專利名稱：室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種室內(nèi)光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置。
背景技術(shù)：
光環(huán)境是由光照射于其內(nèi)外空間所形成的環(huán)境，包括室外光環(huán)境和室內(nèi)光環(huán)境。 光環(huán)境設(shè)計是現(xiàn)代建筑設(shè)計的一個有機組成部分，其目的是追求合理的設(shè)計標準和照明設(shè)備，節(jié)約能源，同時滿足人們工作、生活、審美和保護視力等要求。常用的光環(huán)境參數(shù)包括照度，亮度，色度，紫外輻照度，年曝光量等。準確的測試數(shù)據(jù)可以提供真實的光環(huán)境信息，為室內(nèi)照明系統(tǒng)的評估、規(guī)劃和設(shè)計提供基礎(chǔ)，同時可以預(yù)防不合理照明或照明設(shè)備故障帶來的危害。目前的光度測量技術(shù)作為獨立技術(shù)，已比較完善，但是在光環(huán)境測試評估中就顯得缺乏系統(tǒng)性和通用性，主要表現(xiàn)為
(1)各個傳感器之間獨立測量，缺乏通用的組網(wǎng)協(xié)議和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；
(2)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力較弱，單個光傳感器節(jié)點無法進行全雙工通
(3)同頻段傳感器節(jié)點之間的無線通信易相互干擾；
(4)缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)管理，自動化程度不高；
(5)易丟失重要測量數(shù)據(jù)；
(6)集中在一個時段內(nèi)對某些關(guān)鍵部分進行測量，無法長期實施監(jiān)測。室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的節(jié)點組成，每個節(jié)點通過光傳感器采集光環(huán)境數(shù)據(jù)以無線多跳的方式發(fā)回上位機，實現(xiàn)對用戶感興趣的區(qū)域進行監(jiān)測。為提高室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的工作效率，同時減少相同頻段之間的信號干擾，將室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)為簇狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，不同簇之間使用不同通信頻段。由于簇首節(jié)點負責(zé)網(wǎng)關(guān)節(jié)點與簇內(nèi)子節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信，而網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點使用不同的通信頻段，這使得簇首節(jié)點需要能夠同時接收和發(fā)送兩個不同頻段的無線數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述需求，本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，它是(樹簇形)室內(nèi)光環(huán)境無線網(wǎng)絡(luò)中一種連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點的無線網(wǎng)絡(luò)通信裝置，可以同時接收兩個不同頻段的無線數(shù)據(jù)，有效地避免同頻干擾易造成整個系統(tǒng)崩潰的危險以及頻段切換時重要數(shù)據(jù)的丟失，提高了光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于它包括無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置；所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置包括
第一主控模塊，用于處理無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點控制信號；
第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于所述雙頻段通信裝置與網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間的無線通信；第一頻率設(shè)定模塊，用于對第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的通信頻率進行設(shè)置；
USB接口模塊，用于所述雙頻段通信裝置與上位機之間的通信；
通信質(zhì)量指示模塊，用于監(jiān)測并指示通過USB接口接入的通信狀態(tài)；
雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊，用于使第一主控模塊和第二主控模塊相互協(xié)調(diào)工作；
所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置包括
第二主控模塊，用于處理無線網(wǎng)絡(luò)簇內(nèi)子節(jié)點采樣信息；
第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于所述雙頻段通信裝置與簇內(nèi)子節(jié)點之間的無線通信； 第二頻率設(shè)定模塊用于對第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的通信頻率進行設(shè)置； 數(shù)據(jù)采集指示模塊，用于指示是否接收到相關(guān)采集數(shù)據(jù)； 電源管理模塊，用于為第一主控模塊和第二主控模塊提供電源支持； 第一主控模塊分別與第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、第一頻率設(shè)定模塊、USB接口模塊、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊以及電源管理模塊相連，通信質(zhì)量指示模塊與USB接口模塊相連；第二主控模塊分別與第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊以及電源管理模塊相連; 電源管理模塊分別與第一主控模塊和第二主控模塊連接，第一主控模塊和第二主控模塊之間通過雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊相連接。進一步地，本發(fā)明所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置中還設(shè)有第一頻率抗干擾模塊，所述第一頻率抗干擾模塊與第一頻率設(shè)定模塊連接；所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有第二頻率抗干擾模塊，所述第二頻率抗干擾模塊與第二頻率設(shè)定模塊連接；所述第一頻率抗干擾模塊和第二頻率抗干擾模塊用于實現(xiàn)自動搜索頻段功能，可以自動搜索同一區(qū)域內(nèi)已有的工作頻段信號。在設(shè)置自身通信頻段時避免與已有工作頻段之間的沖突。進一步地，所述第一頻率抗干擾模塊和第二頻率抗干擾模塊的自動搜索頻段功能，通過如下方法實現(xiàn)
