雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、雙模路由器和雙模mesh組網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，特別涉及雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、雙模路由器、雙模mesh組網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線mesh是一種非常適合于覆蓋大面積開放區(qū)城(包括室外和室內(nèi))的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案。無線mesh網(wǎng)的特點(diǎn)是:由包括一組呈網(wǎng)狀分布的無線通訊節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)之間均采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，通過無線路由互聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)WLAN中的無線“熱點(diǎn)”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線“熱區(qū)”。
[0003]目前ZigBee協(xié)議(ZigBee協(xié)議為基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，又稱紫蜂協(xié)議)定義了較為成熟的mesh標(biāo)準(zhǔn)并在各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，藍(lán)牙協(xié)議也正在制定基于藍(lán)牙低功耗(Bluetooth Low Energy，簡(jiǎn)稱“BLE”)標(biāo)準(zhǔn)的mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，由于藍(lán)牙和Zigbee兩種標(biāo)準(zhǔn)在物理層和網(wǎng)絡(luò)層的要求存在非常大的差別，所以兩種標(biāo)準(zhǔn)無法直接通信，從而導(dǎo)致兩種mesh網(wǎng)絡(luò)也無法相互兼容，在實(shí)際使用中受到限制。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有基于ZigBee模式的mesh網(wǎng)絡(luò)定義了三種組網(wǎng)設(shè)備:網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器101、路由器102和端設(shè)備103，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是分簇樹型。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器只有一個(gè)，用來初始化整張網(wǎng)絡(luò)，并接入局域網(wǎng)或者以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)初始化完畢之后網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器也可以成為一個(gè)路由器。路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù)工作由路由器來實(shí)現(xiàn)。端設(shè)備不參與路由也不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，端設(shè)備的數(shù)據(jù)必須掛接的路由器中轉(zhuǎn)，端設(shè)備之間不能直接通信。由于僅在路由器之間建立路由，網(wǎng)絡(luò)的路由維護(hù)開銷小，路由協(xié)議米用AODV(Ad hoc on-demand distance vector routing，一種源驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議)算法。沒有路由器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)就完全變成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。端設(shè)備是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中唯一能休眠的設(shè)備，休眠端設(shè)備采用查詢機(jī)制。當(dāng)端設(shè)備休眠結(jié)束時(shí)會(huì)主動(dòng)向自己的路由器詢問是否緩存了屬于自己的數(shù)據(jù)，路由器在收到請(qǐng)求后會(huì)向端設(shè)備返回 MAC 層(Media Access Control，媒體介入控制層)的 ACK(Acknowledgement，確認(rèn))數(shù)據(jù)告訴端設(shè)備是否有緩存數(shù)據(jù)。當(dāng)沒有緩存數(shù)據(jù)或者處理完畢時(shí)，端設(shè)備可以再次進(jìn)入休眠。這種查詢機(jī)制可以使端設(shè)備在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下有效地降低功耗。另外，由于路由器的內(nèi)存空間有限，便引入超時(shí)機(jī)制，在超時(shí)后路由器會(huì)刪除緩存的數(shù)據(jù)甚至刪除與端設(shè)備的連接關(guān)系，不同類型的數(shù)據(jù)可以有不同的超時(shí)時(shí)間。
[0005]基于BLE模式的mesh基本結(jié)構(gòu)上也可以采用和Zigbee mesh類似的分簇樹型，網(wǎng)絡(luò)的組成單元和控制連接也可以采用類似的方式，但是由于BLE標(biāo)準(zhǔn)在帶寬、調(diào)制方式、數(shù)據(jù)編碼、調(diào)頻機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)連接層定義等方面與ZigBee完全不同，因此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間無法直接通信，基于其中一種模式的端設(shè)備無法直接接入另外一種標(biāo)準(zhǔn)的mesh網(wǎng)絡(luò)中。在實(shí)際操作中，如圖2所示，只能夠分別組網(wǎng)，再分別接入局域網(wǎng)或者以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，造成網(wǎng)絡(luò)控制復(fù)雜，成本高，而且數(shù)據(jù)延時(shí)太長(zhǎng)。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、雙模路由器、雙模mesh組網(wǎng)系統(tǒng)及其方法，使得一個(gè)建成的無線mesh網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)支持兩種近距離通信模式的通信設(shè)備進(jìn)行通信，降低整體組網(wǎng)復(fù)雜度，減少硬件成本，增加數(shù)據(jù)傳輸效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，包含:收發(fā)天線、第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)、第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和控制器；
