具有數(shù)據(jù)獲取能力的獨(dú)立射頻無線裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)揭示一種具有數(shù)據(jù)獲取能力的廉價(jià)且低功率需求的RF無線裝置，所述RF無線裝置可用于例如獨(dú)立數(shù)據(jù)中繼器或獨(dú)立數(shù)據(jù)獲取節(jié)點(diǎn)等簡單應(yīng)用，而不需要用于控制所述無線裝置的主機(jī)微控制器單元MCU或可編程邏輯。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有數(shù)據(jù)獲取能力的獨(dú)立射頻無線裝置相關(guān)專利申請案本申請案主張由邁克爾.西蒙斯(Michael Simmons)、楊憶風(fēng)(Yifeng Yang)、史蒂文 R.拜勃(Steven R.Bible)及彼得.索拉尼.科瓦奇(P6ter Szilveszter Kovacs)在2011年6月2日提出申請的標(biāo)題為“具有數(shù)據(jù)獲取能力的獨(dú)立射頻收發(fā)器(StandaloneRadio Frequency Transceiver Having Data Acquisition Capabilities)，，的共同擁有的第61/492，535號美國臨時(shí)專利申請案的優(yōu)先權(quán)；出于所有目的，所述美國臨時(shí)專利申請案特此以引用的方式并入本文中。
本專利技術(shù)涉及射頻中繼器及無線節(jié)點(diǎn)，且更明確地說，涉及獨(dú)立射頻無線中繼器及數(shù)據(jù)獲取節(jié)點(diǎn)。
技術(shù)介紹
典型無線節(jié)點(diǎn)包含射頻(RF)收發(fā)器及主機(jī)微控制器單元(MCU)或可編程邏輯以控制所述RF收發(fā)器。需要MCU或可編程邏輯連同RF收發(fā)器增加制造裝置板或裸片空間的成本，且由于所述MCU(或可編程邏輯)連同RF收發(fā)器的增加的功率需求而縮短電池使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
需要一種可在不需要MCU的情況下用于例如獨(dú)立中繼器或獨(dú)立數(shù)據(jù)獲取節(jié)點(diǎn)的簡單應(yīng)用的具有數(shù)據(jù)獲取能力的廉價(jià)且低功率需求的RF無線裝置。根據(jù)實(shí)施例，無線數(shù)據(jù)獲取裝置可包括:射頻收發(fā)器；傳感器外部連接；接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC);模擬信號多路復(fù)用器，其具有耦合到所述傳感器外部連接的第一輸入、耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸出的第二輸入及耦合到所述接收ADC的輸出；發(fā)射數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸入；基帶信號解碼及編碼邏輯，其分別耦合到所述接收ADC的輸出及所述發(fā)射DAC的輸入；媒體接入控制(MAC)邏輯，其耦合到所述基帶信號解碼及編碼邏輯；通信接口，其耦合到所述MAC邏輯及多個(gè)外部連接中的一者；狀態(tài)機(jī)，其耦合到所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯、所述MAC邏輯及所述模擬信號多路復(fù)用器的控制輸入；及配置存儲裝置，其耦合到所述狀態(tài)機(jī)及所述多個(gè)外部連接中的另一者；其中所述狀態(tài)機(jī)使用存儲于所述配置存儲裝置中的配置信息來配置所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯及所述MAC邏輯的操作。根據(jù)又一實(shí)施例，計(jì)時(shí)器可耦合到所述狀態(tài)機(jī)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述配置存儲裝置選自由以下各項(xiàng)組成的群組:非易失性存儲器、可單次編程(0ΤΡ)存儲器以及電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述通信接口包括串行外圍接口(SPI)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述通信接口選自由以下各項(xiàng)組成的群組:集成電路間(I2C)接口及通用異步接收器/發(fā)射器(UART)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述狀態(tài)機(jī)在于所述傳感器外部連接處檢測到信號時(shí)將所述射頻收發(fā)器從低功率休眠模式喚醒。根據(jù)又一實(shí)施例，所述狀態(tài)機(jī)在從所述計(jì)時(shí)器斷言喚醒信號時(shí)將所述射頻收發(fā)器從低功率休眠模式喚醒。根據(jù)又一實(shí)施例，提供所接收信號強(qiáng)度指示符模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(RSSI ADC)。根據(jù)又一實(shí)施例，提供耦合于所述RSSI ADC與另一傳感器外部連接之間的第二模擬信號多路復(fù)用器。根據(jù)又一實(shí)施例，配置數(shù)據(jù)存儲于所述配置存儲裝置中。根據(jù)又一實(shí)施例，所述配置數(shù)據(jù)選自由以下各項(xiàng)組成的群組中的一者或一者以上:信道頻率、數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)獲取周期、標(biāo)識及喚醒間隔。