy a výstupy pro připojení dalších zařízení k modulu.
Přidáním dalších periférií se podstatně zvyšují možnosti využití modulu, v některých případech s dostatečným množstvím periférií může být modul použit i jako samostatná aplikace.
Přehled obrázků na výkresech
Pro bližší vysvětlení jsou příklady provedení tohoto technického řešení vyobrazeny na připojených výkresech a následně popsány. Na obr. 1 je blokové zapojení modulu pro bezdrátovou komunikaci, na obr. 2 příklad konkrétního zapojení tohoto modulu. Na obr. 3 je fotografie modulu, který připojením na základní desku s požadovanými rozhraními a dalšími komponentami, například stabilizátorem napětí a relé, vytváří vývojový kit pro využití při vývoji dalších zařízení a aplikací pro vysokofrekvenční bezdrátovou komunikaci. Na obr. 4 je zobrazen příklad použití modulu pro konstrukci dálkového ovládače. Na obr. 5 je fotografie tří modulů v typové řadě, které se odlišují pouze pracovní frekvencí (433,92 MHz, 868,35 MHz a 916,5 MHz).
Příklady provedení technického řešení
Na obr. 1 je blokové schéma zapojení modulu pro bezdrátovou komunikaci elektricky nebo elektronicky ovládaných zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech v rozsahu 300 MHz až 2,60 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace, zahrnující například topné soustavy, bezpečnostní systémy, světla, měřicí systémy, systémy sběru dat a po-2CZ 16181 Ul dobně. Na obr. 2 je jedno z možných konkrétních zapojení tohoto modulu. Modul zahrnuje blok
RF pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu rozhraní ANT a napájecímu rozhraní
Uin a dále k ovládacímu bloku RFCON. Modul dále obsahuje řídicí jednotku MCU, zahrnující centrální procesorovou jednotku CPU, paměť MOS s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a paměť MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu. Řídicí jednotka MCU je připojena k ovládacímu bloku RFCON, ke komunikačnímu rozhraní CQM modulu a napájecímu rozhraní Uin. Paměť MOS s řídicím kódem operačního systému a paměť MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu mohou být integrovány v paměťovém bloku MEM řídicí jedlo notky MCU. Alternativně mohou být řídicí kód operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace i aplikační řídicí kód uloženy v jediném paměťovém bloku MEM, který není dále rozdělen na paměť MOS s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a paměť MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu. Ovládací blok RFCON může být integrální součástí bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, případně integrální součástí řídicí jednotky MCU. Může být rovněž připojen k napájecímu rozhraní Uin.
Blok RF pro bezdrátovou komunikaci zajišťuje základní funkce pro bezdrátovou komunikaci, to je příjem a vysílání bezdrátovým komunikačním kanálem. Při vysílání moduluje data na vstupu z ovládacího bloku RFCON na vysokofrekvenční signál a při příjmu převádí vysokofrekvenční signál na data, která následně odesílá do ovládacího bloku RFCON. Blok RF pro bezdrátovou komunikaci může být tvořen vhodným transceiverem, rádiově integrovanými obvody RFIC nebo kombinací vysílače a přijímače (například transceivery firmy RFM, založené na SAW technologii, obvody RFIC firmy Chipcon nebo jakékoli řešení dostupné na trhu, které umožňuje bezdrátový příjem a vysílání v požadovaném frekvenčním pásmu). Ovládací blok RFCON je blokem nebo rozhraním, pomocí kterého může řídicí jednotka MCU ovládat blok RF pro bezdrátovou komunikaci a pomocí kterého s tímto blokem komunikuje. V základním provedení, kdy obvod transceiveru pracuje zcela autonomně v plně duplexním režimu, může ovládací blok RFCON sloužit pouze jako datové rozhraní mezi řídicí jednotkou MCU a blokem RF pro bezdrátovou komunikaci a může být realizován odpovídajícími vstupy a výstupy řídicí jednotky MCU a bloku
RF a být zakomponován přímo do těchto bloků. Může však také umožňovat konfiguraci bloku RF pro příjem a pro vysílání, případně, podle konkrétního aplikačního řešení, sloužit pro přepnutí bloku RF do stavu režimu snížené spotřeby (Sleep) nebo pro nastavení vysílacího výkonu nebo dalších parametrů bloku RF pro bezdrátovou komunikaci. V nejjednodušším případě může být ovládací blok RFCON vytvořen spoji mezi vstupy a výstupy bloku RF a řídicí jednotky MCU nebo jako pole rezistorů. Jestliže blok RF pro bezdrátovou komunikaci umožňuje nastavit vysílací výkon modulu tak, žeje úměrný proudu do příslušného vstupu (viz například obvody transceiverů firmy RFM), lze část ovládacího bloku RFCON pro řízení vysílacího výkonu realizovat s výhodou jako odporovou síť tak, že všechny odpory jsou jedním společným koncem připojeny k bloku RF pro bezdrátovou komunikaci a druhé konce mají připojeny k různým výstupům řídicí jednotky MCU, která tak zvolí vysílací výkon jednoduše sepnutím příslušného výstupu.
