專利名稱：基于wcdma與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法
基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，具體涉及的是WCDMA傳輸設(shè)備的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層模塊化系統(tǒng)的設(shè)計及功能實現(xiàn)，完成WCDMA收發(fā)模塊的控制。
背景技術(shù)：
目前，基于ZIgBee、藍牙、GPRS無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)，無論是從傳輸距離，傳輸可靠性，還是可利用頻譜資源上都非常有限，限制了其在實際應(yīng)用中的使用范圍.也有人提出了基于感知共存TD-SCDMA與傳感網(wǎng)絡(luò)融合傳輸技術(shù)，但是相對于WCDMA在網(wǎng)絡(luò)方面的優(yōu)勢，TD-SCDMA無論是在系統(tǒng)的單載波內(nèi)的數(shù)據(jù)吞吐量來衡量，不依賴GPS的空中接口方式上，還是在技術(shù)的可用性和成熟性都要差許多。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片，該嵌入式處理器芯片同外部的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時鐘電路相連接而形成最小系統(tǒng)，所述的最小系統(tǒng)同USB接口電路、狀態(tài)接口電路、帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊、系統(tǒng)電源管理器相連接。這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其傳輸方法避免了 TD-SCDMA無論是在系統(tǒng)的單載波內(nèi)的數(shù)據(jù)吞吐量來衡量、不依賴GPS的空中接口方式上、還是在技術(shù)的可用性和成熟性都要差許多的缺陷。實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量的遠距離無線通信。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法的解決方案，具體如下: 一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng),包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片9,該嵌入式處理器芯片9同外部的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3、Nand-Flash閃存4以及時鐘電路8相連接而形成最小系統(tǒng)5，所述的最小系統(tǒng)5同USB接口電路2、狀態(tài)接口電路1、帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊7、系統(tǒng)電源管理器6相連接。
所述的嵌入式處理器芯片9為基于ARM9處理器的S3C2440芯片，S3C2440芯片的內(nèi)核為帶有內(nèi)存管理單元MMU的ARM920T內(nèi)核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存4相連接的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存4的控制器接口，在該S3C2440芯片內(nèi)有通過燒制方式進入并能運行的Bootloader、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、驅(qū)動程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設(shè)置有USB控制器；所述的系統(tǒng)電源管理器6包括5V數(shù)字電源，5V數(shù)字電源的供電輸出端口同LM1117-CT1.3型電源芯片的電源輸入端和LM1117-CT3.3型電源芯片的電源輸入端相連接，而S3C2440芯片通過內(nèi)核用1.2V電源引腳和GPIO用3.3V電源引腳分別同LM1117-CT1.3型電源芯片的1.2V電源輸出端和LM1117-CT3.3型電源芯片的3.3V電源輸出端相連接，另外S3C2440芯片還通過復(fù)位管腳同S3C2440芯片上的復(fù)位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設(shè)置內(nèi)核、GPIO或者最小系統(tǒng)復(fù)位各自對應(yīng)的寄存器的值能完成普通、慢速、空閑或者掉電模式的電源管理，S3C2440芯片通過帶外部中斷功能的GPIO同狀態(tài)接口電路I相連接，這樣就能通過狀態(tài)接口電路I將前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的狀態(tài)、請求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關(guān)閉傳輸功能的控制操作，所述的USB接口電路2包括host主接口和device從接口，該host主接口和device從接口同S3C2440芯片上的USB控制器相適配，使用host主接口實現(xiàn)對帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊7的數(shù)據(jù)傳輸，使用device從接口實現(xiàn)對前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，所述的帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊7包括WCDMA無線射頻模塊MF210，WCDMA無線射頻模塊MF210用于實現(xiàn)WCDMA的無線收發(fā)模塊7與WCDMA網(wǎng)絡(luò)空中接口的連接以及基帶頻帶的處理工作，所述的最小系統(tǒng)5通過Mini PC1-E接口同帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊7相連接，WCDMA的無線收發(fā)模塊7通過射頻RF天線接口和差分RX天線接口與所述的天線連接。
所述的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存4分別為256M(16Mxl6bit) Hynix SDRAM 和 2Gb NAND FLASH HY27UF(08/16)2G2B。
所述的基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)的傳輸方法為當系統(tǒng)電源管理器6給基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)上電后,基于S3C2440芯片的最小系統(tǒng)5通電完成Linux系統(tǒng)初始化和各項驅(qū)動加載操作，而前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過狀態(tài)接口電路I完成將傳輸請求傳給S3C2440芯片中的中斷控制器后，通過USB接口電路2的device從接口按USB2.0協(xié)議把采集好的頻譜數(shù)據(jù)和附屬信息傳輸至最小系統(tǒng)5中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路2的Host主接口電路對包括WCDMA無線射頻模塊MF210的無線收發(fā)模塊7的初始化、驅(qū)動和數(shù)據(jù)傳輸，當完成WCDMA網(wǎng)絡(luò)的注冊和建立對應(yīng)的TCP或UDP連接后，WCDMA無線射頻模塊MF210就通過WCDMA網(wǎng)絡(luò)空中接口將需要傳輸?shù)拇幚頂?shù)據(jù)打包發(fā)送至WCDMA網(wǎng)絡(luò)，并最終送達擁有固定IP地址的服務(wù)器或者終端。
