用于双调制低数据速率网络的方法和系统技术方案

公开了一种双调制网络。该双调制网络包括具有主网络集线器(PNH)远程收发器和PNH微控制器的PNH。PNH微控制器具有用于经由PNH远程收发器进行远程扩频(SS)和窄带频移键控(FSK)信号通信的通信固件，并且包括PNH时钟信号。双调制网络还包括外围设备(PD)。PD包括致动机构、PD远程收发器、以及PD微控制器。PD微控制器具有致动固件、用于经由PD远程收发器进行通信的通信固件、以及位置固件，并且包括时钟信号。位置固件指示PD远程收发器发送用PD发送时间戳编码的位置信号，该PD发送时间戳将PD发送位置信号的时间通知给接收设备。

Method and System for Dual Modulation Low Data Rate Networks

A dual modulation network is disclosed. The dual modulation network includes PNH with main network hub (PNH) remote transceiver and PNH microcontroller. The PNH microcontroller has communication firmware for remote spread spectrum (SS) and narrowband frequency shift keying (FSK) signal communication via PNH remote transceiver, and includes PNH clock signal. The dual modulation network also includes peripheral devices (PD). PDs include actuators, remote transceivers and microcontrollers. The PD microcontroller has an actuator firmware, a communication firmware for communicating via a PD remote transceiver, and a location firmware, and includes a clock signal. Location firmware instructs the PD remote transceiver to send a position signal encoded by a PD sending timestamp, which notifies the receiving device of the time when the PD sends a position signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于双调制低数据速率网络的方法和系统
本专利技术总体上涉及双调制网络领域，且更具体地涉及远程、低数据速率双调制网络。背景设备-设备通信和协作，创造了“物联网”(IoT)，主要经由无线协议，如蓝牙、ZigBee、WiFi和3G和4G系统等，在设备之间直接通信来实现的。这些协议具有高吞吐量的优点，但是要么范围短，要么需要很大的功率才能在更长的范围内工作。这导致通过这些类型的网络通信的无线设备的电池寿命较短。以较低频率操作的Z-Wave协议改善了这些限制，但仍有达200米的有限范围。Z-Wave网络的范围能够经由网状网络扩展，但目前仅限于通过四个集线器转发数据。然而，由于需要大量的硬件和功率，网状网络是成本密集型的。此外，许多IoT应用需要设备进行远距离通信，在这种情况下添加范围扩展节点是不切实际的或不可能的。因此，对于许多IoT应用来说，巨大的成本和有限的范围严重限制了实用性。专利技术概述下面描述了一种双调制、低数据速率网络和通过这种网络通信的方法，其克服了上述当前现有技术的限制。通常，网络包括一个或更多个集线器以及一个或更多个外围设备。集线器各自具有远程收发器和微控制器。集线器微控制器用固件编程，该固件指示远程收发器使用远程扩频(SS)信号或者使用窄带频移键控(FSK)信号来传送信息。集线器微控制器还包括固件，该固件用于指示远程收发器监听远程SS或窄带FSK信号。与上述
技术介绍
中描述的那些系统相比，刚刚描述的特征提供了若干益处。首先，远程收发器通过900MHzISM信道进行通信，而其他协议在较高频率下进行操作。因此，尽管存在障碍物和长距离，远程信号还是更加健壮。第二，双重调制还使得系统在更长距离和障碍物周围更加健壮，同时还能为外围设备节省功率和延长电池寿命。在某些情况下，电池寿命为两年或更长，这取决于外围设备每次使用时发送和/或接收的数据量。除了这些益处之外，本领域的技术人员将认识到本文没有描述的其它益处，但是这些益处是系统固有的。在一个实施例中，描述了包括主网络集线器(PNH)的系统。主网络集线器包括远程收发器和微控制器。主网络集线器微控制器具有用于经由主网络集线器远程收发器进行远程SS和窄带FSK信号通信的通信固件。此外，PNH微控制器包括时钟信号。系统还包括外围设备(PD)。PD具有致动机构、远程收发器、以及微控制器。外围设备微控制器具有致动固件、用于经由PD远程收发器通信的通信固件、与PNH时钟信号同步的时钟信号、以及位置固件。位置固件指示PD远程收发器发送由PD发送时间戳编码的位置信号，向接收设备(例如PNH)通知PD发送位置信号的时间。还公开了一种方法。该方法包括在具有远程收发器的主网络集线器处接收并存储操作指令，将系统操作指令与具有远程收发器和致动机构并且远离主网络集线器的外围设备相关联，以及接收并存储与外围设备相关联的外围设备位置信息。方法还包括确定在主网络集线器和外围设备之间的范围，基于该范围，选择远程SS信号或窄带FSK信号中的一个，以及基于系统操作指令从主网络集线器发送传送关于外围设备的致动指令的远程SS信号或窄带FSK信号。公开了另一种方法，其包括在具有远程收发器的主网络集线器处接收并存储系统操作指令，将系统操作指令与具有远程收发器并远离主网络集线器的辅助网络集线器相关联，以及在主网络集线器处接收并存储用于辅助网络集线器的位置信息。该方法还包括确定在主网络集线器和辅助网络集线器之间的范围，基于该范围，选择第一远程SS信号或第一窄带FSK信号，以及基于系统操作指令从主网络集线器发送传送辅助网络集线器指令的第一远程SS信号或第一窄带FSK信号。该方法还包括在辅助网络集线器远程收发器处接收辅助网络集线器指令，将辅助网络集线器指令与具有远程收发器和致动机构并且远离辅助网络集线器和主网络集线器的外围设备相关联，以及在辅助网络集线器处接收并存储关于外围设备的位置信息。此外，该方法包括确定在辅助网络集线器和外围设备之间的范围，基于该范围，选择第二远程SS信号或第二窄带FSK信号，以及基于辅助网络集线器指令从主网络集线器发送传送外围设备指令的第二远程SS信号或第二窄带FSK信号。附图简述下面通过参照具体实施例对上面简要描述的本专利技术进行更具体的描述。