Některé obvody RF transceiverů umožňují nastavit též jiné RF parametry bloku RF pro bezdrátovou komunikaci (citlivost příjmu, pracovní frekvence, vysílací výkon) přes vlastní komunikační rozhraní (například sériové) bloku RF pro bezdrátovou komunikaci tak, že se přes něj zapíše nějaká definovaná posloupnost dat. V tomto případě musí ovládací blok RFCON zajistit přizpů45 sobení se rozhraní bloku RF pro bezdrátovou komunikaci. Pokud bude rozhraním tohoto bloku například nějaké sériové rozhraní, lze s výhodou použít implementaci ovládacího bloku RFCON do řídicí jednotky MCU a využít příslušnou periférii řídicí jednotky MCU pro sériovou komunikaci.
Může být také výhodné ukládat výstupní nebo vstupní data do zásobníku. Sníží se tím zatížení řídicí jednotky MCU (není třeba čekat). V tomto případě může ovládací blok RFCON obsahovat další paměť pro realizaci tohoto zásobníku.
- 3 CZ 16181 Ul
Minimálně by měl ovládací blok RFCON obsahovat výstup bloku RF pro bezdrátovou komunikaci pro přijímaná data (vstup řídicí jednotky MCU) a vstup pro data vysílaná z řídicí jednotky
MCU.
Řídicí jednotka MCU provádí řízení celého modulu na základě uživatelsky definovaného apli5 kačního řídicího kódu, uloženého v aplikační části paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu a využívajícího služby operačního systému, uloženého v části paměti MQS s řídicím kódem operačního systému. Při vlastní realizaci řídicí jednotky MCU mohou být části MQS a MAP paměti fyzicky oddělené nebo mohou být realizovány v jednom paměťovém bloku. Protože je zpravidla žádoucí zabránit zveřejnění řídicího kódu uloženého v paměti MQS a naopak umožnit uživatelům zápis řídicího kódu do aplikační části paměti MAP, je výhodné zajistit alespoň na úrovni hardware nebo software oddělení přístupu k těmto dvěma pamětem. Pro vlastní implementaci řídicí jednotky MCU lze využít například hradlové pole, procesor nebo mikrokontrolér. Řídicí jednotka MCU může obsahovat další periférie vhodné k provádění dalších specifických činností, jako je například A/D převodník, další sériová komunikační rozhraní (SPI, UART, ICSP apod.) nebo samostatné vstupy a výstupy, pomocí kterých lze k modulu připojovat další zařízení. Paměť MAP může být realizována též jako samostatná (mimo řídicí jednotku MCU).