針對無線通信頻率的設(shè)置，首先在k的可行域隨機生成一個k值，設(shè)定所述雙頻段通信裝置的頻率為Fc=M05+5(k-ll)MHz即Fc= (2350+5k) MHz，在此隨機設(shè)定頻段上等待時間 T，觀察是否能夠接收到通信數(shù)據(jù)。如果在時間T內(nèi)未接收到任何數(shù)據(jù)，則表示此頻段很可能未被占用，將此頻段設(shè)置為所述雙頻段通信裝置的工作頻段之一，同時記錄此時k值，存入數(shù)據(jù)庫；如果在時間T內(nèi)接收到數(shù)據(jù)，則說明此頻段已經(jīng)被占用，棄用此頻段，再隨即生成一個k值，依上述步驟重新選擇頻段，其中k=ll，12，…，26。進一步地，雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊通過如下方法實現(xiàn)雙核通信質(zhì)量監(jiān)測功能 所述雙頻段通信裝置上電后進行初始化，第一主控模塊通過串口向第二主控模塊發(fā)送
數(shù)據(jù)采集信號，若第二主控模塊未接收到數(shù)據(jù)采集信號，則重新發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號；若第二主控模塊接收到第一主控模塊的數(shù)據(jù)采集信號，則第二主控模塊向第一主控模塊回傳數(shù)據(jù)包；第一主控模塊存儲接收到的回傳數(shù)據(jù)包，同時再次向第二主控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號， 并等待接收第二主控模塊回發(fā)的數(shù)據(jù)包；將兩次接收到的數(shù)據(jù)包做異或運算，若結(jié)果為0， 則說明數(shù)據(jù)包正確，將數(shù)據(jù)向上一級發(fā)送；若結(jié)果不為0，則說明數(shù)據(jù)包出錯，第一主控模塊重新向第二主控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號；通過數(shù)據(jù)重發(fā)機制，對前后兩次數(shù)據(jù)進行比較， 以此確定所發(fā)數(shù)據(jù)是否正確，從而實現(xiàn)通信質(zhì)量監(jiān)測功能。進一步地，所述無線網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)，所述第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別為Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
進一步地，第一主控模塊和第二主控模塊中的主控芯片分別采用CCM30芯片，其微處理器為增強型MCS-51處理器。所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有光傳感器信號輸入模塊，所述光傳感器信號輸入模塊包含多路復(fù)用器74HC151芯片和4520芯片，74HC151芯片包含3個地址輸入引腳，分別與第二主控模塊中的主控芯片CCM30的3個GPIO 口相連，用來選擇不同的數(shù)據(jù)輸入端；74HC151芯片的8位數(shù)據(jù)輸入端，接收兩種信號輸入，分別是采樣輸出端可直接使用的數(shù)字信號，以及經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化和4520芯片分頻后輸出的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)用于照度、亮度、色溫等多種采樣信號的輸入。進一步地，所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有光傳感器信號輸入模塊，光傳感器信號輸入模塊與第二主控模塊相連，用于將光傳感器的光環(huán)境采樣數(shù)據(jù)傳遞給第二主控模塊。進一步地，本發(fā)明所述光傳感器信號輸入模塊連接有數(shù)據(jù)采集監(jiān)測模塊。進一步地，第一主控模塊和第二主控模塊中分別采用包含微處理器的主控芯片， 第二主控模塊包含有兩個接口，與所述光傳感器信號輸入模塊數(shù)據(jù)接口相連，分別是輸入數(shù)據(jù)接口和輸入選通接口，光傳感器信號輸入模塊的接口分成兩類，分別與第二主控模塊和傳感器信號輸入端相連，與傳感器信號輸入端相連的接口包含多種類型接口，匹配多種信號輸入模式。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置采用的是雙頻段通信結(jié)構(gòu)，通過對無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中的頻率設(shè)定模塊設(shè)置不同頻段，同時通過頻率抗干擾模塊，實現(xiàn)頻段搜索功能，自動搜索同一區(qū)域內(nèi)已有的工作頻段信號，在設(shè)置自身通信頻段時避免與已有工作頻段之間的沖突，減少頻段之間的相互干擾，并將新設(shè)置的頻段存入數(shù)據(jù)庫；從而實現(xiàn)兩組控制器并行工作，獨立收發(fā)數(shù)據(jù)；同時通過串口設(shè)置實現(xiàn)協(xié)同工作。本發(fā)明可以將不同種類的光傳感器連成無線網(wǎng)絡(luò)，建立傳感器位置信息和采樣信息之間的聯(lián)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯集處理，就能在現(xiàn)有光度測量技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)光環(huán)境的分布式實時監(jiān)測系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是
1)、同時工作在兩個不同頻段，避免同頻干擾和不同頻段之間切換時重要數(shù)據(jù)的丟
失；
2)、頻率設(shè)定模塊連接有頻率抗干擾裝置，更好的避免頻率的干擾；
