專利名稱：一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Zigbee無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
網(wǎng)關(guān)工作在兩種或者兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的邊界，負責網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。通過網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換盒數(shù)據(jù)包重組功能，使具有不同的通信協(xié)議、不同的軟硬件環(huán)境的兩種系統(tǒng)之間能實現(xiàn)雙向通信。隨著Zigbee技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用系統(tǒng)越來越多，Zigbee網(wǎng)絡(luò)和其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)、GPRS/GSM等)互聯(lián)互通的需求日益強烈。
Zigbee是一種自組織、低功耗、低成本、低速率、短距離的無線通信新技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域為家居自動化、智能醫(yī)療和工業(yè)控制等。Zigbee協(xié)議的物理層和MAC層采用802.15.4協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層標準有Zigbee聯(lián)盟制定。Zigbee協(xié)議的出現(xiàn)推動了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
以太網(wǎng)是現(xiàn)今局域網(wǎng)的核心協(xié)議之一，IEEE802.3標準給出了其物理層連線、電信號和介質(zhì)訪問層等規(guī)范。在以太網(wǎng)中，計算機采用CSMA/⑶機制獲取信道進行通信。網(wǎng)橋、交換機和路由器是重要的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。無數(shù)的以太網(wǎng)通過防火墻接入Internet，將全世界的電腦構(gòu)成一個邏輯上的整體。
由于以太網(wǎng)和Zigbee具有不同的協(xié)議規(guī)范，Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備就無法和以太網(wǎng)中設(shè)備通信。要解決這種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的通信問題，就需要協(xié)議轉(zhuǎn)換。而現(xiàn)有的Zigbee型以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的Zigbee模塊采用的是單路輸入模式，這種單路輸入模式的Zigbee模塊很容易受到使用現(xiàn)場環(huán)境的影響，當在相對復(fù)雜的環(huán)境中，信號在現(xiàn)場傳輸?shù)倪^程中會有受到外界環(huán)境的干擾以及衰減，接收靈敏度低，使系統(tǒng)接收的信號質(zhì)量會嚴重下降、甚至接收不到信號。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中Zigbee模塊采用單路輸入模式容易受到外界環(huán)境影響的不足，提供一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)內(nèi)的Zigbee模塊通過采用多路輸入的方式，使得系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境也能有效地接收信號，且接收靈敏度高，提高系統(tǒng)的信號接收質(zhì)量。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)包括以太網(wǎng)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、Zigbee模塊以及兩個或者兩個以上的射頻天線；所述兩個或者兩個以上射頻天線均與所述Zigbee模塊相連接，所述Zigbee模塊的輸出端與所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述Zigbee模塊相連接，所述Zigbee模塊為多輸入的無線Zigbee模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述多輸入的無線Zigbee模塊包括用于處理射頻信號的射頻模塊、用于將所述射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從所述檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將所述存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；所述兩個或者兩個以上射頻天線分別與所述射頻模塊相連接，所述射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與所述存儲器和所述干擾消除模塊相連，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從所述檢測模塊輸出的載波信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對所述解擴頻器輸出的信號進行解碼的譯碼器；所述解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，所述檢測模塊的輸出端與所述解調(diào)器相連接，所述譯碼器的輸出端分別與所述干擾消除模塊以及所述存儲器相連接，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述干擾消除模塊采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式進行干擾消除。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述檢測模塊包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給所述檢測模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述以太網(wǎng)模塊包括以太網(wǎng)接口以及以太網(wǎng)控制器；所述以太網(wǎng)控制器的輸出端與所述以太網(wǎng)接口相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述以太網(wǎng)控制器相連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括用于數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)控制的微處理器、用于提供電源的電源模塊、用于控制時鐘的晶振單元以及用于數(shù)據(jù)存儲的Flash和SDRAM ;所述電源模塊和所述晶振單元的輸出端分別與所述微處理器相連接，所述Flash和SDRAM分別與所述微處理器相互連接，所述微處理器的輸出端與所述以太網(wǎng)模塊內(nèi)的以太網(wǎng)控制器相連接，所述Zigbee模塊內(nèi)的合并器與所述微處理器相連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述微處理器為ARM芯片。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:本發(fā)明基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)不但解決了 Zigbee網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)絡(luò)相對通暢的互聯(lián)互通的問題而且通過采用多輸入的無線Zigbee模塊，使得傳輸至以太網(wǎng)絡(luò)的信號可以通過不同的信道進行同時傳輸，該多輸入的無線Zigbee模塊通過采用相互獨立的多根天線，使得該以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)接收信號的靈敏度大大提高，且提高了系統(tǒng)對干擾信號的消除能力，這種基于多輸入Zigbee無線模塊的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)還可以適合于復(fù)雜的環(huán)境中，解決了單輸入模式接收信號在復(fù)雜環(huán)境下如無線多徑傳輸時接收信號質(zhì)量嚴重下降、甚至接收不到信號，信號覆蓋急劇減少，接收信號吞吐量或頻譜明顯下降等問題。