Anténní rozhraní ANT může být tvořeno vysílací a přijímací anténou nebo vstupem pro připojení externí antény, v případě, že anténa není přímo integrovaná na modulu. Napájecí rozhraní Uin ie tvořeno vstupy pro připojení externího napájení (+, -). Podle konkrétního provedení to může být rovněž baterie či napájecí zdroj, integrované přímo v modulu. Komunikační rozhraní COM modulu je většinou tvořeno nějakou modifikací sériového portu řídicí jednotky MCU. S výhodou lze využít například periférie mikrokontroléru, podporující různé sběrnice a protokoly - UART, SPI, I2C, CAN, LIN, ICSP nebo jejich kombinace. Komunikační rozhraní COM lze realizovat také programově (bez specializovaných periférií řídicí jednotky MCU). využitím standardních I/O vývodů procesoru.
V závislosti na konkrétní realizaci a na řídicím kódu může modul pracovat v základních funkčních režimech vysílání nebo příjem, případně též v dalších režimech jako například programování nebo sleep. V režimu příjem se přivádí vysokofrekvenční signál z anténního roz30 hraní ANT do bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, ve kterém je demodulován a převeden na data, většinou na binární, tedy posloupnost jedniček a nul, která jsou následně přes ovládací blok RFCON předávána do řídicí jednotky MCU, kde jsou zpracována na základě řídicího kódu uloženého v paměti MQS s řídicím kódem operačního systému tak, aby mohla být dále využita funkcemi řídicího kódu uloženého v této paměti MQS nebo v paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu.
V režimu vysílání posílá řídicí jednotka MCU data přes ovládací blok RFCON do bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, kde jsou následně namodulována (OOK, ASK či FSK) na vysokofrekvenční signál (na pracovní frekvenci modulu) a přes anténní rozhraní ANT vyzářena do okolí. V závislosti na konkrétní realizaci a na hardwarovém vybavení modulu mohou funkční režimy vysílání a příjem probíhat simultánně, to znamená může zároveň probíhat přijímání dat z bloku RF pro bezdrátovou komunikaci do řídicí jednotky MCU i z řídicí jednotky MCU do bloku RF pro bezdrátovou komunikaci s tím, že vysokofrekvenční signál je přiváděn z/do anténního rozhraní ANT.
Do režimu sleep je modul pomocí řídicího kódu přepnut v případě požadavku na snížení spo45 třeby modulu v závislosti na konkrétní aplikaci, která se pomocí modulu bude realizovat, je tomu například v případě využití modulu pro mobilní, většinou baterií napájená, zařízení pro měření analogových veličin v určitých časových intervalech. V těchto časových intervalech se provede měření veličiny, následné odvysílání dat a přejde se opět do režimu snížené spotřeby. Přepnutí do režimu snížené spotřeby tak zaručí podstatně delší životnost baterie zařízení, realizovaného po50 mocí modulu. V režimu programování je možné nahrát aplikační řídicí kód nebo data do paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu.
-4CZ 16181 Ul
Podstatou popisovaného způsobu řízení moduluje implementace řídicího kódu funkčních režimů vysílání a příjem v paměti MOS s řídicím kódem operačního systému, odkud může být volán aplikačním řídicím kódem. Řízení modulu zajišťuje řídicí jednotka MCU pomocí řídicích kódů uložených v paměti MOS, případně i v paměti MAP. Protože vytvoření kvalitního řídicího kódu pro příjem a vysílání je založeno na dlouhodobé práci, pokusech a ověřování, lze říci, že samotná implementace řídicího kódu pro příjem a vysílání dat bezdrátovým RF kanálem a její možné využití pouhým voláním tohoto kódu přináší značnou úsporu času a tedy i nákladů potřebných na vývoj nové aplikace.