3)、主控模塊采用低功耗片上系統(tǒng)芯片CC2430，微處理器為增強型MCS-51處理器，能夠更好的提高性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2. 4GHz ISM波段應(yīng)用，及對低成本，低功耗的要求，同時具有高集成度，可靠性好，便攜性強等優(yōu)點。4)、利用Zigbee無線通信技術(shù)可方便地對光傳感器進行遠程控制，大大降低網(wǎng)絡(luò)布線帶來的風(fēng)險和成本。Zigbee組網(wǎng)技術(shù)，具有高集成度、低功耗等特點，使用國際通信免費頻段，并以抗干擾能力強的直序擴頻方式傳輸，具有光環(huán)境參數(shù)測量、數(shù)據(jù)采集計算、無線通信及分布式信息處理等功能，能夠很好地應(yīng)用在室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)中；其無線通信的優(yōu)勢省去了布線的麻煩，節(jié)省安裝和改造費用，并大大降低火災(zāi)隱患。
5)、采用通用光傳感器信號輸入模塊，可擴展性強，能實現(xiàn)照度，亮度，紫外輻照度，色度等多種光度色度傳感器的統(tǒng)一接入，對多種光環(huán)境參數(shù)進行本地測量。6)、兩組控制器并行處理各自任務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸和運算速度快，有效提高光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力。7)、本發(fā)明的雙頻段通信網(wǎng)絡(luò)裝置既可作為簇首節(jié)點連接于室內(nèi)光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點之間，也可以通過USB接口模塊連接于上位機和普通節(jié)點之間。當連接于室內(nèi)光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點之間時，通過與上位機連接的網(wǎng)關(guān)節(jié)點獲得采樣信息或控制指令，并將信號發(fā)送給簇內(nèi)子節(jié)點；當連接于光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)普通節(jié)點和上位機之間時，用戶可以直接通過USB接口從上位機獲得采樣信息或控制指令。


圖1是本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2是本發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖3是本發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖4是本發(fā)明的光傳感器信號輸入模塊的電路原理圖； 圖5是本發(fā)明的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的并行結(jié)構(gòu)原理圖； 圖6是在本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊的軟件流程圖。圖7是在本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的頻率抗干擾模塊的頻段自動搜索軟件流程圖。圖8是在本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的軟件流程圖。圖9是在本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的軟件流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置是作為簇首節(jié)點為室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點建立連接用的，通過雙頻段通信裝置實現(xiàn)簇首節(jié)點同時接收不同頻段的數(shù)據(jù)。雙頻段通信裝置采用雙主控模塊控制結(jié)構(gòu)，分別處理無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點控制信號或采集信息；擴展通用光傳感器信號輸入接口，支持標準 USB接入方式；與光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的其他傳感器節(jié)點建立快速可靠的連接，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。參照圖1，本發(fā)明的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，包括無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置。其中，無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置包括第一主控模塊1、第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2、第一頻率設(shè)定模塊3、第一頻率抗干擾模塊4、USB接口模塊5、通訊質(zhì)量指示模塊6、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7 ；無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置包括第二主控模塊8、第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9、第二頻率設(shè)定模塊10、第二頻率抗干擾模塊11、光傳感器信號輸入模塊12、數(shù)據(jù)采集監(jiān)測模塊13、電源管理模塊14 ；第一主控模塊1分別與第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2、第一頻率設(shè)定模塊3、USB接口模塊5、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7以及電源管理模塊14相連；第二主控模塊8分別與雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7、第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9、第二頻率設(shè)定模塊10、光傳感器信號輸入模塊12以及電源管理模塊14相連；第一主控模塊 1與第二主控模塊8之間通過雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7相連接；電源管理模塊14分別于第一主控模塊1和第二主控模塊8相連接。其中，第一主控模塊1與第二主控模塊8通過串口分別與雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊 7相連；USB接口模塊5與第一主控模塊1的數(shù)據(jù)總線相連；光傳感器信號輸入模塊12與第二主控模塊8的通用I/O 口相連；數(shù)據(jù)采集監(jiān)測模塊13與光傳感器信號輸入模塊12相連；電源管理模塊14分別與第一主控模塊1和第二主控模塊8的P0. 1端口相連；