根據(jù)又一實(shí)施例，提供中繼器功能，其中所述射頻收發(fā)器接收數(shù)據(jù)且接著重新發(fā)射所接收數(shù)據(jù)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述狀態(tài)機(jī)的中斷輸入耦合到所述多個(gè)外部連接中的又一者，其中當(dāng)在所述狀態(tài)機(jī)的所述中斷輸入處接收到中斷信號時(shí)，所述模擬信號多路復(fù)用器將所述傳感器外部連接耦合到所述接收ADC的輸入，所述接收ADC將來自所述傳感器外部連接的信號的樣本轉(zhuǎn)換為表示其的數(shù)字值，且接著所述射頻收發(fā)器發(fā)射所述數(shù)字值。根據(jù)另一實(shí)施例，無線數(shù)據(jù)中繼器裝置可包括:射頻收發(fā)器；接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸出；發(fā)射數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸入；基帶信號解碼及編碼邏輯，其分別耦合到所述接收ADC的輸出及所述發(fā)射DAC的輸入；媒體接入控制(MAC)邏輯，其耦合到所述基帶信號解碼及編碼邏輯；通信接口，其耦合到所述MAC邏輯及多個(gè)外部連接中的一者；狀態(tài)機(jī)，其耦合到所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯、所述MAC邏輯及所述模擬信號多路復(fù)用器的控制輸入；及配置存儲裝置，其耦合到所述狀態(tài)機(jī)及所述多個(gè)外部連接中的另一者；其中所述狀態(tài)機(jī)使用存儲于所述配置存儲裝置中的配置信息來配置所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯及所述MAC邏輯的操作。根據(jù)又一實(shí)施例，所述配置存儲裝置選自由以下各項(xiàng)組成的群組:非易失性存儲器、可單次編程(0ΤΡ)存儲器以及電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。根據(jù)又一實(shí)施例，所述狀態(tài)機(jī)在接收到數(shù)據(jù)信號時(shí)將所述射頻收發(fā)器從低功率休眠模式喚醒且接著所述射頻收發(fā)器重新發(fā)射所接收數(shù)據(jù)信號。根據(jù)又一實(shí)施例，配置數(shù)據(jù)存儲于所述配置存儲裝置中。根據(jù)又一實(shí)施例，所述配置數(shù)據(jù)選自由以下各項(xiàng)組成的群組中一者或一者以上:信道頻率、數(shù)據(jù)速率、標(biāo)識及喚醒間隔。【附圖說明】通過參考連同附圖一起進(jìn)行的以下說明可獲取對本專利技術(shù)的更全面理解:圖1圖解說明與微控制器單元(MCU) —起使用的典型現(xiàn)有技術(shù)無線裝置架構(gòu)的示意性框圖；且圖2圖解說明根據(jù)本專利技術(shù)的特定實(shí)例實(shí)施例的不需要微控制器單元(MCU)的獨(dú)立無線裝置架構(gòu)的示意性框圖。雖然易于對本專利技術(shù)做出各種修改及替代形式，但在圖式中已展示并在本文中詳細(xì)描述其特定實(shí)例實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，本文中對特定實(shí)例實(shí)施例的描述并非打算將本專利技術(shù)限制于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本專利技術(shù)將涵蓋如由所附權(quán)利要求書所界定的所有修改及等效形式。【具體實(shí)施方式】微控制器單元(MCU)可定義為具有非易失性程序存儲器的主機(jī)微控制器或可編程邏輯。根據(jù)本專利技術(shù)的教示，可通過實(shí)施成RF收發(fā)器邏輯的邏輯的最少添加而接管MCU的任務(wù)。通過消除MCU，能量消耗被降低，例如，MCU可消耗典型無線節(jié)點(diǎn)中的總能量的30%到50%。獨(dú)立RF無線裝置可在不具有由MCU控制的額外負(fù)擔(dān)的情況下較快操作。所有這些因素有益于電池壽命(例如，電池壽命可增加一倍)。獨(dú)立RF無線裝置還可用作獨(dú)立中繼器以轉(zhuǎn)發(fā)所接收消息以擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)的范圍，且是例如獨(dú)立中繼器的成本敏感應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的葉子節(jié)點(diǎn)(例如，WSN中的最大數(shù)目個(gè)節(jié)點(diǎn))也是成本敏感應(yīng)用。葉子節(jié)點(diǎn)用于周期性地發(fā)射所獲取傳感器數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參考圖式，示意性地圖解說明特定實(shí)例實(shí)施例的細(xì)節(jié)。圖式中，相似元件將由相似編號表示，且類似元件將由帶有不同小寫字母后綴的相似編號表示。參考圖1，繪示與微控制器單元(MCU) —起使用的典型現(xiàn)有技術(shù)無線裝置架構(gòu)的示意性框圖。