Cílem tohoto technického řešení bylo vytvořit takovou platformu, pomocí které bude možné efektivně vyvíjet další aplikace. Z tohoto důvodu byla standardní programová paměť řídicí jednotky MCU virtuálně pomocí programových nástrojů a hardwarového vybavení řídicí jednotky MCU rozdělena na dvě části. Na paměť MOS obsahující řídicí kód operačního systému a na paměť MAP pro řídicí kód uživatelské aplikace. Rozdělení paměti, alespoň virtuální, umožňuje nezávislý vývoj řídicího kódu operačního systému a řídicího kódu uživatelské aplikace, která využívá implementované služby operačního systému, což je výhodné mimo jiné i pro zajištění konzistence řídicího kódu uloženého v MOS. Oddělení přináší i možnost skrýt nebo znepřístupnit zvlášť řídicí kód uložený v paměti MOS s řídicím kódem operačního systému a v paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, což může být výhodné například pro implementaci funkcí zabezpečení, kódování a dekódování do řídicího kódu uloženého v paměti MOS.
Přidáním řídicího kódu režimu programování do paměti MOS s řídicím kódem operačního systému, funkční dedikací I/O vývodů řídicí jednotky MCU a zveřejněním adres a způsobu volání jednotlivých služeb operačního systému se vytvoří generická platforma pro vývoj uživatelských aplikací pro oblast bezdrátové komunikace využívající komunikační rozhraní COM pro nahrání aplikačního řídicího kódu do paměti MAP.
Přidat možnost vysokofrekvenční bezdrátové komunikace existujícímu elektronickému zařízení sestává z vytvoření komunikačního hardware a odpovídajícího programového vybavení. Hardware provádí vlastní konverzi dat na vysokofrekvenční signál a zpět na data, komunikační programové vybavení zajišťuje zpracování posloupnosti dat, odstranění chyb v důsledku interferencí v přenosovém kanálu nebo při zpracování a obstarává také základní řízení periférií modulu. Vytvořit takový hardware a příslušné programové vybavení, které bude optimalizované pro vysokofrekvenční radiovou komunikaci, je časově i finančně velice nákladné.
V případě použití modulu podle tohoto technického řešení a využití řídicího kódu operačního systému uloženého v jeho paměti MOS s řídicím kódem operačního systému lze velmi rychle a úsporně vytvořit aplikaci pro bezdrátovou komunikaci. Důvodem je opakované využívání komunikačních rutin pro funkční režimy vysílání a příjem, které jsou uložené v této paměti MOS a které proto není nutné programovat nebo optimalizovat.
Pokud se do řídicího kódu uloženého v paměti MOS přidají další rutiny například pro konfiguraci nebo inicializaci hardware či periférií modulu, rutiny pro obsluhu vstupů a výstupů, eventu40 álně další rutiny provádějící časové plánování různých úloh, dojde k dalšímu podstatnému snížení časové náročnosti vývoje aplikace. Uživatel nemusí tyto funkce programovat, ale pouze je zavolá jako službu operačního systému uloženého v paměti MOS.
Přidáním řídicího kódu pro programování, tedy pro uložení řídícího aplikačního kódu do paměti MAP (paměti pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu), je možné přepnout modul do funkčního režimu programování. Pomocí tohoto způsobu lze využít jakékoliv standardní komunikační rozhraní modulu (nebo bezdrátovou komunikaci) pro vložení řídicího kódu aplikace. Tím odpadá nutnost pořizování jakéhokoliv specializovaného programovacího hardware.
Osazením výše popsaného modulu na základní desku obsahující požadovaná rozhraní, případně další komponenty jako například stabilizátor napětí a relé, lze vytvořit vývojový kit, který lze
- 5 CZ 16181 Ul efektivně využít při vývoji dalších zařízení a aplikací pro vysokofrekvenční bezdrátovou komunikaci. Na obr. 3 je znázorněno vytvoření vývojového kitu osazením modulu na takovou základní desku. Na obr. 4 je znázorněno využití modulu podle tohoto vynálezu pro konstrukci dálkového ovladače.
