一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括簇頭節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點和毫米波路由節(jié)點以及數(shù)據(jù)中心，一個所述簇頭節(jié)點與若干個所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成一個簇，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集數(shù)據(jù)傳送給所述簇頭節(jié)點，所述簇頭節(jié)點通過所述簇將數(shù)據(jù)收集后傳輸?shù)剿龊撩撞酚晒?jié)點后向所述數(shù)據(jù)中心匯聚數(shù)據(jù)。本實用新型設計了一種基于60GHz毫米波的多跳簇式無線通信系統(tǒng)，簇內通信采用傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡，簇間通信采用60GHz毫米波多跳傳輸。從根本上解決大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡簇間通信帶寬瓶頸問題。
【專利說明】一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及網(wǎng)絡系統(tǒng)，具體涉及一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]許多無線傳感器網(wǎng)絡結構設計時，往往假設節(jié)點均勻分布(隨機拋灑)。實際應用中，傳感器節(jié)點往往成組部署。所以，實際應用中，無線傳感器網(wǎng)絡往往以一個個簇狀部署，簇間的連通度和覆蓋不足；另一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術和云計算快速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量不斷增加，單個節(jié)點采集的數(shù)據(jù)也不斷增加，簇內產(chǎn)生的數(shù)據(jù)劇增，簇間通信帶寬面臨挑戰(zhàn)，并成為瓶頸。
[0003]本實用新型設計一種基于60GHz毫米波的多簇多跳無線通信系統(tǒng)。簇內通信采用傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡，簇間通信采用60GHz毫米波多跳傳輸。60GHz頻段頻譜資源豐富，可用帶寬達7GHz?9GHz,簡單調制即可提供每秒4?6Gbps傳輸速率。另一方面,60GHz毫米波傳輸方向性強、處于氧吸收峰值附近，傳輸衰減快，這兩個特點使之在通信中可以獲得較高的空間復用率。基于60GHz毫米波的多簇多跳無線通信系統(tǒng)，具有較高的簇間速率和空間復用率，從根本上解決大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡簇間瓶頸問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，簇內為傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡，簇間通信采用60GHz毫米波多跳傳輸，從根本上解決大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡簇間通信帶寬瓶頸問題。
[0005]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括簇頭節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點和毫米波路由節(jié)點以及數(shù)據(jù)中心，一個所述簇頭節(jié)點與若干個所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成一個簇，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集數(shù)據(jù)傳送給所述簇頭節(jié)點，所述簇頭節(jié)點通過所述簇將數(shù)據(jù)收集后傳輸?shù)剿龊撩撞酚晒?jié)點后向所述數(shù)據(jù)中心匯聚數(shù)據(jù)。
[0007]進一步的，所述數(shù)據(jù)節(jié)點采集數(shù)據(jù)是以無線方式單跳或者多跳傳送給所述簇頭節(jié)點的。
[0008]進一步的，所述數(shù)據(jù)節(jié)點包括MC13213最小系統(tǒng)，所述MC13213最小系統(tǒng)與調理電路連接，所述MC13213最小系統(tǒng)與天線電路相連接，所述MC13213最小系統(tǒng)還與電源電路相連接；且所述數(shù)據(jù)節(jié)點采用紐扣電池供電。
[0009]進一步的,所述族頭節(jié)點包括暈米波射頻如端，時鐘電路，中頻/[目號處理電路，基帶處理及控制電路和ZigBee通信電路，所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接，還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接，所述基帶處理及控制電路與所述ZigBee通信電路連接。
[0010]進一步的，所述毫米波路由節(jié)點包括毫米波射頻前端，時鐘電路，中頻信號處理電路和基帶處理及控制電路，所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接，還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接。
[0011]優(yōu)選的，所述毫米波射頻前端為低功耗單片60GHz的歷1?^乂1?，且了11+、了11-和TxQ+、TxQ-為中頻信號輸入通道，接收中頻信號；RxI+ ,Rx1-和RxQ+、RxQ-為毫米波中頻信號IQ輸出通道，向中頻處理電路輸入中頻信號；所述中頻信號處理電路包括混合信號前端芯片AD9862、上變頻芯片AD6622和下變頻芯片AD6620 ;所述基帶處理及控制電路采用MCF52233，處理基帶信號。
[0012]本實用新型的有益效果:
[0013]本實用新型設計了一種基于60GHz毫米波的多跳簇式無線通信系統(tǒng)，簇內通信采用傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡，簇間通信采用60GHz毫米波多跳傳輸。從根本上解決大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡簇間通信帶寬瓶頸問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)組成結構；