如圖2所示，是無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖。其中，第一主控模塊1的芯片采用Chipcon公司生產(chǎn)的CCM30芯片；第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2與外界的網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過無線射頻傳輸進行通信；進一步地，通過對第一頻率設(shè)定模塊3進行軟件設(shè)置，使第一主控模塊1工作在與網(wǎng)關(guān)節(jié)點相同的頻段；進一步地，第一頻率設(shè)定模塊3連接有第一頻率抗干擾模塊4，通過對第一頻率抗干擾模塊4進行設(shè)置，可實現(xiàn)頻段搜索功能，即可以自動搜索同一區(qū)域內(nèi)已有的工作頻段信號，在設(shè)置自身通信頻段時避免與已有工作頻段之間的沖突； USB接口模塊5的芯片采用PDIUSBD12芯片，進行高速批量數(shù)據(jù)傳輸；通訊質(zhì)量指示模塊6 利用PDIUSBD12芯片的GL引腳外接LED指示燈，實現(xiàn)對USB接入的通信狀態(tài)的指示作用， 能夠判定USB接口的物理連接是否正常以及和計算機通信的狀態(tài)在枚舉階段，LED間歇閃爍，USB正確識別，則LED保持點亮狀態(tài)；此外，第一主控模塊1連接有雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7，通過相應(yīng)軟件設(shè)置，使第一主控模塊1和第二主控模塊8相互協(xié)調(diào)工作。電源管理模塊14的芯片采用型號為TPS7233QP的降壓芯片以及型號為TPS78001的穩(wěn)壓芯片，可實現(xiàn)所述電源管理模塊既可采用3V穩(wěn)定電壓供電，也可由USB接口輸出5V電壓經(jīng)過TPS7233QP 降壓器降壓后供電。如圖3所示，是無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖。其中，第二主控模塊8的芯片采用Chipcon公司生產(chǎn)的CCM30芯片；第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9與外界簇內(nèi)子節(jié)點通過無線射頻傳輸進行通信；進一步地，通過對第二頻率設(shè)定模塊10進行軟件設(shè)置，使第二主控模塊8工作在與簇內(nèi)子節(jié)點相同的頻段；進一步地，第二頻率設(shè)定模塊10連接有第二頻率抗干擾模塊11，通過對第二頻率抗干擾模塊11進行設(shè)置，可實現(xiàn)頻段搜索功能，即可以自動搜索同一區(qū)域內(nèi)已有的工作頻段信號，在設(shè)置自身通信頻段時避免與已有工作頻段之間的沖突；進一步地，光傳感器信號輸入模塊12的接口為光傳感器通用接口，該光傳感器信號輸入模塊12可與照度傳感器、亮度傳感器和色度傳感器等光學(xué)傳感器連接，由此將不同類型的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號，并依據(jù)不同信號特征進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)多路復(fù)用；進一步地，光傳感器信號輸入模塊12連接有數(shù)據(jù)采集指示模塊13，用于指示是否接收到相關(guān)采集數(shù)據(jù)；進一步地，第二主控模塊8也連接有雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7。第二主控模塊8擴展了光傳感器信號輸入接口模塊12，可以實現(xiàn)照度，亮度，紫外輻照度，色度等多種光度色度傳感器的統(tǒng)一接入，可對多種光環(huán)境參數(shù)進行本地測量，增強其通用性及可擴展性；通過在軟件設(shè)計上對不同種類參數(shù)設(shè)置與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，采樣數(shù)據(jù)進入無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置后，第二主控模塊8依據(jù)不同的數(shù)據(jù)格式進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理成統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式并加以標記，以方便數(shù)據(jù)的分類上傳和存儲。
如圖4所示，是光傳感器信號輸入模塊12的電路原理圖。光傳感器信號輸入模塊包含多路復(fù)用器74HC151芯片和4520芯片，74HC151芯片包含3個地址輸入引腳，分別與主控芯片CCM30的3個GPIO 口相連，用來選擇不同的數(shù)據(jù)輸入端；74HC151芯片的8位數(shù)據(jù)輸入端，接收兩種信號輸入，分別是采樣輸出端可直接使用的數(shù)字信號，以及經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化和4520芯片分頻后輸出的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)照度，亮度，紫外輻照度，色度等多種光度色度傳感器的統(tǒng)一接入，對多種光環(huán)境參數(shù)進行測量。圖5是室內(nèi)光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的雙主控模塊并行結(jié)構(gòu)原理圖。本發(fā)明的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，采用雙主控模塊控制結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同時接收兩個不同頻段的數(shù)據(jù)。第一主控模塊1和第二主控模塊8并行工作，各主控模塊能夠獨立處理數(shù)據(jù)任務(wù)，也可以通過兩組主控模塊之間串口數(shù)據(jù)傳遞實現(xiàn)協(xié)同工作，從而提高光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力。第一主控模塊1，通過對第一頻率設(shè)定模塊3進行設(shè)置，將第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2與網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)置成相同通信頻段，從而與網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行有效的數(shù)據(jù)通信，同時通過串口將所接收的有效數(shù)據(jù)傳遞給第二主控模塊8，并等待接收第二主控模塊8傳遞的采樣信號；第二主控模塊8通過對第二頻率設(shè)定模塊10進行設(shè)置，將第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9與光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇內(nèi)子節(jié)點設(shè)置成相同頻段，從而與光環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點進行有效的數(shù)據(jù)通信，同時通過串口將各光傳感器子節(jié)點的光環(huán)境采樣數(shù)據(jù)傳遞給第一主控模塊1，第一主控模塊1與第二主控模塊8之間通過雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊7協(xié)同工作。第一主控模塊1通過第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2將數(shù)據(jù)進行分類融合后發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機。本發(fā)明雙頻段通信裝置按如下方式實現(xiàn)雙頻段通信