Technické řešení je určeno zejména k využití v systémech domácí a kancelářské automatizace, zahrnujících řízení topných systémů. Využití modulů pro bezdrátovou komunikaci v rámci topného systému odstraňuje nutnost budovat datovou kabeláž, odpadají také stavební práce. Názorným příkladem výhodnosti využití modulů pro řízení topných systémů je modulární topný systém složený z elektrických přímotopných radiátorů a ze senzorů teploty. Základní verze řídicí elekio troníky každého radiátoru provádí pouze jednoduché řízení radiátoru v závislosti na nastavené teplotě. Teplota je snímána z teplotního senzoru umístěného v radiátoru a podle této teploty je radiátor regulován. Takové základní provedení radiátoru je levné, nevýhodou je však nízká míra komfortu - jednak je zde deformace regulované teploty, protože teplota je regulována podle lokální teploty v blízkosti radiátoru a jednak zde chybí funkce pro zvýšení uživatelského komfortu, například možnost programování teploty v závislosti na čase (například úsporný režim v nepřítomnosti ve všední dny), možnost centrálně vypnout, zapnout nebo změnit nastavení regulované teploty pro všechny radiátory.
Pokud však tato základní elektronika obsahuje rozhraní pro připojení komunikačního modulu, může být radiátor kdykoli rozšířen vložením modulu o další funkce, včetně funkce centrálního řízení. Připojením modulu a přidáním možnosti bezdrátové komunikace lze získávat údaje o teplotě z místa komfortu, tedy z místa, kde se nachází uživatel a provádět regulaci v závislosti na této teplotě. Uživatel může vložit pomocí příslušného programového a hardwarového vybavení z počítače bezdrátově řídicí kód nebo data do aplikační části paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu a přes komunikační rozhraní CQM modulu spolupracovat se základní elektronikou. Z počítače tak lze nastavit například časově závislý teplotní režim nebo synchronizovat čas s některým dalším uzlem, zapojeným do takto vytvořené bezdrátové komunikační sítě. Tím odpadá nutnost generovat v zařízení vlastní hodiny reálného času, což vede k jeho zlevnění. Díky spolupráci s počítačem je následné nastavování nebo ovládání systému navíc pohodlné a efektivní.
Další oblasti možného využití modulu podle tohoto technického řešení je jeho použití jako základního stavebního prvku rozsáhlejších systémů v oblasti bezkontaktního sběru dat, například o spotřebě vody, elektřiny nebo plynu. Stejně jako u výše popsaného řízení topných systémů, sestává zde zařízení pro měření spotřeby ze základní elektroniky a z rozhraní pro připojení modulu. Základní elektronika provádí pouze vlastní měření a ukládání údajů o spotřebě. Je proto levná.
Vybavení desky elektroniky rozhraním pro pozdější připojení moduluje nenákladné a umožňuje další postupné rozšiřování systému.
Připojením modulu s příslušným řídicím kódem umístěným v paměti MOS s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace k zařízení, provádějícímu měření spotřeby, se tomuto zařízení přidá možnost dálkového bezdrátového odečtu spotřeby, cožje eko40 nomicky zajímavé. Zároveň lze toto rozhraní využít například pro bezdrátový přenos dalších užitečných informací do nadřazené jednotky. Takovou informací může být například informace o stavu baterie v zařízení provádějícím měření spotřeby, čímž lze zabránit poruše nebo nefunkčnosti zařízení. Uživatelskou paměť MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu lze využít pro uložení uživatelského kódu jako je například identifi45 kační číslo měřidla nebo pro verifikační údaje pro zvýšení zabezpečení měřených údajů.
