双模网络协调器、双模路由器、双模mesh组网系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及电子通信领域，公开了一种双模网络协调器、双模路由器、双模mesh组网系统及其方法。本发明专利技术中的双模网络协调器包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息。使得一个建成的无线mesh网络可以同时支持两种近距离通信模式的通信设备进行通信，降低整体组网复杂度，减少硬件成本，增加数据传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及mesh组网领域，特别涉及双模网络协调器、双模路由器、双模mesh组网系统及其方法。
技术介绍
无线mesh是一种非常适合于覆盖大面积开放区城(包括室外和室内)的无线区域网络解决方案。无线mesh网的特点是：由包括一组呈网状分布的无线通讯节点构成，节点之间均采用点对点方式，通过无线路由互联，可以实现将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。目前ZigBee协议(ZigBee协议为基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，又称紫蜂协议)定义了较为成熟的mesh标准并在各领域中广泛应用，蓝牙协议也正在制定基于蓝牙低功耗(BluetoothLowEnergy，简称“BLE”)标准的mesh网络标准，由于蓝牙和Zigbee两种标准在物理层和网络层的要求存在非常大的差别，所以两种标准无法直接通信，从而导致两种mesh网络也无法相互兼容，在实际使用中受到限制。如图1所示，现有基于ZigBee模式的mesh网络定义了三种组网设备：网络协调器101、路由器102和端设备103，拓扑结构是分簇树型。网络协调器只有一个，用来初始化整张网络，并接入局域网或者以太网，网络初始化完毕之后网络协调器也可以成为一个路由器。路由的发现和维护工作由路由器来实现。端设备不参与路由也不转发数据，端设备的数据必须挂接的路由器中转，端设备之间不能直接通信。由于仅在路由器之间建立路由，网络的路由维护开销小，路由协议采用AODV(Adhocon-demanddistancevectorrouting，一种源驱动路由协议)算法。没有路由器的ZigBee网络就完全变成点对多点的网络。端设备是ZigBee网络中唯一能休眠的设备，休眠端设备采用查询机制。当端设备休眠结束时会主动向自己的路由器询问是否缓存了属于自己的数据，路由器在收到请求后会向端设备返回MAC层(MediaAccessControl，媒体介入控制层)的ACK(Acknowledgement，确认)数据告诉端设备是否有缓存数据。当没有缓存数据或者处理完毕时，端设备可以再次进入休眠。这种查询机制可以使端设备在没有数据传输的情况下有效地降低功耗。另外，由于路由器的内存空间有限，便引入超时机制，在超时后路由器会删除缓存的数据甚至删除与端设备的连接关系，不同类型的数据可以有不同的超时时间。基于BLE模式的mesh基本结构上也可以采用和Zigbeemesh类似的分簇树型，网络的组成单元和控制连接也可以采用类似的方式，但是由于BLE标准在带宽、调制方式、数据编码、调频机制、网络连接层定义等方面与ZigBee完全不同，因此两个标准之间无法直接通信，基于其中一种模式的端设备无法直接接入另外一种标准的mesh网络中。在实际操作中，如图2所示，只能够分别组网，再分别接入局域网或者以太网进行数据交换，造成网络控制复杂，成本高，而且数据延时太长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双模网络协调器、双模路由器、双模mesh组网系统及其方法，使得一个建成的无线mesh网络可以同时支持两种近距离通信模式的通信设备进行通信，降低整体组网复杂度，减少硬件成本，增加数据传输效率。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种双模网络协调器，包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息；其中，所述控制器在双模网络协调器建立网络的初始化阶段，控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线发起广播进行组网。本专利技术的实施方式还提供了一种双模路由器，包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息；其中，所述控制器根据所述收发天线所收到的广播信息的近距离通信模式，控制对应的近距离通信模式无线收发机使用所述收发天线发送需反馈的信息。