應(yīng)用本發(fā)明方案通過本無線通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)撥號和上網(wǎng)，并將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點所監(jiān)測的數(shù)據(jù)實時可靠地通過公網(wǎng)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)。本傳輸系統(tǒng)依托中國聯(lián)通的公網(wǎng)，收費合理、傳輸帶寬大、功耗低，容易推廣和普及。隨著技術(shù)的推廣必將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的實施例的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明內(nèi)容作進一步說明: 將WCDMA4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目前使用的無線通信技術(shù)進行一下比較，如表I所示:
權(quán)利要求
1.一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng),其特征在于包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片(9)，該嵌入式處理器芯片(9)同外部的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM (3)、Nand-Flash閃存(4)以及時鐘電路(8)相連接而形成最小系統(tǒng)(5)，所述的最小系統(tǒng)(5)同USB接口電路(2)、狀態(tài)接口電路(I)、帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)、系統(tǒng)電源管理器(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述的嵌入式處理器芯片(9)為基于ARM9處理器的S3C2440芯片，S3C2440芯片的內(nèi)核為帶有內(nèi)存管理單元MMU的ARM920T內(nèi)核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)相連接的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存(4)的控制器接口，在該S3C2440芯片內(nèi)有通過燒制方式進入并能運行的Bootloader、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、驅(qū)動程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設(shè)置有USB控制器；所述的系統(tǒng)電源管理器(6)包括5V數(shù)字電源，5V數(shù)字電源的供電輸出端口同LMll 17-CT1.3型電源芯片的電源輸入端和LM1117-CT3.3型電源芯片的電源輸入端相連接，而S3C2440芯片通過內(nèi)核用1.2V電源引腳和GPIO用3.3V電源引腳分別同LM1117-CT1.3型電源芯片的1.2V電源輸出端和LM1117-CT3.3型電源芯片的3.3V電源輸出端相連接，另外S3C2440芯片還通過復(fù)位管腳同S3C2440芯片上的復(fù)位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設(shè)置內(nèi)核、GPIO或者最小系統(tǒng)復(fù)位各自對應(yīng)的寄存器的值能完成普通、慢速、空閑或者掉電模式的電源管理，S3C2440芯片通過帶外部中斷功能的GPIO同狀態(tài)接口電路I相連接，這樣就能通過狀態(tài)接口電路I將前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的狀態(tài)、請求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關(guān)閉傳輸功能的控制操作，所述的USB接口電路(2)包括host主接口和device從接口，該host主接口和device從接口同S3C2440芯片上的USB控制器相適配，使用host主接口實現(xiàn)對帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)的數(shù)據(jù)傳輸，使用device從接口實現(xiàn)對前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，所 述的帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)包括WCDMA無線射頻模塊MF210，WCDMA無線射頻模塊MF210用于實現(xiàn)WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)與WCDMA網(wǎng)絡(luò)空中接口的連接以及基帶頻帶的處理工作，所述的最小系統(tǒng)(5)通過Mini PC1-E接口同帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)相連接，WCDMA的無線收發(fā)模塊(7)通過射頻RF天線接口和差分RX天線接口與所述的天線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)分別為 256M (16Mxl6bit) Hynix SDRAM 和 2Gb NAND FLASH HY27UF (08/16) 2G2B。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)的傳輸方法,其特征為當系統(tǒng)電源管理器(6)給基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)上電后，基于S3C2440芯片的最小系統(tǒng)(5)通電完成Linux系統(tǒng)初始化和各項驅(qū)動加載操作，而前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過狀態(tài)接口電路(I)完成將傳輸請求傳給S3C2440芯片中的中斷控制器后，通過USB接口電路(2)的device從接口按USB2.0協(xié)議把采集好的頻譜數(shù)據(jù)和附屬信息傳輸至最小系統(tǒng)(5)中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路(2)的Host主接口電路對包括WCDMA無線射頻模塊MF210的無線收發(fā)模塊(7)的初始化、驅(qū)動和數(shù)據(jù)傳輸，當完成WCDMA網(wǎng)絡(luò)的注冊和建立對應(yīng)的TCP或UDP連接后，WCDMA無線射頻模塊MF210就通過WCDMA網(wǎng)絡(luò)空中接口將需要傳輸?shù)拇幚頂?shù)據(jù)打包發(fā)送至WCDMA網(wǎng)絡(luò)，并最終送達擁有固定IP地址的服務(wù)器或者終 端。
全文摘要
一種基于WCDMA與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片，該嵌入式處理器芯片同外部的同步動態(tài)隨機存儲器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時鐘電路相連接而形成最小系統(tǒng)，所述的最小系統(tǒng)同USB接口電路、狀態(tài)接口電路、帶有天線的WCDMA的無線收發(fā)模塊、系統(tǒng)電源管理器相連接。這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其傳輸方法避免了TD-SCDMA無論是在系統(tǒng)的單載波內(nèi)的數(shù)據(jù)吞吐量來衡量、不依賴GPS的空中接口方式上、還是在技術(shù)的可用性和成熟性都要差許多的缺陷。實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量的遠距離無線通信。
文檔編號H04W84/04GK103179689SQ201310106398
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者楊樹強, 崔燕, 李青, 袁博文, 劉朝陽, 楊晶, 楊娜, 楊屹林 申請人:電信科學技術(shù)第四研究所