Modul podle tohoto technického řešení lze také využít jako bezdrátové komunikační rozhraní pro elektrická nebo elektronická zařízení, ale rovněž jako samostatné aplikace. Pro maximální univerzálnost využití a pro pokrytí co největšího počtu aplikací lze k modulu přidat další rozhraní například A/D převodníky, vstupy, výstupy a podobně. Zachováním kompatibility vývodů mo50 dulu a vnitřní modulární architektury různých modulů lze pouhou záměnou bloku RF pro bezdrátovou komunikaci dosáhnout značné univerzálnosti využití modulů. Protože mají jednotlivé
-6CZ 16181 Ul moduly v dané řadě plně kompatibilní architekturu a liší se pouze blokem RF pro bezdrátovou komunikaci, který vysílá a přijímá na jiné frekvenci, lze využít již vytvořený aplikační řídicí kód bez nutnosti jakýchkoliv úprav pro jiný modul v dané řadě. To mohou využít například firmy, které exportují své výrobky do různých zemí, kde platí různá pravidla pro využívání frekvenč5 nich pásem, a umístí do svého zařízení komunikační modul s pracovní frekvencí povolenou v zemi vývozu, aniž by bylo nutné měnit zapojení zařízení nebo aplikační řídicí kód. Vložením aplikačního řídicího kódu do paměti MAP pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu lze vytvářet pomocí uvedené modulární koncepce velké množství různých aplikací.
Technické řešení může být využito pro zefektivnění vývoje bezdrátových aplikací, pro zajištění bezdrátové konektivity elektrických a elektronických zařízení a k nim připojených dalších zařízení jako jsou například prvky topných soustav, bezpečnostní systémy nebo světla. Dále jsou moduly určeny k použití jako uzly v MESH sítích, kdy pouhým přidáním dalších prvků, jako jsou například snímače, mohou být využity také jako samostatné aplikace, například jako sen15 zory, které naměřené analogové nebo digitální veličiny odesílají k dalšímu zpracování bezdrátovým komunikačním kanálem. Využití technického řešení je především v aplikacích domácí a kancelářské automatizace, v měřicích systémech, v systémech sběru dat a všude tam, kde použití kabelů nebo jiného přímého propojení pro přenos dat je neefektivní a kde z důvodů cenových nebo z důvodu složitosti nelze použít technologie ZigBee, WiFi nebo Bluetooth.
Claims (9)
- 20 NÁROKY NA OCHRANU1. Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu 300 MHz až 2,60 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace, zahrnující blok (RF) pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu rozhraní (ANT) a napájecímu rozhraní (Uin) a dále k ovládacímu bloku25 (RFCON), vyznačující se tím, že modul dále obsahuje řídicí jednotku (MCU), zahrnující centrální procesorovou jednotku (CPU), paměť (MOS) s řídicím kódem operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a paměť (MAP) pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, kde řídicí jednotka (MCU) je připojena k ovládacímu bloku (RFCON), ke komunikačnímu rozhraní (COM) modulu a k napájecímu rozhraní30 (Uin).
- 2. Modul podle nároku 1, vyznačující se tím, že paměť (MOS) s řídicím kódem operačního systému a paměť (MAP) pro uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu jsou integrovány v paměťovém bloku (MEM) řídicí jednotky (MCU).
- 3. Modul pro bezdrátovou komunikaci ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu35 300 MHz až 2,60 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace, zahrnující blok (RF) pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu rozhraní (ANT) a napájecímu rozhraní (Uin) a dále k ovládacímu bloku (RFCON), vyznačující se tím, že modul dále obsahuje řídicí jednotku (MCU), zahrnující centrální procesorovou jednotku (CPU) a paměťový blok (MEM) pro řídicí kód operačního systému pro zajištění funkcí bezdrátové komunikace a pro40 uložení nebo spuštění uživatelsky definovaného aplikačního řídicího kódu, kde řídicí jednotka (MCU) je připojena k ovládacímu bloku (RFCON), ke komunikačnímu rozhraní (COM) modulu a napájecímu rozhraní (Uin).
- 4. Modul podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že ovládací blok (RFCON) je integrální součástí bloku (RF) pro bezdrátovou komunikaci.-7CZ 16181 Ul
- 5. Modul podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že ovládací blok (RFCON) je integrální součástí řídicí jednotky (MCU).
- 6. Modul podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že ovládací blok (RFCON) je připojen k napájecímu rozhraní (Uin).5
- 7. Modul podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zahrnuje zdroj napětí, přičemž napájecí rozhraní (Uin) je vnitřním rozhraním mezi tímto zdrojem napětí a funkčními bloky modulu.