本专利技术的实施方式还提供了一种双模无线mesh组网系统，包含：至少一个端设备、至少一个路由器和如上述提到的双模网络协调器；所述双模网络协调器、所述路由器和所述端设备根据分簇树型或星型的拓扑结构组网；所述双模无线网络网格mesh组网系统包含单模端设备和/或多模端设备；其中，所述单模端设备为基于第一近距离通信模式或基于第二近距离通信模式的单模端设备；所述多模端设备至少支持所述第一近距离通信模式和/或支持所述第二近距离通信模式；所述双模无线mesh组网系统进一步包含基于第一近距离通信模式或基于第二近距离通信模式的单模路由器，和/或如上述提到的双模路由器；其中，在所述端设备为单模端设备，且其连接的路由器为单模路由器时，该单模端设备的网络模式与相连接的单模路由器的通信模式相同。本专利技术的实施方式还提供了一种基于上述双模无线mesh组网系统的双模无线mesh组网方法，包含以下步骤：A.在建立网络的初始化阶段，双模网络协调器分别基于第一近距离通信模式和第二近距离通信模式发起广播；B.如果所述双模网络协调器找到可组网的组网设备，则按照所述组网设备的级别和网络模式分配调频机制，建立双模无线mesh网络；其中，所述组网设备为路由器或端设备。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：在现有网络协调器中内置两种近距离通信模式的无线收发机，在建网的初始化阶段，利用两种近距离通信模式分别发起广播，寻找可组网设备进行组网。同时，两种模式收发信息时，可以分时复用同一收发天线，互相利用通信间隙运行，不仅共用了硬件，还能避免两种模式间的干扰，实现了双模组网。可见，本专利技术实施方式使得一个建成的无线mesh网络可以同时支持两种近距离通信模式的通信设备进行通信，降低整体组网复杂度，减少硬件成本，增加数据传输效率，在实际应用中，具有巨大的经济前景。作为进一步改进，所述第一近距离通信模式无线收发机可以为BLE无线收发机；所述第二近距离通信模式无线收发机可以为ZigBee无线收发机。进一步限定两种近距离通信模式分别为BLE和ZigBee，兼具了BLE的调频抗干扰优势和Zigbee的组网规模大、远距离等优势，具有广泛的应用场景及良好的经济前景。作为进一步改进，在发起广播的步骤中，所述双模网络协调器分别基于第一近距离通信模式和第二近距离通信模式发起广播的次数可以大于一次。增加发起广播的次数可以尽可能多地找到可组网设备，使得组网的成功率更高。作为进一步改进，在组网成功后，如果所述端设备确认与其连接的路由器没有缓存属于本设备的缓存数据，则进入休眠模式。端设备的休眠机制可以大大降低端设备的功耗，降低端设备的应用成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双模网络协调器，其特征在于，包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息；其中，所述控制器在双模网络协调器建立网络的初始化阶段，控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线发起广播进行组网。

【技术特征摘要】
1.一种双模网络协调器，其特征在于，包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息；其中，所述控制器在双模网络协调器建立网络的初始化阶段，控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线发起广播进行组网。2.根据权利要求1所述的双模网络协调器，其特征在于，所述第一近距离通信模式无线收发机为蓝牙低功耗BLE无线收发机；所述第二近距离通信模式无线收发机为紫蜂ZigBee无线收发机。3.根据权利要求1所述的双模网络协调器，其特征在于，所述控制器还用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线，将为第一近距离通信模式和第二近距离通信模式配置的调频机制发送给相应近距离通信模式下的组网设备。4.一种双模路由器，其特征在于，包含：收发天线、第一近距离通信模式无线收发机、第二近距离通信模式无线收发机和控制器；所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机的一端均连接所述收发天线，另一端均连接所述控制器；所述控制器用于控制所述第一近距离通信模式无线收发机和所述第二近距离通信模式无线收发机分时复用所述收发天线收发信息；其中，所述控制器根据所述收发天线所收到的广播信息的近距离通信模式，控制对应的近距离通信模式无线收发机使用所述收发天线发送需反馈的信息。5.根据权利要求4所述的双模路由器，其特征在于，所述控制器在所述收发天线收到两种或以上的近距离通信模式时，根据网络环境选择所述第一近距离通信模式无线收发机或所述第二近距离通信模式无线收发机使用所述收发天线发送需反馈的信息。6.根据权利要求4所述的双模路由器，其特征在于，所述第一近距离通信模式无线收发机为蓝牙低功耗BLE无线收发机；所述第二近距离通信模式无线收发机为紫蜂ZigBee无线收发机。...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢迪，
申请(专利权)人：奉加微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31