無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2接收到網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)采集命令，第一主控模塊1將數(shù)據(jù)采集命令通過串行接口傳遞給第二主控模塊8，第二主控模塊8接收到數(shù)據(jù)采集命令后通過無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9向簇內(nèi)子節(jié)點發(fā)送喚醒命令和數(shù)據(jù)采集命令，將接收到的采樣數(shù)據(jù)存入串口發(fā)送緩存器；第一主控模塊1接收到第二主控模塊8傳來的光環(huán)境采樣數(shù)據(jù)后，對所接收數(shù)據(jù)物理信息類別 (如照度，亮度，空間照度，紫外輻照度等參數(shù))依據(jù)與上位機的通信協(xié)議，進行重新打包， 將處理后的數(shù)據(jù)包通過第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點數(shù)據(jù)進行分析融合后發(fā)送給上位機。圖6給出了本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊的軟件流程圖。系統(tǒng)上電后進行初始化，第一主控模塊1通過串口向第二主控模塊8 發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號，若第二主控模塊8未接收到采集信號，則重新發(fā)送采集信號；若第二主控模塊8接收到第一主控模塊1的數(shù)據(jù)采集信號，則第二主控模塊8向第一主控模塊1回傳數(shù)據(jù)包；第一主控模塊1存儲接收到的回傳數(shù)據(jù)包，同時再次向第二主控模塊8發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號，并等待接收第二主控模塊8回發(fā)的數(shù)據(jù)包；將兩次接收到的數(shù)據(jù)包做異或運算， 若結(jié)果為0，則說明數(shù)據(jù)包正確，將數(shù)據(jù)向上一級發(fā)送；若結(jié)果不為0，則說明數(shù)據(jù)包出錯， 第一主控模塊1重新向第二主控模塊8發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號。通過數(shù)據(jù)重發(fā)機制，對前后兩次數(shù)據(jù)進行比較，以此確定所發(fā)數(shù)據(jù)是否正確，實現(xiàn)雙核通信質(zhì)量監(jiān)測功能。無線網(wǎng)絡(luò)通信需要對第一頻率設(shè)定模塊3和第二頻率設(shè)定模塊10進行管理和設(shè)置，包括掃描并選定物理信道，分配無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)地址，初始化網(wǎng)絡(luò)設(shè)置；配合網(wǎng)絡(luò)所采用的MAC算法和路由協(xié)議，協(xié)助其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點建立路由；同時接收網(wǎng)關(guān)節(jié)點的控制指令，實現(xiàn)用戶需求。本發(fā)明中第一頻率設(shè)定模塊3和第二頻率設(shè)定模塊10主要通過如下軟件設(shè)計實現(xiàn)不同頻段無線通信頻率的設(shè)置
通過對位于FSCTRLH. FREQ[9 8]和FSCTRLL. FREQF[7:0]的10位頻率字編程設(shè)置操作頻率。以MHz為單位的操作頻率Fc由下式表示Fc=2048+FREQ[9:0]，式中FREQ[9:0] 是由FSCTRLH. FREQ[9 8]和FSCTRLL. FREQ[7:0]提供的值。在接收模式下，由于所用的中頻(IF)是2MHz，因此實際的本地振蕩器(LO)頻率是Fc-2MHz。在發(fā)送模式下，采用直接轉(zhuǎn)換，此時本地振蕩器頻率等于Fe，中頻2MHz由CCM30自動提供。IEEE802. 15. 4指定16 個信道。它們位于2. 4GHz頻段之內(nèi)，步長為5MHz，編號為11 沈。信道k的RF頻率由 IEEE802. 15. 4 指定如下Fc=2405+5(k-ll)MHz (k=ll，12，-,26)運行在信道 k，寄存器 FSCTRLH. FREQ FSCTRLL. FREQ 應(yīng)當設(shè)置為FSCTRLH. FREQ FSCTRLL. FREQ=357+5 (k_ll)。第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2和第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9主要通過如下方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)
1、無線數(shù)據(jù)發(fā)送的實現(xiàn)按以下步驟進行數(shù)據(jù)發(fā)送 1) ·清空 TX FIFO。2).把數(shù)據(jù)流按順序存入TX FIFO,即向RFD中寫數(shù)據(jù)
a.數(shù)據(jù)幀中MPDU的長度，這里為10(源地址(1)+目標地址(1) +命令字節(jié)(1) +數(shù)據(jù) G) +保留位O)+容錯(1))，這時應(yīng)向RFD中裝入length+2，由硬件生成的SFD占兩個字節(jié)。b.本地地址。c.接收者地址或廣播地址0x00。d.命令字符，本設(shè)計中命令字符的定義如表3-1所示。e.用于發(fā)送的四個數(shù)據(jù)字節(jié)，若僅發(fā)送命令，該處可不寫入數(shù)據(jù)。3).保證無其他通信干擾的單節(jié)點通信可省略此步檢查CCA信號并且在信道空閑時才進行操作。另一做法是用ST)(CCA命令寄存器代替第2和第3步。不管采用哪一種方法來執(zhí)行CCA，都要經(jīng)過一段“隨機”長的時間的等待后才重試。4).執(zhí)行STXON命令寄存器。5).在任何新數(shù)據(jù)寫入TX FIFO前需確認SFD變高后變低并且已經(jīng)等待了至少 60個時鐘周期。2、無線數(shù)據(jù)接收的實現(xiàn)