圖1是本發(fā)明一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明所述Zigbee模塊的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明所述Zigbee模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
如圖1所示為本發(fā)明基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，該網(wǎng)關(guān)包括以太網(wǎng)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、Zigbee模塊以及兩個或者兩個以上的射頻天線；其中所述兩個或者兩個以上射頻天線均與所述Zigbee模塊相連接,所述Zigbee模塊的輸出端與所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述Zigbee模塊相連接，所述Zigbee模塊為多輸入的無線Zigbee模塊。本發(fā)明實施例中，射頻天線的數(shù)目可以是2個、3個或者4個等，可以根據(jù)具體情況而定，在此不再進一步限定。
如圖3所示，為本發(fā)明多輸入的無線Zigbee模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，該多輸入的無線Zigbee模塊包括用于處理射頻信號的射頻模塊、用于將射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；其中，兩個或者兩個以上射頻天線分別與射頻模塊相連接，射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與存儲器和干擾消除模塊相連，干擾消除模塊的輸出端與檢測模塊相連接。
本發(fā)明的實施例中，射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給檢測模塊。
如圖4所示，本發(fā)明實施例中，數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從檢測模塊輸出的信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對解擴頻輸出的信號進行解碼的譯碼器；解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，檢測模塊的輸出端與解調(diào)器相連接，譯碼器的輸出端分別與存儲器和干擾消除模塊相連接。本發(fā)明的實施例，干擾消除模塊用于刪除已檢測信號，干擾消除模塊優(yōu)先采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式從檢測模塊中將已檢測信號模塊消除。
本發(fā)明的實施例中，檢測模塊還包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。該信道估測模塊檢測所有信號所在信道的信噪比，選出信噪比最大的信道，并將該信道內(nèi)的信號輸入數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼等數(shù)據(jù)處理，最后把處理完的該層數(shù)據(jù)存儲于存儲器中。數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)的譯碼器在完成第一層數(shù)據(jù)處理后返回干擾消除模塊，檢測模塊通過該干擾消除模塊去除已檢測已處理的數(shù)據(jù)，再對剩余其他層數(shù)據(jù)經(jīng)信道估測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊進行循環(huán)處理，直至將所有數(shù)據(jù)均處理完畢。例如，如圖2所示，有三個射頻天線接收的信號分別為Y1、Y2和Υ3，其對應(yīng)的接收天線分別為Χ1、Χ2和Χ3，根據(jù)多輸入多輸出的天線原理可得信道矩陣，如下:
權(quán)利要求
1.一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)包括以太網(wǎng)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、Zigbee模塊以及兩個或者兩個以上的射頻天線；所述兩個或者兩個以上射頻天線均與所述Zigbee模塊相連接,所述Zigbee模塊的輸出端與所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述Zigbee模塊相連接,所述Zigbee模塊為多輸入的無線Zigbee模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述多輸入的無線Zigbee模塊包括用于處理射頻信號的射頻模塊、用于將所述射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從所述檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將所述存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；所述兩個或者兩個以上射頻天線分別與所述射頻模塊相連接，所述射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與所述存儲器和所述干擾消除模塊相連，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從所述檢測模塊輸出的載波信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對所述解擴頻器輸出的信號進行解碼的譯碼器；所述解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，所述檢測模塊的輸出端與所述解調(diào)器相連接，所述譯碼器的輸出端分別與所述干擾消除模塊以及所述存儲器相連接，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述干擾消除模塊采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式進行干擾消除。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述檢測模塊包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給所述檢測模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述以太網(wǎng)模塊包括以太網(wǎng)接口以及以太網(wǎng)控制器；所述以太網(wǎng)控制器的輸出端與所述以太網(wǎng)接口相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述以太網(wǎng)控制器相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括用于數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)控制的微處理器、用于提供電源的電源模塊、用于控制時鐘的晶振單元以及用于數(shù)據(jù)存儲的Flash和SDRAM ;所述電源模塊和所述晶振單元的輸出端分別與所述微處理器相連接，所述Flash和SDRAM分別與所述微處理器相互連接，所述微處理器的輸出端與所述以太網(wǎng)模塊內(nèi)的以太網(wǎng)控制器相連接，所述Zigbee模塊內(nèi)的合并器與所述微處理器相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述微處理器為ARM芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)包括以太網(wǎng)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、Zigbee模塊以及兩個或者兩個以上的射頻天線；所述兩個或者兩個以上射頻天線均與所述Zigbee模塊相連接，所述Zigbee模塊的輸出端與所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述Zigbee模塊相連接，所述Zigbee模塊為多輸入的無線Zigbee模塊。本發(fā)明基于多輸入Zigbee技術(shù)的以太網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)通過采用多輸入的Zigbee無線模塊，使得系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境也能有效地接收信號，且接收靈敏度高，提高系統(tǒng)的信號接收范圍，信號吞吐量和信號接收質(zhì)量，增強看干擾和無線多徑傳輸環(huán)境的影響。
文檔編號H04B7/08GK103152076SQ20131006780
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者尹武, 戴宏劍 申請人:深圳市睿海智電子科技有限公司