[0015]圖2是本實用新型的數(shù)據(jù)采集節(jié)點結構示意圖；
[0016]圖3是本實用新型的簇頭節(jié)點結構示意圖；
[0017]圖4是本實用新型的毫米波路由節(jié)點結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0019]參照圖1所示，一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括簇頭節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點和毫米波路由節(jié)點以及數(shù)據(jù)中心，一個所述簇頭節(jié)點與若干個所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成一個簇，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集數(shù)據(jù)傳送給所述簇頭節(jié)點，所述簇頭節(jié)點通過所述簇將數(shù)據(jù)收集后傳輸?shù)剿龊撩撞酚晒?jié)點后向所述數(shù)據(jù)中心匯聚數(shù)據(jù)。
[0020]進一步的，所述數(shù)據(jù)節(jié)點采集數(shù)據(jù)是以無線方式單跳或者多跳傳送給所述簇頭節(jié)點的。
[0021]進一步的，如圖2所示，所述數(shù)據(jù)節(jié)點包括MC13213最小系統(tǒng)，所述MC13213最小系統(tǒng)與調理電路連接，所述MC13213最小系統(tǒng)與天線電路相連接，所述MC13213最小系統(tǒng)還與電源電路相連接；且所述數(shù)據(jù)節(jié)點采用紐扣電池供電。
[0022]進一步的，如圖3所示，所述簇頭節(jié)點包括毫米波射頻前端，時鐘電路，中頻信號處理電路，基帶處理及控制電路和ZigBee通信電路，所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接，還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接，所述基帶處理及控制電路與所述ZigBee通信電路連接。
[0023]進一步的,如圖4所示,所述毫米波路由節(jié)點包括毫米波射頻前端，時鐘電路，中頻信號處理電路和基帶處理及控制電路，所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接，還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接。
[0024]優(yōu)選的，所述毫米波射頻前端為低功耗單片60GHz的MKR-V-TXRX，且Txl+、Tx1-和TxQ+、TxQ-為中頻信號輸入通道，接收中頻信號；RxI+ ,Rx1-和RxQ+、RxQ-為毫米波中頻信號IQ輸出通道，向中頻處理電路輸入中頻信號；所述中頻信號處理電路包括混合信號前端芯片AD9862、上變頻芯片AD6622和下變頻芯片AD6620 ;所述基帶處理及控制電路采用MCF52233，處理基帶信號。
[0025]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括簇頭節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點和毫米波路由節(jié)點以及數(shù)據(jù)中心，其特征在于，一個所述簇頭節(jié)點與若干個所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成一個簇，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集數(shù)據(jù)傳送給所述簇頭節(jié)點，所述簇頭節(jié)點通過所述簇將數(shù)據(jù)收集后傳輸?shù)剿龊撩撞酚晒?jié)點后向所述數(shù)據(jù)中心匯聚數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)節(jié)點采集數(shù)據(jù)是以無線方式單跳或者多跳傳送給所述簇頭節(jié)點的。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)節(jié)點包括MC13213最小系統(tǒng)，所述MC13213最小系統(tǒng)與調理電路連接，所述MC13213最小系統(tǒng)與天線電路相連接，所述MC13213最小系統(tǒng)還與電源電路相連接；且所述數(shù)據(jù)節(jié)點采用紐扣電池供電。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述簇頭節(jié)點包括毫米波射頻前端，時鐘電路，中頻信號處理電路，基帶處理及控制電路和ZigBee通信電路,所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接,還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接，所述基帶處理及控制電路與所述ZigBee通信電路連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述毫米波路由節(jié)點包括毫米波射頻前端，時鐘電路，中頻信號處理電路和基帶處理及控制電路，所述毫米波射頻前端與中頻信號處理電路連接，還與所述時鐘電路連接，所述中頻信號處理電路與所述基帶處理及控制電路連接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的基于毫米波的多跳簇式無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，所述毫米波射頻前端為低功耗單片60GHz的MKR-V-TXRX，且Txl+、Tx1-和TxQ+、TxQ-為中頻信號輸入通道，接收中頻信號；RxI+ > Rx1-和RxQ+、RxQ-為毫米波中頻信號IQ輸出通道，向中頻處理電路輸入中頻信號；所述中頻信號處理電路包括混合信號前端芯片AD9862、上變頻芯片AD6622和下變頻芯片AD6620 ;所述基帶處理及控制電路采用MCF52233，處理基帶信號。
【文檔編號】H04W84/18GK203933960SQ201420327526
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權日:2014年6月19日
【發(fā)明者】許洪華 申請人:蘇州科技學院