数据传输方法、无线发射装置及无线接收装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据传输方法、无线发射装置及无线接收装置，属于数据传输领域。所述方法包括：获取传感器测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。本发明通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
【专利说明】数据传输方法、无线发射装置及无线接收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输领域，特别涉及一种数据传输方法、无线发射装置及无线接收装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和进步，人们在越来越多的场景中应用在线监测技术实现采集量的获取。例如，集装箱、冷藏车、医药箱、冰柜、大型冻库等的温度监测，煤气表、水表的远程抄表，农业大棚内光照、土壤值、土壤(?浓度及温湿度监测，电力高压开关柜内温度、电流和电压的监测。
[0003]为了获取这些采集量，通常是在被监测场景中安装相应的传感器，然后将传感器获得的采集量输出到上位机。但在很多场景中，由于受环境或成本限制，可能不方便进行布线。因此在这些环境，只能通过采用21^66或射频(英文:此也0 1^6(111611(37，简称处')等无线方式来实现数据(采集量)传输。
[0004]在采用无线方式进行数据传输时，在被监测场景中安装无线发射装置，在远端安装无线接收装置，无线发射装置依靠电池作为电源。
[0005]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0006]21^66或即等无线传输方式传输距离有限，影响在线监测技术的应用。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种数据传输方法、无线发射装置及无线接收装置。所述技术方案如下:
[0008]一方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，适用于无线发射装置，所述方法包括:
[0009]获取传感器测得的监测数据；
[0010]采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；
[0011]将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
[0012]在本发明实施例的一种实现方式中，所述将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，包括:
[0013]周期性地检测电磁波，检测所述电磁波的时间间隔为第一时间长度；
[0014]若检测到有所述无线接收装置发射的电磁波，则接收所述电磁波传输的指令消息，所述指令消息包括填充字段和查询字段，所述查询字段用于请求所述无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给所述无线接收装置，所述填充字段用于使所述指令消息发送所用时长等于或者大于所述第一时间长度；
[0015]将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
[0016]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，包括:
[0017]采用实时最低功率将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述实时最低功率是所述无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及所述无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度/发射功率=最低无线信号强度/实时最低功率。
[0018]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述方法还包括:
[0019]周期性地将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，发送所述监测数据的周期为第二时间长度，所述第二时间长度大于所述第一时间长度；或者，
[0020]当产生唤醒信号时，将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述唤醒信号是比较所述传感器输出的所述监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且所述监测数据的值超出所述预设的阈值范围时产生的。