接收數(shù)據(jù)幀時，存到RX FIFO的首個字節(jié)是長度字節(jié)，CCM30可自動計算幀的CRC校驗，人工檢查接收幀的最后一個字節(jié)的CRC校驗位。CCM30在已經(jīng)處于接收模式12個信號周期以內(nèi)將不會接收任何數(shù)據(jù)。需要在數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程中加入等待時間以便CCM30檢查和接收數(shù)據(jù)。按以下步驟進行數(shù)據(jù)接收
1).檢查FIFO和FIFOP信號，確認是否有新數(shù)據(jù)到來。2).如果有新數(shù)據(jù)到來，開始從RX FIFO中讀取。
a .首字節(jié)是長度字節(jié)。需要保存，因為它是數(shù)據(jù)幀結(jié)束的唯一標志。如果它的長度不是0x10馬上清除RX FIFO。b .接收源地址并檢查它是否與希望的發(fā)送者相匹配。如果不匹配則隨機的丟棄整個幀。c .接收目的地址并檢查它是與本地地址相匹配還是廣播地OxFF。如果不匹配則隨機的丟棄整個幀。d .接收命令字符并檢查它是否與希望的命令匹配。若匹配分別執(zhí)行相應(yīng)命令， 如果不匹配則隨機丟棄整個幀。e.接收并保存4字節(jié)負載到一個將要設(shè)計的FIFO中。f.接收兩字節(jié)的CRC信息。如果CRC沒有檢查，則丟棄先前保存的數(shù)據(jù)負載。3).任何時候RX FIFO只要發(fā)生下溢或溢出，馬上清除FIFO。圖7給出了本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的頻率抗干擾模塊中自動搜索頻段功能的軟件流程圖。針對上述無線通信頻率的設(shè)置，首先在k的可行域 (k=ll, 12，…，26)隨機生成一個k值，設(shè)定本發(fā)明雙頻通信裝置的頻率為Fc=2405+5(k-ll) MHz即Fc= (2350+5k)MHz，在此隨機設(shè)定頻段上等待時間T=60s，觀察是否能夠接收到通信數(shù)據(jù)。如果在60s內(nèi)未接收到任何數(shù)據(jù)，則表示此頻段很可能未被占用，將此頻段設(shè)置為本雙頻段通信裝置的工作頻段之一，同時記錄此時k值，存入數(shù)據(jù)庫；如果在60s內(nèi)接收到相關(guān)數(shù)據(jù)，則說明此頻段已經(jīng)被占用，考慮棄用此頻段，重新選擇頻段，由此來避免設(shè)置自身通信頻段時與已有工作頻段之間的沖突，從而實現(xiàn)本雙頻段通信裝置的頻率抗干擾模塊中自動搜索頻段功能。本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的頻率抗干擾模塊主要通過如下軟件設(shè)計實現(xiàn)抗干擾功能
1)通過軟件陷阱來攔截亂飛的程序。a)軟件陷阱的設(shè)計當亂飛程序進入非程序區(qū)，冗余指令便無法起作用。通過軟件陷阱，攔截亂飛程序，將其引向指定位置，再進行出錯處理。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復(fù)位入口地址0000H的指令。本發(fā)明中，在EPROM中非程序區(qū)填人以下指令作為軟件陷阱
NOP NOP
UMP 0000
其機器碼為0000020000。b)陷阱的安排本發(fā)明中，在程序中未使用的EPROM空間填0000020000，最后一條填入020000。當亂飛程序落到此區(qū)，即可自動入軌。在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。當使用的中斷因干擾而開放時，在對應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，能及時捕獲錯誤的中斷。如某系統(tǒng)雖未用到外部中斷1，外部中斷1的中斷服務(wù)程序可為如下形式返回指令可用“RETI ”，也可用“LJMP 0000H”?！癓JMP0000H”作返回指令可直接進入故
障診斷程序，盡早地處理故障并恢復(fù)程序的運行。2)輸出端口抗干擾技術(shù)。由于數(shù)據(jù)無線傳輸時，常產(chǎn)生電磁脈沖，對輸出信號造成影響。對輸出通道的干擾，采用在程序中周期性的添加輸出端口刷新指令的方法，以降低干擾。在程序指定RAM單元，存儲輸出口當時應(yīng)處的狀態(tài)，在程序運行時根據(jù)這些RAM單元的內(nèi)容刷新I / 0 口。也可采用多次重復(fù)寫控制命令的方式，重復(fù)周期盡量短，這樣輸出設(shè)備得到一個干擾還來不及響應(yīng)時，正確信號到來，可以防止誤動作的發(fā)生。圖8給出了本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的軟件流程圖。系統(tǒng)上電后進行初始化，通過對第一頻率設(shè)定模塊3進行軟件設(shè)置， 將其無線通信頻段與網(wǎng)關(guān)節(jié)點通信頻段設(shè)置成相同頻段；處理串口中斷事件，監(jiān)聽網(wǎng)關(guān)節(jié)點的控制命令。當無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置的第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2接收到網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)包命令后，將數(shù)據(jù)從無線數(shù)據(jù)接收寄存器RXFIFO中取回到CPU存儲器，并根據(jù)中斷寄存器判斷網(wǎng)關(guān)傳來的數(shù)據(jù)包類型，建立正確的數(shù)據(jù)標志，同時通過串口將數(shù)據(jù)包傳遞給無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的第二主控模塊8 ；在30s內(nèi)等待接收第二主控模塊8的回發(fā)數(shù)據(jù)包信息，如果未收到任何數(shù)據(jù)包信息進行循環(huán)重發(fā)，重發(fā)次數(shù)超過3次退出循環(huán)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點報錯；如果收到數(shù)據(jù)包信息，判斷其是否為正確數(shù)據(jù)包信息，若數(shù)據(jù)包正確，則通過第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊2發(fā)送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，并清除相應(yīng)控制位重新進入循環(huán)；若為錯誤數(shù)據(jù)包，則退出循環(huán)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送錯誤報告。圖9是在本發(fā)明室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻通信裝置的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的軟件流程圖。