一种长距无线的物联网系统及节点主发射和节点主接收方法技术方案

本发明专利技术涉及物联网技术领域，具体涉及一种长距无线的物联网系统，包括网关和若干与网关星型分布的节点，该网关与节点实现远距离的信息传输，该网关包括：长距无线射频单元，该长距无线射频单元包括编解码模块、扩频调制解调模块和天线；协处理器单元，该协处理器单元与长距无线射频单元连接，该协处理器单元用于接收由长距无线射频单元传输来的传感信息并进行解析和处理。还涉及一种基于长距无线物联网系统的节点主发射方法。还涉及一种基于长距无线物联网系统的节点主接收方法。本发明专利技术通过设计一种长距无线的物联网系统，网关与设置在周围的节点实现远距离的信息传输，提高节点与网关的设置距离，适应需要更远传输距离的物联网应用。

【技术实现步骤摘要】
一种长距无线的物联网系统及节点主发射和节点主接收方法
本专利技术涉及物联网
，具体涉及一种长距无线的物联网系统及节点主发射和节点主接收方法。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，物联网利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。在当前物联网解决方案的无线传感网层面，Zigbee和蓝牙是目前市场上使用的主流技术，这两项技术应用广泛，但是它们有一个共同的缺点，即传输距离过短；Zigbee实际应用传输距离只有几十米，而蓝牙也只有十几米。这种固有的缺点，让Zigbee和蓝牙都无法适应需要更远传输距离的物联网应用，比如智慧大楼、智慧社区和智慧城市等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种长距无线的物联网系统，解决现有无线传输距离短的问题。本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于长距无线物联网系统的节点主发射方法，提高数据传输的效率。本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于长距无线物联网系统的节点主接受方法，降低节点的功耗。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种长距无线的物联网系统，包括网关和若干与网关星型分布的节点，该网关与节点实现远距离的信息传输，该网关包括：长距无线射频单元，该长距无线射频单元包括编解码模块、扩频调制解调模块和天线，该长距无线射频单元依次通过编解码模块、扩频调制解调模块和天线将控制信息发送到节点上，以及该长距无线射频单元依次通过天线、扩频调制解调模块和编解码模块接收由节点传输来的传感信息；协处理器单元，该协处理器单元与长距无线射频单元连接，该协处理器单元用于接收由长距无线射频单元传输来的传感信息并进行解析和处理，以及该协处理器单元根据实际需求将控制信息发送到长距无线射频单元上。其中，较佳方案是：该长距无线射频单元还包括若干通信频点和与通信频点连接的多路复用模块，该长距无线射频单元通过若干通信频点和多路复用模块与若干节点连接，该长距无线射频单元与若干节点实现多路同时传输。其中，较佳方案是：该长距无线射频单元还包括功率放大器，该长距无线射频单元依次通过编解码模块、扩频调制解调模块、功率放大器、多路复用模块和天线将控制信息发送到节点上。其中，较佳方案是：该长距无线射频单元还包括滤波器和低噪放大器，该长距无线射频单元依次通过天线、多路复用模块、滤波器、低噪放大器、扩频调制解调模块和编解码模块接收由节点传输来的传感信息。其中，较佳方案是：该网关还包括主处理器单元，该主处理器单元与互联网连接，该主处理器单元将用于接收由协处理器单元传输来的传感信息并将其封装在一IP信息包中，该主处理器单元将IP信息包传输到互联网中。其中，较佳方案是：该主处理器单元包括一无线连接模块，该主处理器单元通过无线连接模块与外部终端连接。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于长距无线物联网系统的节点主发射方法，该长距无线射频单元处于接收状态，该节点处于睡眠状态，该节点主发射方法包括步骤：该节点受到刺激中断睡眠并唤醒；该节点发送传感信息到长距无线射频单元中；该长距无线射频单元接收到传感信息后发送一确认信息到节点中，完成节点主发射操作，该节点接收到确认信息并进入睡眠状态。其中，较佳方案是：该节点在发送传感信息前，该节点检测长距无线射频单元的通信频点的通信信道是否被占用，若通信信道为空闲状态，该节点发送传感信息到长距无线射频单元中。其中，较佳方案是：该节点在发送传感信息前，该节点检测长距无线射频单元的通信频点的通信信道是否被占用，若通信信道为占用状态，该节点将传感信息进入回退时间以避免传输冲突。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于长距无线物联网系统的节点主接收方法，该长距无线射频单元处于接收状态，该节点处于睡眠状态和唤醒状态的交替过程中，该节点主接收方法包括步骤：该长距无线射频单元发送前导码到节点中，该节点的相邻两个唤醒状态都接收到同一前导码，该节点进入接收状态；该长距无线射频单元发送控制信息到节点中；该节点接收到控制信息后发送一确认信息到长距无线射频单元中，完成节点主接收操作，该节点再次进入睡眠状态和唤醒状态的交替过程中。其中，较佳方案是：在长距无线射频单元发送控制信息到节点前，还包括步骤：该长距无线射频单元进入通道可用状态性探测；若通信信道处于空闲状态，该长距无线射频单元发送控制信息到节点中。其中，较佳方案是：若通信信道处于忙碌状态，该协处理器单元将控制信息退回，等下一下个发送时间。其中，较佳方案是：该通道可用状态性探测的方式是：检测通信信道中无线信号的能量和质量。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术通过设计一种长距无线的物联网系统，网关与设置在周围的节点实现远距离的信息传输，提高节点与网关的设置距离，适应需要更远传输距离的物联网应用；同时，通过设计长距无线射频单元与节点的传输方式，提高两者间数据传输的效率，避免传输冲突，并且降低节点的功耗。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术长距无线的物联网系统的结构框图；图2是本专利技术长距无线的物联网系统的结构示意图；图3是本专利技术长距无线射频单元的结构框图；图4是本专利技术长距无线射频单元的具体结构框图；图5是本专利技术带有处理器单元的长距无线的物联网系统的结构框图；图6是本专利技术带有处理器单元的网关的结构框图；图7是本专利技术节点主发射方法的示意图；图8是本专利技术节点主发射方法的流程图；图9是本专利技术节点主接收方法的示意图；图10是本专利技术节点主接收方法的流程图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图1和图2所示，本专利技术提供一种长距无线物联网系统的优选实施例。一种长距无线的物联网系统，包括网关20和若干与网关20星型分布的节点10，网关20与节点10的分布方式参考图2，网关20与节点10实现远距离的信息传输，通过分布在网关20周围的节点10实现如智慧大楼、智慧社区和智慧城市等物联网系统。其中，网关20包括长距无线射频单元22和协处理器单元21，长距无线射频单元22包括编解码模块221、扩频调制解调模块222和天线223，长距无线射频单元22依次通过编解码模块221、扩频调制解调模块222和天线223将控制信息发送到节点10上，同时，长距无线射频单元22依次通过天线223、扩频调制解调模块222和编解码模块221接收由节点10传输来的传感信息；协处理器单元21与长距无线射频单元22连接，优选通过SPI总线实现连接，协处理器单元21用于接收由长距无线射频单元22传输来的传感信息并进行解析和处理，同时，该协处理器单元21根据实际需求将控制信息发送到长距无线射频单元22上。根据编解码模块221和扩频调制解调模块222，长距无线射频单元22优选采用纠错编解码技术和扩频调制解调技术，使长距无线射频单元22的无线接收灵敏度大大提高，长距无线网络覆盖距离能达到50米至10公里，同时，一个网关20可管理的节点10数能达到50000个。其中，编解码模块221优选为前向纠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长距无线的物联网系统，其特征在于，包括网关和若干与网关星型分布的节点，该网关与节点实现远距离的信息传输，该网关包括：长距无线射频单元，该长距无线射频单元包括编解码模块、扩频调制解调模块和天线，该长距无线射频单元依次通过编解码模块、扩频调制解调模块和天线将控制信息发送到节点上，以及该长距无线射频单元依次通过天线、扩频调制解调模块和编解码模块接收由节点传输来的传感信息；协处理器单元，该协处理器单元与长距无线射频单元连接，该协处理器单元用于接收由长距无线射频单元传输来的传感信息并进行解析和处理，以及该协处理器单元根据实际需求将控制信息发送到长距无线射频单元上。