[0021]另一方面，本发明实施例还提供了一种数据传输方法，适用于无线接收装置，所述方法包括:
[0022]接收无线发射装置发送的数据；
[0023]采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
[0024]另一方面，本发明实施例还提供了一种无线发射装置，所述装置包括:
[0025]传感器；
[0026]收发器，用于与无线接收装置通信；
[0027]处理器，用于获取所述传感器测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
[0028]在本发明实施例的一种实现方式中，所述处理器，用于通过所述收发器周期性地检测电磁波，检测所述电磁波的时间间隔为第一时间长度；
[0029]所述处理器，还用于当检测到有所述无线接收装置发射的电磁波时，通过所述收发器接收所述电磁波传输的指令消息，所述指令消息包括填充字段和查询字段，所述查询字段用于请求所述无线发射装置将所述传感器测得的监测数据发送给所述无线接收装置，所述填充字段用于使所述指令消息发送所用时长等于或者大于所述第一时间长度；
[0030]通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
[0031]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述收发器，
[0032]用于采用实时最低功率将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述实时最低功率是所述无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及所述无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度/发射功率=最低无线信号强度/实时最低功率。
[0033]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理器，还用于周期性地通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，发送所述监测数据的周期为第二时间长度，所述第二时间长度大于所述第一时间长度；或者，
[0034]当产生唤醒信号时，通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述唤醒信号是比较所述传感器输出的所述监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且所述监测数据的值超出所述预设的阈值范围时产生的。
[0035]另一方面，本发明实施例还提供了一种无线接收装置，所述装置包括:
[0036]收发器，用于与无线发射装置通信；
[0037]处理器，用于通过所述收发器接收无线发射装置发送的数据；
[0038]采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
[0039]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0040]通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1是本发明实施例提供的应用场景图；
[0043]图2是本发明实施例一提供的数据传输方法流程图；
[0044]图3是本发明实施例二提供的数据传输方法流程图；
[0045]图4是本发明实施例三提供的数据传输方法流程图；
[0046]图5是本发明实施例四提供的无线发射装置的结构示意图；
[0047]图6是本发明实施例五提供的无线发射装置的结构示意图；
[0048]图7是本发明实施例六提供的无线发射装置的结构示意图；
[0049]图8是本发明实施例七提供的无线接收装置的结构示意图；
[0050]图9是本发明实施例八提供的无线接收装置的结构示意图；。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0052]为了便于实施例的描述，下面先简单介绍一下本发明实施例的应用场景。参见图1，该场景包括无线发射装置10、无线接收装置20、本地机30及服务器40，其中无线发射装置10和无线接收装置20通过无线传输方式连接，无线接收装置20既可以通过本地机30与服务器40有线连接，无线接收装置20也可以直接与服务器40无线连接，其中无线发射装置10内设有传感器。具体方案见下述实施例。
[0053]实施例一
[0054]本发明实施例提供了一种数据传输方法，参见图2，该方法可以由无线发射装置执行，该方法包括:
