雙模網絡協調器、雙模路由器、雙模mesh組網系統及其方法技術方案

本發明專利技術涉及電子通信領域，公開了一種雙模網絡協調器、雙模路由器、雙模mesh組網系統及其方法。本發明專利技術中的雙模網絡協調器包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息。使得一個建成的無線mesh網絡可以同時支持兩種近距離通信模式的通信設備進行通信，降低整體組網復雜度，減少硬件成本，增加數據傳輸效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及mesh組網領域，特別涉及雙模網絡協調器、雙模路由器、雙模mesh組網系統及其方法。
技術介紹
無線mesh是一種非常適合于覆蓋大面積開放區城(包括室外和室內)的無線區域網絡解決方案。無線mesh網的特點是：由包括一組呈網狀分布的無線通訊節點構成，節點之間均采用點對點方式，通過無線路由互聯，可以實現將傳統WLAN中的無線“熱點”擴展為真正大面積覆蓋的無線“熱區”。目前ZigBee協議(ZigBee協議為基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術，又稱紫蜂協議)定義了較為成熟的mesh標準并在各領域中廣泛應用，藍牙協議也正在制定基于藍牙低功耗(BluetoothLowEnergy，簡稱“BLE”)標準的mesh網絡標準，由于藍牙和Zigbee兩種標準在物理層和網絡層的要求存在非常大的差別，所以兩種標準無法直接通信，從而導致兩種mesh網絡也無法相互兼容，在實際使用中受到限制。如圖1所示，現有基于ZigBee模式的mesh網絡定義了三種組網設備：網絡協調器101、路由器102和端設備103，拓撲結構是分簇樹型。網絡協調器只有一個，用來初始化整張網絡，并接入局域網或者以太網，網絡初始化完畢之后網絡協調器也可以成為一個路由器。路由的發現和維護工作由路由器來實現。端設備不參與路由也不轉發數據，端設備的數據必須掛接的路由器中轉，端設備之間不能直接通信。由于僅在路由器之間建立路由，網絡的路由維護開銷小，路由協議采用AODV(Adhocon-demanddistancevectorrouting，一種源驅動路由協議)算法。沒有路由器的ZigBee網絡就完全變成點對多點的網絡。端設備是ZigBee網絡中唯一能休眠的設備，休眠端設備采用查詢機制。當端設備休眠結束時會主動向自己的路由器詢問是否緩存了屬于自己的數據，路由器在收到請求后會向端設備返回MAC層(MediaAccessControl，媒體介入控制層)的ACK(Acknowledgement，確認)數據告訴端設備是否有緩存數據。當沒有緩存數據或者處理完畢時，端設備可以再次進入休眠。這種查詢機制可以使端設備在沒有數據傳輸的情況下有效地降低功耗。另外，由于路由器的內存空間有限，便引入超時機制，在超時后路由器會刪除緩存的數據甚至刪除與端設備的連接關系，不同類型的數據可以有不同的超時時間。基于BLE模式的mesh基本結構上也可以采用和Zigbeemesh類似的分簇樹型，網絡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標準在帶寬、調制方式、數據編碼、調頻機制、網絡連接層定義等方面與ZigBee完全不同，因此兩個標準之間無法直接通信，基于其中一種模式的端設備無法直接接入另外一種標準的mesh網絡中。在實際操作中，如圖2所示，只能夠分別組網，再分別接入局域網或者以太網進行數據交換，造成網絡控制復雜，成本高，而且數據延時太長。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種雙模網絡協調器、雙模路由器、雙模mesh組網系統及其方法，使得一個建成的無線mesh網絡可以同時支持兩種近距離通信模式的通信設備進行通信，降低整體組網復雜度，減少硬件成本，增加數據傳輸效率。為解決上述技術問題，本專利技術的實施方式提供了一種雙模網絡協調器，包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息；其中，所述控制器在雙模網絡協調器建立網絡的初始化階段，控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線發起廣播進行組網。本專利技術的實施方式還提供了一種雙模路由器，包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息；其中，所述控制器根據所述收發天線所收到的廣播信息的近距離通信模式，控制對應的近距離通信模式無線收發機使用所述收發天線發送需反饋的信息。