专利名称：M2m通信装置的制作方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种实现工业设备之间实现数据通信的M2M
通f曰装直ο
背景技术：
M2M(Machine to Machine)是指工业设备中机器对机器之间的连接与通信关系， M2M通信装置是实现这种通信关系的设备。M2M通信装置的通信连接可分为“有线”和“无 线”两种方式。现有的M2M通信装置，由于其本身架构的设计，它只能应用于有线和低速率的无 线通信网络，如有线的以太通信网和无线的蓝牙通信网络。应用于有线通信网络时，需要敷 设专门的线缆，基础网络工程量大，成本较高。应用于无线通信网络时，由于远程无线网络 带宽不足，限制了视音频、图像等大流量通信数据信息的承载。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的M2M通信装置只能应用于有线和低速率的无线 通信网络的不足，提出了一种可以应用于3G通信网络(如CDMA2000、TD-SCDMA和W⑶MA通 信网络)的M2M通信装置。为了实现上述目的，本发明提出了一种技术方案M2M通信装置，包括基带处理单 元、电源单元、存储单元、用户识别单元、调试接口单元和时钟单元，其特征在于，还包括USB 接口单元和双天线射频单元，所述电源单元的输入端和USB接口单元连接以接收其电源供 电，输出端与基带处理单元、存储单元、用户识别单元和调试接口单元电气连接并为其供 电，所述时钟单元与基带处理单元和双天线射频单元连接并为其提供工作时钟，所述基带 处理单元与存储单元、用户识别单元、调试接口单元和USB接口单元和双天线射频单元连 接以实现双向通信；所述双天线射频单元包括一个射频收发器、四个表面滤波器、两个低噪 声放大器、一个功率放大器、一个用于单向接收的分集天线、一个用于双向收发的双工器和 主天线，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个功率放大器、一个双工器和主天线连 接组成了双天线射频单元的主发送通信线路，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一 个低噪声放大器、上述主发送通信线路的双工器和主天线连接组成了双天线射频单元的主 接收通信线路，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个低噪声放大器、一个表面滤波 器和分集天线组成了双天线射频单元的辅助接收通信线路；USB接口单元与外部的主控设 备连接实现主控设备对M2M通信装置的数据通信和电气供电。本发明的有益效果是由于本发明是可以应用于3G通信网络的M2M通信装置，并 且采用USB接口作为本装置与外部主控设备的数据通信和电气供电的接口，因此，本发明 可以实现高速的数据传输和数据通信，因此可以拓宽主控设备提供的视音频、图像等业务 信息的承载，有利于金融、交通、气象、电力、水利、石油、煤矿、工控、零售、医疗、公共事业管 理等各个行业的市场和技术更新。
图1是本发明的电路结构原理示意图。图2是本发明的软件工作的整体流程图。图3是本发明拨号上网过程的流程图。
具体实施例方式下面通过具体的实施例和附图对本发明做进一步的说明。如图1所示，M2M通信装置，包括基带处理单元、电源单元、存储单元、用户识别单 元、调试接口单元、时钟单元、USB接口单元和双天线射频单元。电源单元的输入端和USB 接口单元连接以接收其电源供电，输出端与基带处理单元、存储单元、用户识别单元和调试 接口单元电气连接并为其供电。所述时钟单元与基带处理单元和双天线射频单元连接并为 其提供工作时钟。所述基带处理单元与存储单元、用户识别单元、调试接口单元和USB接口 单元和双天线射频单元连接以实现双向通信。所述双天线射频单元包括一个射频收发器 (RFTransceiver)、四个表面滤波器(SAW，surface acoustic wave f ilter)、两个低噪声放 大器(LNA, lower noise amplify)、一个功率放大器(PA，poweramplify)、一个用于单向接 收的分集天线、一个用于双向收发的双工器(duplexer)和主天线，所述射频收发器依次与 一个表面滤波器、一个功率放大器、一个双工器和主天线连接组成了双天线射频单元的主 发送通信线路，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个低噪声放大器、上述主发送通 信线路的双工器和主天线连接组成了双天线射频单元的主接收通信线路，所述射频收发器 依次与一个表面滤波器、一个低噪声放大器、一个表面滤波器和分集天线组成了双天线射 频单元的辅助接收通信线路。USB接口单元与外部的主控设备连接实现主控设备对M2M通 信装置的数据通信和电气供电。本实施例中双天线射频单元以射频收发器为核心，基带处理器单元通过 SPKserial peripheral interface)接口控制射频收发器，射频收发器支持主接收和分集 接收两种模式，通过表面滤波器连接低噪声放大器接收射频信号；功率放大器增益典型值 为28dB，工作频率范围为824-849MHZ，电压驻波比小于3 1 ；低噪声放大器由射频芯片控 制，主天线和分集天线之间的平均增益小于6dB，分集天线包络系数小于0. 