[0055]步骤101:获取传感器测得的监测数据。
[0056]步骤102:采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码。
[0057]具体地，步骤102中既可先对监测数据进行扩频正交编码，然后对扩频正交编码后的监测数据进行冗余编码；也可以先对监测数据进行冗余编码，然后对冗余编码后的监测数据进行扩频正交编码。
[0058]具体地，步骤102包括以下过程:先将监测数据调制成数字信号；然后对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制以展宽信号的频谱。然后在后续步骤中，再将展宽后的信号调制成射频信号发送出去。而在无线接收装置一侧收到射频信号后，先变频至中频，然后由预定的与无线发射装置一侧相同的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率去解扩，再经解调即可恢复成原始的监测数据输出。
[0059]其中，对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制，包括:
[0060]将原始扩频序列按扩频因子进行扩频，扩频序列算法包括原始扩频序列；
[0061]将扩频后的序列与数字信号(基带信号)相乘，得到伪随机码序列；
[0062]采用上述冗余编码率对伪随机码序列进行冗余编码，得到编码调制信号。
[0063]也即是说，编码调制包括扩频正交编码和冗余编码两个部分，下面就对扩频正交编码和冗余编码进行详细说明:
[0064]扩频正交编码的本质是一种(队一编码，即0位信息码(监测数据)由长为~的伪随机码来代表。1位信息码有1 = 201个状态，统称为1进制扩频系统，I进制扩频系统需要I条长为?的相互正交的伪随机码0,, 1 = 0, 1, 2，3，……，1-1来代表爪位信息码的I个状态，1条长为~的伪随机码与III位信息码的1个状态是一一对应关系。在实际实现过程中，将扩频序列与基带信号(数字信号)相乘(即做模二加运算)得到长为~的伪随机码，基带信号扩频之后带宽得到了增加，传输距离更远。
[0065]扩频序列可以由预定的扩频因子和扩频序列算法计算得到。其中扩频序列算法中需要定义原始扩频序列。例如，当前的扩频因子为6，原始扩频序列为1111，则将原始扩频序列按扩频因子每1比特扩展为64比特，然后与基带信号相乘，输出最终的长为~的伪随机码。
[0066]冗余编码实际上是对输入的数据进行编码率处理，例如冗余编码率为4/6即输入4个码时输出6个码。冗余编码率越大，效率越高。当信道质量比较差的时候，需要增加更多的冗余信息来保证无线接收装置能够正确解调信号，更多的冗余信息意味着低的编码率，最低是1个码需要增加1个冗余码，即4/5编码。当信道质量好的时候，需要很少的冗余校验位就能解调，就可以提高编码率了。系统可以根据信道的变化选择合适的编码率，这样可以使得信道质量好的用户获得更高的速率，提高通信的稳定性。冗余编码通过选择合适的编码率，增加冗余信息，例如将1101编码为11101111，增强了信道的通信可靠性，使得传输距离更远。
[0067]扩频正交编码和冗余编码处理机制的核心思想为，通过施加这些编码处理机制，降低射频实际通信速率，从而大幅提升无线传输距离。
[0068]在传统的处'射频技术，多采用高斯频移键控(英文^1-6^1161107 8111^1(671118，简称频移键控(英文1(671118，简称以及二进制启闭键控(英文:011-0打1(671118，简称:001()等方式调制，接收灵敏度最高为-122(18%相邻信道抑制比小于32(18，基于10碰峰值射频发射功率时，空旷传输距离达到700?800111。
[0069]而同时进行扩频正交编码和冗余编码后，可使得射频的接收灵敏度达到-148(18111，相邻信道抑制比达到69(18，基于1001峰值射频发送功率时，空旷传输距离达到3匕。可见，进行扩频正交编码和冗余编码后虽然通信速率有部分牺牲，但射频通信距离和抗干扰能力均大幅提升，这些参数决定了它可实现复杂环境下的小数据量远距离无线数据传输，特别适合于某些复杂场所内的采集量(监测数据)监测及传输，例如:封闭物体内部(集装箱，冷藏车，医药箱，冰柜，大型冷库)的温湿度监测及传输；密集小区家庭内部的温湿度；煤气表、水表的远程抄表；农业大棚内光照、土壤四值、温湿度、土壤(1)2浓度等的监测及远程传输；电力高压开关柜内温度、电流、电压的在线监测及传输等。
[0070]步骤103:将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0071]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0072]实施例二
[0073]本发明实施例提供了一种数据传输方法，参见图3，该方法可以由无线发射装置执行，该方法包括:
[0074]步骤201:获取传感器测得的监测数据。
[0075]进一步地，该方法还可以包括:
[0076]在获取传感器测得的监测数据前，无线发射装置自动检测和分析传感器的类型，进行接口切换，使传感器与对应的检测电路连接。从而实现不同的传感器与不同的检测电路连接，以完成监测数据的获取。具体地，无线发射装置自动检测和分析传感器的类型包括:在无线发射装置上电初始化时，通过无线发射装置内的微控制单元(英文00111:1-01 1)1111:，简称:101)控制电子开关切换传感器所连电路，通过相应的检测机制来通知
当前传感器为何种接口。例如，控制电子开关将传感器与一小电阻进行串联，同时在小电阻两端测量压降，如压降较小，则基本可以判断传感器为4?20-电流环接口传感器；反之，如压降较大，则可初步判断传感器为电压接口传感器或旧485接口传感器，其中，当检测电压达到〖V时，可认为传感器是83485接口传感器，否则可认为传感器是电压接口传感器。检测出了相应的传感器类型后，再进行相应的检测电路切换，使得可通过正确的接口与传感器进行连接。
[0077]通过该技术方案的应用，使得无线发射装置可兼容市场上多种主流接口传感器，以实现不同种类的监测数据采集。
[0078]步骤202:采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码。
[0079]具体地，步骤202中既可先对监测数据进行扩频正交编码，然后对扩频正交编码后的监测数据进行冗余编码；也可以先对监测数据进行冗余编码，然后对冗余编码后的监测数据进行扩频正交编码。
[0080]其中，具体地，步骤202包括以下过程:先将监测数据调制成数字信号；然后对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制以展宽信号的频谱。然后在后续步骤中，再将展宽后的信号调制成射频信号发送出去。而在无线接收装置一侧收到射频信号后，先变频至中频，然后由预定的与无线发射装置一侧相同的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率去解扩，再经解调即可恢复成原始的监测数据输出。
[0081]其中，对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制，包括:
[0082]将原始扩频序列按扩频因子进行扩频，扩频序列算法包括原始扩频序列；
[0083]将扩频后的序列与数字信号(基带信号)相乘，得到伪随机码序列；
[0084]采用上述冗余编码率对伪随机码序列进行冗余编码，得到编码调制信号。
[0085]也即是说，编码调制包括扩频正交编码和冗余编码两个部分，下面就对扩频正交编码和冗余编码进行详细说明:
[0086]扩频正交编码的本质是一种(队一编码，即0位信息码(监测数据)由长为~的伪随机码来代表。1位信息码有1 = 201个状态，统称为1进制扩频系统，I进制扩频系统需要I条长为?的相互正交的伪随机码0,, 1 = 0, 1, 2，3，……，1-1来代表爪位信息码的I个状态，1条长为~的伪随机码与III位信息码的1个状态是一一对应关系。在实际实现过程中，将扩频序列与基带信号(数字信号)相乘(即做模二加运算)得到长为~的伪随机码，基带信号扩频之后带宽得到了增加，传输距离更远。
[0087]扩频序列可以由预定的扩频因子和扩频序列算法计算得到。其中扩频序列算法中需要定义原始扩频序列。例如，当前的扩频因子为6，原始扩频序列为1111，则将原始扩频序列按扩频因子每1比特扩展为64比特，然后与基带信号相乘，输出最终的长为~的伪随机码。
[0088]冗余编码实际上是对输入的数据进行编码率处理，例如冗余编码率为4/6即输入4个码时输出6个码。冗余编码率越大，效率越高。当信道质量比较差的时候，需要增加更多的冗余信息来保证无线接收装置能够正确解调信号，更多的冗余信息意味着低的编码率，最低是1个码需要增加1个冗余码，即4/5编码。当信道质量好的时候，需要很少的冗余校验位就能解调，就可以提高编码率了。系统可以根据信道的变化选择合适的编码率，这样可以使得信道质量好的用户获得更高的速率，提高通信的稳定性。冗余编码通过选择合适的编码率，增加冗余信息，例如将1101编码为11101111，增强了信道的通信可靠性，使得传输距离更远。
[0089]在传统的即射频技术，多采用即部、以及001(方式调制，接收灵敏度最高为-122(18111，相邻信道抑制比小于32(18，基于1001峰值射频发射功率时，空旷传输距离达到700 ?8001X1。