【技术特征摘要】
1.一种长距无线的物联网系统，其特征在于，包括网关和若干与网关星型分布的节点，该网关与节点实现远距离的信息传输，该网关包括：长距无线射频单元，该长距无线射频单元包括编解码模块、扩频调制解调模块和天线，该长距无线射频单元依次通过编解码模块、扩频调制解调模块和天线将控制信息发送到节点上，以及该长距无线射频单元依次通过天线、扩频调制解调模块和编解码模块接收由节点传输来的传感信息；协处理器单元，该协处理器单元与长距无线射频单元连接，该协处理器单元用于接收由长距无线射频单元传输来的传感信息并进行解析和处理，以及该协处理器单元根据实际需求将控制信息发送到长距无线射频单元上。2.根据权利要求1所述的物联网系统，其特征在于：该长距无线射频单元还包括若干通信频点和与通信频点连接的多路复用模块，该长距无线射频单元通过若干通信频点和多路复用模块与若干节点连接，该长距无线射频单元与若干节点实现多路同时传输。3.根据权利要求3所述的物联网系统，其特征在于：该长距无线射频单元还包括功率放大器，该长距无线射频单元依次通过编解码模块、扩频调制解调模块、功率放大器、多路复用模块和天线将控制信息发送到节点上。4.根据权利要求4所述的物联网系统，其特征在于：该长距无线射频单元还包括滤波器和低噪放大器，该长距无线射频单元依次通过天线、多路复用模块、滤波器、低噪放大器、扩频调制解调模块和编解码模块接收由节点传输来的传感信息。5.根据权利要求1所述的物联网系统，其特征在于：该网关还包括主处理器单元，该主处理器单元与互联网连接，该主处理器单元将用于接收由协处理器单元传输来的传感信息并将其封装在一IP信息包中，该主处理器单元将IP信息包传输到互联网中。6.根据权利要求5所述的物联网系统，其特征在于：该主处理器单元包括一无线连接模块，该主处理器单元通过无线连接模块与外部终端连接。7.一种基于长距无线物联...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，刘翔，
申请(专利权)人：深圳市前海铂智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44