本專利技術的實施方式還提供了一種雙模無線mesh組網系統，包含：至少一個端設備、至少一個路由器和如上述提到的雙模網絡協調器；所述雙模網絡協調器、所述路由器和所述端設備根據分簇樹型或星型的拓撲結構組網；所述雙模無線網絡網格mesh組網系統包含單模端設備和/或多模端設備；其中，所述單模端設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備；所述多模端設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；所述雙模無線mesh組網系統進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；其中，在所述端設備為單模端設備，且其連接的路由器為單模路由器時，該單模端設備的網絡模式與相連接的單模路由器的通信模式相同。本專利技術的實施方式還提供了一種基于上述雙模無線mesh組網系統的雙模無線mesh組網方法，包含以下步驟：A.在建立網絡的初始化階段，雙模網絡協調器分別基于第一近距離通信模式和第二近距離通信模式發起廣播；B.如果所述雙模網絡協調器找到可組網的組網設備，則按照所述組網設備的級別和網絡模式分配調頻機制，建立雙模無線mesh網絡；其中，所述組網設備為路由器或端設備。本專利技術實施方式相對于現有技術而言，主要區別及其效果在于：在現有網絡協調器中內置兩種近距離通信模式的無線收發機，在建網的初始化階段，利用兩種近距離通信模式分別發起廣播，尋找可組網設備進行組網。同時，兩種模式收發信息時，可以分時復用同一收發天線，互相利用通信間隙運行，不僅共用了硬件，還能避免兩種模式間的干擾，實現了雙模組網。可見，本專利技術實施方式使得一個建成的無線mesh網絡可以同時支持兩種近距離通信模式的通信設備進行通信，降低整體組網復雜度，減少硬件成本，增加數據傳輸效率，在實際應用中，具有巨大的經濟前景。作為進一步改進，所述第一近距離通信模式無線收發機可以為BLE無線收發機；所述第二近距離通信模式無線收發機可以為ZigBee無線收發機。進一步限定兩種近距離通信模式分別為BLE和ZigBee，兼具了BLE的調頻抗干擾優勢和Zigbee的組網規模大、遠距離等優勢，具有廣泛的應用場景及良好的經濟前景。作為進一步改進，在發起廣播的步驟中，所述雙模網絡協調器分別基于第一近距離通信模式和第二近距離通信模式發起廣播的次數可以大于一次。增加發起廣播的次數可以盡可能多地找到可組網設備，使得組網的成功率更高。作為進一步改進，在組網成功后，如果所述端設備確認與其連接的路由器沒有緩存屬于本設備的緩存數據，則進入休眠模式。端設備的休眠機制可以大大降低端設備的功耗，降低端設備的應用成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙模網絡協調器，其特征在于，包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息；其中，所述控制器在雙模網絡協調器建立網絡的初始化階段，控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線發起廣播進行組網。

【技術特征摘要】
1.一種雙模網絡協調器，其特征在于，包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息；其中，所述控制器在雙模網絡協調器建立網絡的初始化階段，控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線發起廣播進行組網。2.根據權利要求1所述的雙模網絡協調器，其特征在于，所述第一近距離通信模式無線收發機為藍牙低功耗BLE無線收發機；所述第二近距離通信模式無線收發機為紫蜂ZigBee無線收發機。3.根據權利要求1所述的雙模網絡協調器，其特征在于，所述控制器還用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線，將為第一近距離通信模式和第二近距離通信模式配置的調頻機制發送給相應近距離通信模式下的組網設備。4.一種雙模路由器，其特征在于，包含：收發天線、第一近距離通信模式無線收發機、第二近距離通信模式無線收發機和控制器；所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機的一端均連接所述收發天線，另一端均連接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距離通信模式無線收發機和所述第二近距離通信模式無線收發機分時復用所述收發天線收發信息；其中，所述控制器根據所述收發天線所收到的廣播信息的近距離通信模式，控制對應的近距離通信模式無線收發機使用所述收發天線發送需反饋的信息。5.根據權利要求4所述的雙模路由器，其特征在于，所述控制器在所述收發天線收到兩種或以上的近距離通信模式時，根據網絡環境選擇所述第一近距離通信模式無線收發機或所述第二近距離通信模式無線收發機使用所述收發天線發送需反饋的信息。6.根據權利要求4所述的雙模路由器，其特征在于，所述第一近距離通信模式無線收發機為藍牙低功耗BLE無線收發機；所述第二近距離通信模式無線收發機為紫蜂ZigBee無線收發機。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧迪，
申請(專利權)人：奉加微電子上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31