[0090]而同时进行扩频正交编码和冗余编码后，可使得射频的接收灵敏度达到-148(18111，相邻信道抑制比达到69(18，基于1001峰值射频发送功率时，空旷传输距离达到3匕。可见，进行扩频正交编码和冗余编码后虽然通信速率有部分牺牲，但射频通信距离和抗干扰能力均大幅提升，这些参数决定了它可实现复杂环境下的小数据量远距离无线数据传输，特别适合于某些复杂场所内的采集量(监测数据)监测及传输，例如:封闭物体内部(集装箱，冷藏车，医药箱，冰柜，大型冷库)的温湿度监测及传输；密集小区家庭内部的温湿度；煤气表、水表的远程抄表；农业大棚内光照、土壤四值、温湿度、土壤(1)2浓度等的监测及远程传输；电力高压开关柜内温度、电流、电压的在线监测及传输等。
[0091]步骤203:采用实时最低功率将编码后的监测数据发送给无线接收装置，实时最低功率是无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度丨发射功率=最低无线信号强度丨实时最低功率。
[0092]其中，最低无线信号强度是指无线发射装置发送信息所需要的最低的信号强度，该最低无线信号强度可以是根据大量模拟测试之后得出的有效值。
[0093]在一般的监测数据采集场景中，无线发射装置的位置虽然固定，但是无线接收装置的位置是不固定的，甚至是处在移动中(如设置在监测车辆中)的，因此无线发射装置与无线接收装置的间的距离其实是未知的，所以可以通过在发送前一帧编码后的监测数据时，根据实际无线信号强度和发射功率计算出距离，然后采用距离和最低无线信号强度计算出发送监测数据所需实时最低功率，在下一帧编码后的监测数据的发送中采用该实时最低功率进行发送，从而可以降低无线发射装置的功耗，使得设备的工作状态下的平均电流〈10“，单颗电池可保证无线发射装置工作大于3年。
[0094]其中，当在每次发送监测数据时，第一帧编码后的监测数据既可采用系统预设的功率发送，也可以采用前一次发送时根据最后一帧算出的实时最低功率发送。其中，预设的功率是根据实际场景事先设定的缺省功率。
[0095]在本实施例中，步骤203中将编码后的监测数据发送给无线接收装置可以采用以下方式实现:
[0096]步骤一、周期性地检测电磁波，以确认无线接收装置当前是否在发送指令消息，检测电磁波的时间间隔为第一时间长度。
[0097]其中，检测电磁波的时间间隔可以根据实际需要进行设置，例如设置为63。
[0098]在检测电磁波时，可以根据预定的空闲序列码确定无线接收装置当前是否在发送指令消息，例如当接收到的电磁波中携带有0X1^？时，确认该电磁波是无线接收装置发送的。
[0099]步骤二、若检测到有无线接收装置发射的电磁波，则接收电磁波传输的指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于第一时间长度。
[0100]通常情况下，如果想实现双向无线通信，则需要无线发射装置和无线接收装置同时处于无线接收状态，当有数据需要发送时即切换到射频发送状态，但是当无线发射装置和无线接收装置处于无线接收状态时电流较大，功耗较高。对于无线接收装置而言，由于其可以采用外接电源供电，不需要担心功耗高的问题，但是对于无线发射装置而言，由于是采用电池供电，所以需要减少其处于无线接收状态的时间，以减小功耗。
[0101〕因此，在本实施例中，无线发射装置采用周期性地方式检测电磁波，以进行指令消息的接收，从而减少了处于无线接收状态的时间，降低了功耗。
[0102]另外，无线接收装置发送的指令消息由填充字段和查询字段组成，其中填充字段有两个作用:其一是，由于查询字段太短可能只有几个比特，如果单单发送查询字段，容易造成指令消息的丢失；其二是，由于无线发射装置是周期性进行指令消息的接收，如果指令消息过短，可能会造成指令消息没法被无线发射装置接收到(如发送指令消息的时间处于无线发射装置两次检测之间)，而通过填充字段可以增加指令消息发送需要的时长，当该时长等于或大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔时，发送该指令消息的电磁波肯定会被无线发射装置监测到，则无线接收装置发送的指令消息肯定会被接收到，且由于无线接收装置是采用的外接电源，因此完全不必考虑功耗的问题。
[0103]其中，填充字段可用无意义的比特段填充，如一连串的0 ；而查询字段可以用4位比特表示，如1010。
[0104]在其他实施例中，指令消息还可以由填充字段和设定字段组成，设定字段用于修改无线发射装置上的参数，如第一时间长度等。
[0105]步骤三、将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0106]另外，在发送监测数据时还可以将该监测数据存储起来，在极端状况下，如若由于干扰或无线接收装置异常掉电导致单次数据发送失败，无线发射装置会在通信链路恢复时，将存储的监测数据重新发送给无线接收装置，或者从失败位置开始处进行断点续传，以充分保证整个监测数据传输的可靠性。