在附图中描绘了本申请所包括的几个实施例，其中：图1描绘了双调制星形加星形网络；图2描绘了另一个双调制网络；图3A-3C描绘了系统设备的实施例；图4A-4C描绘了单集线器双调制网络的实施例；图5描绘了收发器电路的示例设计；图6描绘了收发器-微控制器电路的示例设计；图7描绘了集线器的示例实施例；图8描绘了集线器的另一示例实施例；图9描绘了集线器的可选实施例；图10是收发器-微控制器电路的另一描绘；图11描绘了多集线器双调制网络的具体实施例；图12描绘了单集线器双调制网络的具体实施例；图13描绘了用于在单集线器双调制网络上通信的示例方法；图14描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法；图15描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法；以及图16描绘了用于在多集线器双调制网络上通信的示例方法。详细描述下面参考附图中的实施例，通过示例，提供对所要求保护的专利技术的详细描述。本领域技术人员将认识到，如以下附图中的示例所描述的本专利技术的组分能够以各种不同的配置来布置和设计，包括以下描述的实施例或未描述的其他实施例的组合。因此，附图中的实施例的详细描述仅仅代表本专利技术的实施例，并且不旨在限制所要求保护的本专利技术的范围。在某些情况下，由数值表示的特征，例如尺寸、质量、数量、以及其他能够用数值表示的属性，被规定为近似值。除非另有说明，近似值意味着“符合规定值的50％以内”。因此，大约1英寸的长度应该被解读为“1英寸+/-0.5英寸”。本专利技术的全部或部分可以被体现为系统、方法、和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器执行本专利技术的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或媒体)。例如，计算机程序产品可以包括在微控制器上编程的固件。计算机可读存储介质可以是能够保存和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、化学存储器存储设备、量子态存储设备，或者上述的任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下内容：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字视盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(例如其上具有记录指令的凹槽中的穿孔卡或凸起结构)、以及上述内容的任何适当组合。本文使用的计算机可读存储介质本身不应被解释为瞬时信号，例如无线电波或其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆进行传递的光脉冲)或通过导线传输的电信号。可以将本文描述的计算机可读程序指令从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输线缆、光传输光纤、无线传输、路由器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：主网络集线器(PNH)，所述主网络集线器包括：PNH远程收发器；以及PNH微控制器，所述PNH微控制器包括：PNH远程收发器固件，其中，所述PNH远程收发器固件包括远程扩频(SS)和窄带频移键控(FSK)信号通信指令；PNH时钟信号；以及外围设备(PD)，所述外围设备包括：致动机构；PD远程收发器；以及PD微控制器，所述PD微控制器包括：致动固件；PD远程收发器通信固件；与所述PNH时钟信号同步的PD时钟信号；以及位置固件，其中，所述位置固件指示所述PD远程收发器发送用PD发送时间戳编码的位置信号，所述PD发送时间戳向接收设备通知所述PD发送所述位置信号的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 US 15/145,2351.一种系统，包括：主网络集线器(PNH)，所述主网络集线器包括：PNH远程收发器；以及PNH微控制器，所述PNH微控制器包括：PNH远程收发器固件，其中，所述PNH远程收发器固件包括远程扩频(SS)和窄带频移键控(FSK)信号通信指令；PNH时钟信号；以及外围设备(PD)，所述外围设备包括：致动机构；PD远程收发器；以及PD微控制器，所述PD微控制器包括：致动固件；PD远程收发器通信固件；与所述PNH时钟信号同步的PD时钟信号；以及位置固件，其中，所述位置固件指示所述PD远程收发器发送用PD发送时间戳编码的位置信号，所述PD发送时间戳向接收设备通知所述PD发送所述位置信号的时间。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PD通信固件包括用于远程SS信号通信、窄带FSK信号通信、或两者的指令。3.根据权利要求1所述的系统，还包括辅助网络集线器(SNH)，所述辅助网络集线器在PNH-SNH发送-接收范围内远离所述PNH定位，所述辅助网络集线器包括：SNH远程收发器；以及SNH微控制器，所述SNH微控制器包括用于经由所述辅助网络集线器远程收发器进行远程SS和FSK信号通信的通信固件，其中，所述PNH存储网络级系统操作指令，并且所述SNH存储本地系统操作指令。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述SNH微控制器还包括SNH时钟信号。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述SNH时钟信号与所述PNH时钟信号同步，并且其中，所述SNH微控制器还包括位置固件，其中，所述位置固件指示所述SNH远程收发器发送用SNH发送时间戳编码的位置信号，所述SNH发送时间戳向接收设备通知所述SNH发送所述位置信号的时间。6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述PD时钟信号也与所述SNH时钟信号同步。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PD是周边围栏的入口门，并且其中，所述致动机构包括访问垫和门致动器。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述访问垫远离所述门致动器，并且其中，所述访问垫包括所述PD远程收发器和所述PD微控制器，其中，所述致动固件包括用于发送门闩锁致动信号的指令。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述门闩锁包括接收所述门闩锁致动信号的接收器、收发器、或两者，其中，所述门闩锁根据所述门闩锁致动信号进行致动。10.一种方法，包括：在具有远程收发器的主网络集线器(PNH...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·R·霍尔，马克·霍尔，克雷格·博斯韦尔，杰迪戴亚·奈特，
申请(专利权)人：霍尔实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US