[0008]所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)的一端均連接所述收發(fā)天線，另一端均連接所述控制器；
[0009]所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)分時(shí)復(fù)用所述收發(fā)天線收發(fā)信息；
[0010]其中，所述控制器在雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)的初始化階段，控制所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)分時(shí)復(fù)用所述收發(fā)天線發(fā)起廣播進(jìn)行組網(wǎng)。
[0011]本實(shí)用新型的實(shí)施方式還提供了一種雙模路由器，包含:收發(fā)天線、第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)、第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和控制器；
[0012]所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)的一端均連接所述收發(fā)天線，另一端均連接所述控制器；
[0013]所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)和所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)分時(shí)復(fù)用所述收發(fā)天線收發(fā)信息；
[0014]其中，所述控制器根據(jù)所述收發(fā)天線所收到的廣播信息的近距離通信模式，控制對(duì)應(yīng)的近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)使用所述收發(fā)天線發(fā)送需反饋的信息。
[0015]本實(shí)用新型的實(shí)施方式還提供了一種雙模無線mesh組網(wǎng)系統(tǒng)，包含:至少一個(gè)端設(shè)備、至少一個(gè)路由器和如上述提到的雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器；
[0016]所述雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、所述路由器和所述端設(shè)備根據(jù)分簇樹型或星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)；
[0017]所述雙模無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格mesh組網(wǎng)系統(tǒng)包含單模端設(shè)備和/或多模端設(shè)備；
[0018]其中，所述單模端設(shè)備為基于第一近距離通信模式或基于第二近距離通信模式的單模端設(shè)備；所述多模端設(shè)備至少支持所述第一近距離通信模式和/或支持所述第二近距離通信模式；
[0019]所述雙模無線mesh組網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)一步包含基于第一近距離通信模式或基于第二近距離通信模式的單模路由器，和/或如上述提到的雙模路由器；
[0020]其中，在所述端設(shè)備為單模端設(shè)備，且其連接的路由器為單模路由器時(shí)，該單模端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)模式與相連接的單模路由器的通信模式相同。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，主要區(qū)別及其效果在于:在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中內(nèi)置兩種近距離通信模式的無線收發(fā)機(jī)，在建網(wǎng)的初始化階段，利用兩種近距離通信模式分別發(fā)起廣播，尋找可組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)。同時(shí)，兩種模式收發(fā)信息時(shí)，可以分時(shí)復(fù)用同一收發(fā)天線，互相利用通信間隙運(yùn)行，不僅共用了硬件，還能避免兩種模式間的干擾，實(shí)現(xiàn)了雙模組網(wǎng)?？梢?，本實(shí)用新型實(shí)施方式使得一個(gè)建成的無線mesh網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)支持兩種近距離通信模式的通信設(shè)備進(jìn)行通信，降低整體組網(wǎng)復(fù)雜度，減少硬件成本，增加數(shù)據(jù)傳輸效率，在實(shí)際應(yīng)用中，具有巨大的經(jīng)濟(jì)前景。
[0022]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)可以為BLE無線收發(fā)機(jī)；所述第二近距離通信模式無線收發(fā)機(jī)可以為ZigBee無線收發(fā)機(jī)。進(jìn)一步限定兩種近距離通信模式分別為BLE和ZigBee，兼具了 BLE的調(diào)頻抗干擾優(yōu)勢(shì)和Zigbee的組網(wǎng)規(guī)模大、遠(yuǎn)距離等優(yōu)勢(shì)，具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景及良好的經(jīng)濟(jì)前景。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型【背景技術(shù)】部分中的現(xiàn)有ZigBee組網(wǎng)示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型【背景技術(shù)】部分中的現(xiàn)有ZigBee和BLE共同組網(wǎng)示意圖；
[0025]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中的雙模網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中的雙模路由器結(jié)構(gòu)示