[0107]为了减少上述重传的情况发送，该方法还可以包括:在监测数据发送前采用扫频监听方式监听通信信道，如有相同频点干扰信号时，则自动跳频到相邻信道进行监测数据的发送。除此之外，同时软件上也采用了防碰撞自动规避算法，使得通信链路能保持稳定可靠，以保证整个监测数据传输的可靠性。
[0108]进一步地，除了当接收到无线接收装置发送的指令消息时，进行监测数据的发送夕卜，该方法还可以包括:周期性地将编码后的监测数据发送给无线接收装置，发送监测数据的周期为第二时间长度，第二时间长度大于第一时间长度；或者，
[0109]当产生唤醒信号时，将编码后的监测数据发送给无线接收装置，唤醒信号是比较传感器输出的监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且监测数据的值超出预设的阈值范围时产生的。如，监测数据中温度为80度，而设置的阈值范围为不超过70度，则此时会产生唤醒信号，从而将该监测数据发送至无线接收装置。
[0110]其中，第二时间长度也可以根据实际场景设置，例如30分钟或一个小时。
[0111]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0112]实施例三
[0113]本发明实施例提供了一种数据传输方法，参见图4，该方法可以由无线接收装置执行，该方法包括:
[0114]步骤301:接收无线发射装置发送的数据。
[0115]无线接收装置还可以将接收到的监测数据通过通用分组无线服务技术(英文:661161-81 ？80^61: 1^8(110，简称:(--?等远距离传输方式发送给服务器。
[0116]由于即的传输距离限制，在距离过远时通过将监测数据发送给服务器，可使得服务器可以覆盖的区域足够大。
[0117]步骤302:采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
[0118]进一步地，该方法还可以包括:向无线发射装置发送指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔。
[0119]通常情况下，如果想实现双向无线通信，则需要无线发射装置和无线接收装置同时处于无线接收状态，当有数据需要发送时即切换到射频发送状态，但是当无线发射装置和无线接收装置处于无线接收状态时电流较大，功耗较高。对于无线接收装置而言，由于其可以采用外接电源供电，不需要担心功耗高的问题，但是对于无线发射装置而言，由于是采用电池供电，所以需要减少其处于无线接收状态的时间，以减小功耗。因此，在本实施例中，无线发射装置采用周期性地方式检测电磁波，以进行指令消息的接收，从而减少了处于无线接收状态的时间，降低了功耗。无线接收装置发送的指令消息由填充字段和查询字段组成，其中填充字段有两个作用:其一是，由于查询字段太短可能只有几个比特，如果单单发送查询字段，容易造成指令消息的丢失；其二是，由于无线发射装置是周期性进行指令消息的接收，如果指令消息过短，可能会造成指令消息没法被无线发射装置接收到(如发送指令消息的时间处于无线发射装置两次检测之间)，而通过填充字段可以增加指令消息发送需要的时长，当该时长等于或大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔时，发送该指令消息的电磁波肯定会被无线发射装置监测到，则无线接收装置发送的指令消息肯定会被接收到，且由于无线接收装置是采用的外接电源，因此完全不必考虑功耗的问题。
[0120]其中，填充字段可用无意义的比特段填充，如一连串的0 ；而查询字段可以用4位比特表示，如1010。
[0121]在其他实施例中，指令消息还可以由填充字段和设定字段组成，设定字段用于修改无线发射装置上的参数，如第一时间长度等。
[0122]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0123]实施例四
[0124]本发明实施例提供了一种无线发射装置，参见图5，该装置包括:
[0125]传感器401；
[0126]收发器402，用于与无线接收装置通信；
[0127]处理器403，用于获取传感器401测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；通过收发器402将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0128]具体地，处理器403既可先对监测数据进行扩频正交编码，然后对扩频正交编码后的监测数据进行冗余编码；也可以先对监测数据进行冗余编码，然后对冗余编码后的监测数据进行扩频正交编码。