5。存储单元采 用NOR Flash and PSRAM 二合一芯片，NOR Flash用于操作系统和文件系统的存储器使用， PSRAM是运行实时操作系统Nucleus内核和相关程序数据缓存空间。用户识别单元可以采 用UIM卡或者SIM卡，该单元是M2M通信装置的鉴权与身份识别部分。调试接口单元可以 采用UART或JTAG接口，用于M2M通信装置的调试使用。USB接口单元采用USB2. 0接口。M2M通信装置与外部的主控设备之间采用USB2. 0实现数据交互。本实施例中的M2M通信装置的软件系统采用Nucleus PLUS嵌入式操作系统，在该 系统中实现的软件层次可分为3层1.下层主要涉及硬件层的直接操作以及各种协议栈的实现。2.中层把该层划分成很多功能模块，每个功能模块在嵌入式操作系统中对应一 个任务以实现特定的功能，各个功能模块间通过嵌入式操作系统的消息事件机制协同工 作，可以把该层称作“驱动层”。
3.上层这一层可以称作用户接口层，把该层也实现为一个任务，它调用“驱动 层”的各个功能模块完成特定的功能。如图2所示，描述了 M2M通信装置的软件工作的整体流程，M2M通信装置上电后 系统初始化各个硬件、任务模块、存储器以及各种协议栈，然后接收主控设备发送过来的命 令，M2M通信装置响应并处理这些命令。如图3所示，描述了 M2M通信装置拨号上网的过程。由于M2M通信装置和主控设 备间采用USB2.0接口进行通信，USB设备(M2M通信装置)上电后系统初始化各个硬件、任 务模块、存储器以及各种协议栈，主控设备检测到系统中有USB设备插入后，USB设备就会 发送各种命令请求和设备模块的USB配置信息，USB设备初始化USB协议栈时设置这些信 息，在主控设备发送请求时返回给主控设备。主控设备会根据这些信息为USB设备找到合 适的驱动程序，驱动程序顺利加载后，主控设备就会用拨号应用程序通过该驱动拨号。拨号 其实就是向USB设备发送各种配置命令以及拨号命令，USB设备收到这些数据后把数据转 发给合适的任务来处理，并且把命令执行结果返回给主控设备，拨号的最后一步是模块验 证主控设备发送过来的用户名和密码是否正确，如果正确，就顺利和服务器端建立通信，否 贝U，会返回错误信息给主机，继续等待主控设备拨号命令。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的 普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各 种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
权利要求
一种M2M通信装置，包括基带处理单元、电源单元、存储单元、用户识别单元、调试接口单元和时钟单元，其特征在于，还包括USB接口单元和双天线射频单元，所述电源单元的输入端和USB接口单元连接以接收其电源供电，输出端与基带处理单元、存储单元、用户识别单元和调试接口单元电气连接并为其供电，所述时钟单元与基带处理单元和双天线射频单元连接并为其提供工作时钟，所述基带处理单元与存储单元、用户识别单元、调试接口单元和USB接口单元和双天线射频单元连接以实现双向通信；所述双天线射频单元包括一个射频收发器、四个表面滤波器、两个低噪声放大器、一个功率放大器、一个用于单向接收的分集天线、一个用于双向收发的双工器和主天线，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个功率放大器、一个双工器和主天线连接组成了双天线射频单元的主发送通信线路，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个低噪声放大器、上述主发送通信线路的双工器和主天线连接组成了双天线射频单元的主接收通信线路，所述射频收发器依次与一个表面滤波器、一个低噪声放大器、一个表面滤波器和分集天线组成了双天线射频单元的辅助接收通信线路；USB接口单元与外部的主控设备连接实现主控设备对M2M通信装置的数据通信和电气供电。
全文摘要
本发明涉及一种M2M通信装置，包括基带处理单元、电源单元、存储单元、用户识别单元、调试接口单元、时钟单元、USB接口单元和双天线射频单元，所述电源单元的输入端和USB接口单元连接以接收其电源供电，输出端与基带处理单元、存储单元、用户识别单元和调试接口单元电气连接并为其供电，所述时钟单元与基带处理单元和双天线射频单元连接并为其提供工作时钟，所述基带处理单元与存储单元、用户识别单元、调试接口单元和USB接口单元和双天线射频单元连接以实现双向通信。本发明的有益效果是可以实现高速的数据传输和数据通信，因此可以拓宽主控设备提供的视音频、图像等业务信息的承载。
文档编号H04B1/38GK101834623SQ20101016251
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者张加坤, 邢保振 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司