系統(tǒng)上電后進行初始化，通過對第二頻率設(shè)定模塊10進行軟件設(shè)置，將其無線網(wǎng)絡(luò)通信頻段與簇內(nèi)子節(jié)點通信頻段設(shè)置成相同頻段；處理串口中斷事件，監(jiān)聽第一主控模塊1的控制命令。當無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置的第二主控模塊8接收到第一主控模塊1通過串行接口傳來的數(shù)據(jù)采集命令后，將控制命令進行處理，存放到EpBuf緩存器，通過第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9向子節(jié)點發(fā)送喚醒命令，20s內(nèi)等待接收到子節(jié)點醒來信號；如果未收到子節(jié)點醒來信號則進行循環(huán)重發(fā)，重發(fā)次數(shù)超過3次則發(fā)送錯誤報告到第一主控模塊1 ；如果20s內(nèi)收到子節(jié)點醒來信號，則向子節(jié)點發(fā)送采樣控制命令并等待接收子節(jié)點采樣數(shù)據(jù)；若收到正確數(shù)據(jù)包信息，則通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)包到第一主控模塊1并清除相應(yīng)控制位重新進入循環(huán)；若未收到正確數(shù)據(jù)包信息，則進行循環(huán)重發(fā)，重發(fā)次數(shù)超過3次則向第一主控模塊1報錯。與傳感器節(jié)點的通信協(xié)議由兩部分組成，上層通訊協(xié)議和下層通訊協(xié)議，上下層協(xié)議在不同的2. 4GHz頻段下實現(xiàn)，從而實現(xiàn)全雙工通信工作上層的通訊協(xié)議利用握手、 重發(fā)等機制對相鄰節(jié)點之間的通信進行管理，發(fā)送節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)分組之后，通過對數(shù)據(jù)加預(yù)先設(shè)置好的首部和一個校驗和構(gòu)造一個鏈路層分組，然后將該分組發(fā)送給接收機， 接收機利用校驗和來檢測分組的完整性，并提供反饋信息給發(fā)射機以表示分組接收的成功，完成合理的信息交換過程，降低信號波形的反射、衍射和散射之類的現(xiàn)象以及路徑消耗和障礙物存在所造成的無線信道不穩(wěn)定，保證可靠、高效率的數(shù)據(jù)傳輸。下層的無線通訊協(xié)議是負責(zé)將上層的數(shù)據(jù)流通過無線的方式在無線射頻模塊之間進行交換，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過先進先出的方式來接收數(shù)據(jù)，使用特殊功能寄存器接口讀取先進先出數(shù)據(jù)，內(nèi)存與先進先出緩存區(qū)數(shù)據(jù)移動使用DMA方式來實現(xiàn)。上層協(xié)議之間以數(shù)據(jù)幀為單位進行通訊，而對于下層無線通訊則只是以數(shù)據(jù)字節(jié)為單位進行通訊，即將每一幀數(shù)據(jù)都分解成數(shù)據(jù)字節(jié)， 然后根據(jù)協(xié)議格式，將數(shù)據(jù)字節(jié)作為有用數(shù)據(jù)重新組成數(shù)據(jù)幀進行傳輸。數(shù)據(jù)幀格式包括 IEEE802. 15. 4的協(xié)議自動加上的長度標志位及RSSI、LQI位，源/目標地址位，保留容錯位以及有效數(shù)據(jù)位。RSSI (Receive signal Strength hdicator)是接受數(shù)據(jù)強度的指示器， LQI (Link Quality Indicator)即鏈路質(zhì)量指示器，這兩個是反映通訊質(zhì)量的重要參數(shù)，由硬件自動生成，可以通過對這兩個參數(shù)的采集確定傳輸鏈路質(zhì)量，判斷傳感器節(jié)點工作區(qū)域及故障信息，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于它包括無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置；所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置包括第一主控模塊，用于處理無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點控制信號；第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于所述雙頻段通信裝置與網(wǎng)關(guān)節(jié)點之間的無線通信；第一頻率設(shè)定模塊，用于對第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的通信頻率進行設(shè)置；USB接口模塊，用于所述雙頻段通信裝置與上位機之間的通信；通信質(zhì)量指示模塊，用于監(jiān)測并指示通過USB接口接入的通信狀態(tài)；雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊，用于使第一主控模塊和第二主控模塊相互協(xié)調(diào)工作；所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置包括第二主控模塊，用于處理無線網(wǎng)絡(luò)簇內(nèi)子節(jié)點采樣信息；第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于所述雙頻段通信裝置與簇內(nèi)子節(jié)點之間的無線通信； 第二頻率設(shè)定模塊用于對第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的通信頻率進行設(shè)置； 數(shù)據(jù)采集指示模塊，用于指示是否接收到相關(guān)采集數(shù)據(jù)； 電源管理模塊，用于為第一主控模塊和第二主控模塊提供電源支持； 第一主控模塊分別與第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、第一頻率設(shè)定模塊、USB接口模塊、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊以及電源管理模塊相連，通信質(zhì)量指示模塊與USB接口模塊相連；第二主控模塊分別與第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊以及電源管理模塊相連; 