[0129]其中，处理器403可以用于:先将监测数据调制成数字信号；然后对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制以展宽信号的频谱。然后在后续步骤中，再将展宽后的信号调制成射频信号发送出去。而在无线接收装置一侧收到射频信号后，先变频至中频，然后由预定的与无线发射装置一侧相同的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率去解扩，再经解调即可恢复成原始的监测数据输出。
[0130]其中，对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制，处理器403可以采用下述方式实现，即处理器403可用于:
[0131]将原始扩频序列按扩频因子进行扩频，扩频序列算法包括原始扩频序列；
[0132]将扩频后的序列与数字信号(基带信号)相乘，得到伪随机码序列；
[0133]采用上述冗余编码率对伪随机码序列进行冗余编码，得到编码调制信号。
[0134]也即是说，编码调制包括扩频正交编码和冗余编码两个部分，下面就对扩频正交编码和冗余编码进行详细说明:
[0135]扩频正交编码的本质是一种(队111)编码，即III位信息码(监测数据)由长为~的伪随机码来代表。1位信息码有1 = 201个状态，统称为1进制扩频系统，I进制扩频系统需要I条长为?的相互正交的伪随机码0,, 1 = 0, 1, 2，3，……，1-1来代表爪位信息码的I个状态，1条长为~的伪随机码与III位信息码的1个状态是一一对应关系。在实际实现过程中，将扩频序列与基带信号(数字信号)相乘(即做模二加运算)得到长为~的伪随机码，基带信号扩频之后带宽得到了增加，传输距离更远。
[0136]扩频序列可以由预定的扩频因子和扩频序列算法计算得到。其中扩频序列算法中需要定义原始扩频序列。例如，当前的扩频因子为6，原始扩频序列为1111，则将原始扩频序列按扩频因子每1比特扩展为64比特，然后与基带信号相乘，输出最终的长为~的伪随机码。
[0137]冗余编码实际上是对输入的数据进行编码率处理，例如冗余编码率为4/6即输入4个码时输出6个码。冗余编码率越大，效率越高。当信道质量比较差的时候，需要增加更多的冗余信息来保证无线接收装置能够正确解调信号，更多的冗余信息意味着低的编码率，最低是1个码需要增加1个冗余码，即4/5编码。当信道质量好的时候，需要很少的冗余校验位就能解调，就可以提高编码率了。系统可以根据信道的变化选择合适的编码率，这样可以使得信道质量好的用户获得更高的速率，提高通信的稳定性。冗余编码通过选择合适的编码率，增加冗余信息，例如将1101编码为11101111，增强了信道的通信可靠性，使得传输距离更远。
[0138]在传统的即射频技术，多采用即部、以及001(等方式调制，接收灵敏度最高为-122(18111，相邻信道抑制比小于32(18，基于1001峰值射频发射功率时，空旷传输距离达到700 ?8001X1。
[0139]而同时进行扩频正交编码和冗余编码后，可使得射频的接收灵敏度达到-148(18111，相邻信道抑制比达到69(18，基于1001峰值射频发送功率时，空旷传输距离达到3匕。可见，进行扩频正交编码和冗余编码后虽然通信速率有部分牺牲，但射频通信距离和抗干扰能力均大幅提升，这些参数决定了它可实现复杂环境下的小数据量远距离无线数据传输，特别适合于某些复杂场所内的采集量(监测数据)监测及传输，例如:封闭物体内部(集装箱，冷藏车，医药箱，冰柜，大型冷库)的温湿度监测及传输；密集小区家庭内部的温湿度；煤气表、水表的远程抄表；农业大棚内光照、土壤四值、温湿度、土壤(1)2浓度等的监测及远程传输；电力高压开关柜内温度、电流、电压的在线监测及传输等。
[0140]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0141]实施例五
[0142]本发明实施例提供了一种无线发射装置，参见图6，该装置包括:
[0143]传感器501；
[0144]收发器502，用于与无线接收装置通信；
[0145]处理器503，用于获取传感器501测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；通过收发器502将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0146]具体地，处理器503既可先对监测数据进行扩频正交编码，然后对扩频正交编码后的监测数据进行冗余编码；也可以先对监测数据进行冗余编码，然后对冗余编码后的监测数据进行扩频正交编码。
[0147]其中，处理器503可以用于:先将监测数据调制成数字信号；然后对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制以展宽信号的频谱。然后在后续步骤中，再将展宽后的信号调制成射频信号发送出去。而在无线接收装置一侧收到射频信号后，先变频至中频，然后由预定的与无线发射装置一侧相同的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率去解扩，再经解调即可恢复成原始的监测数据输出。