所述無線裝置可包括:射頻收發(fā)器102、接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 104、所接收信號強(qiáng)度指示符(RSSI)ADC106、發(fā)射數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC) 108、狀態(tài)機(jī)110、基帶(BB)解碼(接收)及編碼(發(fā)射)邏輯112、媒體接入控制(MAC)邏輯114、通信接口 116 (例如，串行外圍接口(SPI)及/或一(多個(gè))集成電路間(I2C)接口)以及多個(gè)輸入/輸出(I/O)連接本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其包括：射頻收發(fā)器；傳感器外部連接；接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC；模擬信號多路復(fù)用器，其具有耦合到所述傳感器外部連接的第一輸入、耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸出的第二輸入及耦合到所述接收ADC的輸出；發(fā)射數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC，其耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸入；基帶信號解碼及編碼邏輯，其分別耦合到所述接收ADC的輸出及所述發(fā)射DAC的輸入；媒體接入控制MAC邏輯，其耦合到所述基帶信號解碼及編碼邏輯；通信接口，其耦合到所述MAC邏輯及多個(gè)外部連接中的一者；狀態(tài)機(jī)，其耦合到所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯、所述MAC邏輯及所述模擬信號多路復(fù)用器的控制輸入；及配置存儲裝置，其耦合到所述狀態(tài)機(jī)及所述多個(gè)外部連接中的另一者；其中所述狀態(tài)機(jī)使用存儲于所述配置存儲裝置中的配置信息來配置所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯及所述MAC邏輯的操作。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.06.02 US 61/492,535;2012.05.16 US 13/473,4341.一種無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其包括:射頻收發(fā)器；傳感器外部連接；接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC ； 模擬信號多路復(fù)用器，其具有耦合到所述傳感器外部連接的第一輸入、耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸出的第二輸入及耦合到所述接收ADC的輸出；發(fā)射數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC，其耦合到所述射頻收發(fā)器的模擬輸入；基帶信號解碼及編碼邏輯，其分別耦合到所述接收ADC的輸出及所述發(fā)射DAC的輸入;媒體接入控制MAC邏輯，其耦合到所述基帶信號解碼及編碼邏輯；通信接口，其耦合到所述MAC邏輯及多個(gè)外部連接中的一者；狀態(tài)機(jī)，其耦合到所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯、所述MAC邏輯及所述模擬信號多路復(fù)用器的控制輸入；及配置存儲裝置，其耦合到所述狀態(tài)機(jī)及所述多個(gè)外部連接中的另一者；其中所述狀態(tài)機(jī)使用存儲于所述配置存儲裝置中的配置信息來配置所述射頻收發(fā)器、基帶信號解碼及編碼邏輯及所述MAC邏輯的操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其進(jìn)一步包括耦合到所述狀態(tài)機(jī)的計(jì)時(shí)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其中所述配置存儲裝置選自由以下各項(xiàng)組成的群組:非易失性存儲器、可單次編程OTP存儲器及電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其中所述通信接口包含串行外圍接口SPI。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其中所述通信接口選自由以下各項(xiàng)組成的群組:集成電路間I2C接口，及通用異步接收器/發(fā)射器UART。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其中所述狀態(tài)機(jī)在于所述傳感器外部連接處檢測到信號時(shí)將所述射頻收發(fā)器從低功率休眠模式喚醒。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其中所述狀態(tài)機(jī)在從所述計(jì)時(shí)器斷言喚醒信號時(shí)將所述射頻收發(fā)器從低功率休眠模式喚醒。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其進(jìn)一步包括所接收信號強(qiáng)度指示符模/數(shù)轉(zhuǎn)換器RSSI ADC。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線數(shù)據(jù)獲取裝置，其進(jìn)一步包括耦合于所述RSSIADC與另一傳感器外部連接之間的第二模擬信號多路復(fù)用器。10...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邁克爾·西蒙斯，楊一峰，史蒂文·R·拜布爾，彼得·西爾韋斯特·克維奇，
申請(專利權(quán))人：密克羅奇普技術(shù)公司，
類型：
國別省市：