電源管理模塊分別與第一主控模塊和第二主控模塊連接，第一主控模塊和第二主控模塊之間通過雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置中還設(shè)有第一頻率抗干擾模塊，所述第一頻率抗干擾模塊與第一頻率設(shè)定模塊連接；所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有第二頻率抗干擾模塊，所述第二頻率抗干擾模塊與第二頻率設(shè)定模塊連接；所述第一頻率抗干擾模塊和第二頻率抗干擾模塊用于實現(xiàn)自動搜索頻段功能，可以自動搜索同一區(qū)域內(nèi)已有的工作頻段信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述第一頻率抗干擾模塊和第二頻率抗干擾模塊的自動搜索頻段功能，通過如下方法實現(xiàn)針對無線通信頻率的設(shè)置，首先在k的可行域隨機生成一個k值，設(shè)定所述雙頻段通信裝置的頻率為Fc=M05+5(k-ll)MHz即Fc= (2350+5k) MHz，在此隨機設(shè)定頻段上等待時間 T，觀察是否能夠接收到通信數(shù)據(jù)；如果在時間T內(nèi)未接收到任何數(shù)據(jù)，則表示此頻段很可能未被占用，將此頻段設(shè)置為所述雙頻段通信裝置的工作頻段之一，同時記錄此時k值，存入數(shù)據(jù)庫；如果在時間T內(nèi)接收到數(shù)據(jù)，則說明此頻段已經(jīng)被占用，棄用此頻段，再隨即生成一個k值，依上述步驟重新選擇頻段，其中k=ll，12，…，26。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊通過如下方法實現(xiàn)雙核通信質(zhì)量監(jiān)測功能所述雙頻段通信裝置上電后進行初始化，第一主控模塊通過串口向第二主控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號，若第二主控模塊未接收到數(shù)據(jù)采集信號，則重新發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號；若第二主控模塊接收到第一主控模塊的數(shù)據(jù)采集信號，則第二主控模塊向第一主控模塊回傳數(shù)據(jù)包；第一主控模塊存儲接收到的回傳數(shù)據(jù)包，同時再次向第二主控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號， 并等待接收第二主控模塊回發(fā)的數(shù)據(jù)包；將兩次接收到的數(shù)據(jù)包做異或運算，若結(jié)果為0， 則說明數(shù)據(jù)包正確，將數(shù)據(jù)向上一級發(fā)送；若結(jié)果不為0，則說明數(shù)據(jù)包出錯，第一主控模塊重新向第二主控模塊發(fā)送數(shù)據(jù)采集信號；通過數(shù)據(jù)重發(fā)機制，對前后兩次數(shù)據(jù)進行比較， 以此確定所發(fā)數(shù)據(jù)是否正確，從而實現(xiàn)通信質(zhì)量監(jiān)測功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于第一主控模塊和第二主控模塊中的主控芯片分別采用CCM30芯片，其微處理器為增強型 MCS-51處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)，所述第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊分別為Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有光傳感器信號輸入模塊，光傳感器信號輸入模塊與第二主控模塊相連，用于將光傳感器的光環(huán)境采樣數(shù)據(jù)傳遞給第二主控模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置中還設(shè)有光傳感器信號輸入模塊，所述光傳感器信號輸入模塊包含多路復(fù)用器74HC151芯片和4520芯片，其中74HC151芯片包含3個地址輸入引腳，分別與第二主控模塊中微處理器的3個GPIO 口相連，用來選擇不同的數(shù)據(jù)輸入端；74HC151芯片的數(shù)據(jù)輸出端，與第二主控模塊中微處理器的1個GPIO 口相連；74HC151芯片的8位數(shù)據(jù)輸入端，接收兩種信號輸入，分別是采樣輸出端可直接使用的數(shù)字信號，以及經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化和4520芯片分頻后輸出的數(shù)字信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于所述光傳感器信號輸入模塊連接有數(shù)據(jù)采集監(jiān)測模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，其特征在于第一主控模塊和第二主控模塊中分別采用包含微處理器的主控芯片，第二主控模塊包含有兩個接口，與所述光傳感器信號輸入模塊數(shù)據(jù)接口相連，分別是輸入數(shù)據(jù)接口和輸入選通接口，光傳感器信號輸入模塊的接口分成兩類，分別與第二主控模塊和傳感器信號輸入端相連，與傳感器信號輸入端相連的接口包含多種類型接口，匹配多種信號輸入模式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種室內(nèi)光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的雙頻段通信裝置，它是(樹簇形)室內(nèi)光環(huán)境無線網(wǎng)絡(luò)中一種連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點和簇內(nèi)子節(jié)點的無線網(wǎng)絡(luò)通信裝置，可以同時接收兩個不同頻段的無線數(shù)據(jù)，有效地避免同頻干擾易造成整個系統(tǒng)崩潰的危險以及頻段切換時重要數(shù)據(jù)的丟失，提高了光傳感器無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理能力。本發(fā)明包括無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置；無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理裝置包括第一主控模塊、第一無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、第一頻率設(shè)定模塊、USB接口模塊、通信質(zhì)量指示模塊、雙核通信質(zhì)量監(jiān)測模塊；無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集裝置包括第二主控模塊、第二無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、第二頻率設(shè)定模塊、數(shù)據(jù)采集指示模塊、電源管理模塊。
文檔編號H04L29/08GK102387185SQ20111015081
公開日2012年3月21日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者葉煒, 張鈺唯, 王超, 陳中, 顏福才 申請人:浙江大學(xué), 浙江浙大之光照明技術(shù)研究有限公司