- 8. Modul podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že zahrnuje anténu, přičemž anténní rozhraní (ANT) je vnitřním rozhraním mezi anténou a funkčními bloky ío modulu.
- 9. Modul podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (MCU) obsahuje periférie, vybrané ze skupiny, zahrnující analogově/digitální nebo digitálně/analogové převodníky, periférie pro pulsně šířkovou modulaci, další sériová komunikační rozhraní, nebo samostatné vstupy a výstupy pro připojení dalších zařízení k modulu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200517031U CZ16181U1 (cs) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200517031U CZ16181U1 (cs) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ16181U1 true CZ16181U1 (cs) | 2006-01-23 |
Family
ID=36969057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200517031U CZ16181U1 (cs) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ16181U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458825A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-30 | MICRORISC s.r.o. | Method of creating a functional arrangement of a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission and routing packet message transmission in such a network |
-
2005
- 2005-09-26 CZ CZ200517031U patent/CZ16181U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458825A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-30 | MICRORISC s.r.o. | Method of creating a functional arrangement of a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission and routing packet message transmission in such a network |
| US8681656B2 (en) | 2010-11-26 | 2014-03-25 | Microrisc, S.R.O. | Configuring a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission, and routing packet message transmission in such a network |
| US9179498B2 (en) | 2010-11-26 | 2015-11-03 | Microrisc S.R.O. | System for wireless mesh network communication |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8531265B2 (en) | Module for wireless communication between electric or electronic equipment or systems, method for its control and method for creating generic platforms for user applications in area of wireless communications with those modules | |
| US20100217900A1 (en) | Protocol adapter for passing diagnostic messages between vehicle networks and a host computer | |
| CN111010317A (zh) | 一种基于串口和蓝牙低能耗双协议的蓝牙产测方法及系统 | |
| US20060200586A1 (en) | Connection adapter for communication device | |
| EP2071731B1 (en) | Electronic transceiver module for network wireless communication in electric or electronic devices or systems, a method of controlling it and a method of creating a generic network communication platform for transceivers | |
| CN109842428A (zh) | 一种WiFi芯片及自适应方法 | |
| US9862390B2 (en) | Expanded protocol adapter for in-vehicle networks | |
| CN110750490A (zh) | 可编程边缘计算芯片模组及数据处理方法 | |
| CZ16181U1 (cs) | Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zařízení nebo systémů | |
| Galajdova et al. | Long range IoT communication | |
| CN211720754U (zh) | 一种窄带物联网的低成本网关 | |
| CN103383677B (zh) | 兼具无线配置和无线收发模式的无线可编程片上系统的方法 | |
| KR101599905B1 (ko) | 네트워크의 자동 구성을 제공하는 무선 통신 모듈 및 방법 | |
| CN111273588A (zh) | 地面控制模拟仿真卫星系统 | |
| CN111200612B (zh) | 一种配电网下行设备管理装置 | |
| Mikhaylov et al. | Plug–and–play mechanism for plain transducers with wired digital interfaces attached to wireless sensor network nodes | |
| CN103841098A (zh) | 通信设备、无线电开关和通信方法 | |
| CN210804400U (zh) | 一种通讯管理机及系统 | |
| EP1672817A1 (en) | Portable device with antenna diversity | |
| CN111131012A (zh) | 物联网网关的控制电路、物联网网关和物联网系统 | |
| Sulc et al. | Home Automation with IQRF Wireless Communication Platform: A Case Study | |
| CZ18679U1 (cs) | Komunikační zařízení ke zpřístupnění periferií v bezdrátové síti těchto komunikačních zařízení | |
| Kuchta et al. | Smart platform for wireless communication-Case study | |
| CZ18340U1 (cs) | Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů a generická síťová komunikační platforma s transceivery | |
| CZ34250U1 (cs) | Zařízení pro snímání dat z externích senzorů a jejich odeslání skrz nízkoenergetickou síť |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20060123 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20090731 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20120831 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20150926 |