[0148]其中，对上述数字信号采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率进行编码调制，处理器503可以采用下述方式实现，即处理器503可用于:
[0149]将原始扩频序列按扩频因子进行扩频，扩频序列算法包括原始扩频序列；
[0150]将扩频后的序列与数字信号(基带信号)相乘，得到伪随机码序列；
[0151]采用上述冗余编码率对伪随机码序列进行冗余编码，得到编码调制信号。
[0152]也即是说，编码调制包括扩频正交编码和冗余编码两个部分，下面就对扩频正交编码和冗余编码进行详细说明:
[0153]扩频正交编码的本质是一种(队一编码，即0位信息码(监测数据)由长为~的伪随机码来代表。1位信息码有1 = 201个状态，统称为1进制扩频系统，I进制扩频系统需要I条长为?的相互正交的伪随机码0,, 1 = 0, 1, 2，3，……，1-1来代表爪位信息码的I个状态，1条长为~的伪随机码与III位信息码的1个状态是一一对应关系。在实际实现过程中，将扩频序列与基带信号(数字信号)相乘(即做模二加运算)得到长为~的伪随机码，基带信号扩频之后带宽得到了增加，传输距离更远。
[0154]扩频序列可以由预定的扩频因子和扩频序列算法计算得到。其中扩频序列算法中需要定义原始扩频序列。例如，当前的扩频因子为6，原始扩频序列为1111，则将原始扩频序列按扩频因子每1比特扩展为64比特，然后与基带信号相乘，输出最终的长为~的伪随机码。
[0155]冗余编码实际上是对输入的数据进行编码率处理，例如冗余编码率为4/6即输入4个码时输出6个码。冗余编码率越大，效率越高。当信道质量比较差的时候，需要增加更多的冗余信息来保证无线接收装置能够正确解调信号，更多的冗余信息意味着低的编码率，最低是1个码需要增加1个冗余码，即4/5编码。当信道质量好的时候，需要很少的冗余校验位就能解调，就可以提高编码率了。系统可以根据信道的变化选择合适的编码率，这样可以使得信道质量好的用户获得更高的速率，提高通信的稳定性。冗余编码通过选择合适的编码率，增加冗余信息，例如将1101编码为11101111，增强了信道的通信可靠性，使得传输距离更远。
[0156]在传统的即射频技术，多采用即部、以及001(等方式调制，接收灵敏度最高为-122(18111，相邻信道抑制比小于32(18，基于1001峰值射频发射功率时，空旷传输距离达到700 ?8001X1。
[0157]而同时进行扩频正交编码和冗余编码后，可使得射频的接收灵敏度达到-148(18111,相邻信道抑制比达到69(18，基于1001峰值射频发送功率时，空旷传输距离达到3匕。可见，进行扩频正交编码和冗余编码后虽然通信速率有部分牺牲，但射频通信距离和抗干扰能力均大幅提升，这些参数决定了它可实现复杂环境下的小数据量远距离无线数据传输，特别适合于某些复杂场所内的采集量(监测数据)监测及传输，例如:封闭物体内部(集装箱，冷藏车，医药箱，冰柜，大型冷库)的温湿度监测及传输；密集小区家庭内部的温湿度；煤气表、水表的远程抄表；农业大棚内光照、土壤四值、温湿度、土壤(1)2浓度等的监测及远程传输；电力高压开关柜内温度、电流、电压的在线监测及传输等。
[0158]在本实施例中，处理器503，可以用于通过收发器502周期性地检测电磁波，检测电磁波的时间间隔为第一时间长度；
[0159]当检测到有无线接收装置发射的电磁波时，接收电磁波传输的指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于第一时间长度；获取传感器测得的监测数据，并通过收发器502将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0160]其中，检测电磁波的时间间隔可以根据实际需要进行设置，例如设置为63。
[0161]在检测电磁波时，可以根据预定的空闲序列码确定无线接收装置当前是否在发送指令消息，例如当接收到的电磁波中携带有0X1^？时，确认该电磁波是无线接收装置发送的。
[0162]通常情况下，如果想实现双向无线通信，则需要无线发射装置和无线接收装置同时处于无线接收状态，当有数据需要发送时即切换到射频发送状态，但是当无线发射装置和无线接收装置处于无线接收状态时电流较大，功耗较高。对于无线接收装置而言，由于其可以采用外接电源供电，不需要担心功耗高的问题，但是对于无线发射装置而言，由于是采用电池供电，所以需要减少其处于无线接收状态的时间，以减小功耗。
[0163]因此，在本实施例中，无线发射装置采用周期性地方式检测电磁波，以进行指令消息的接收，从而减少了处于无线接收状态的时间，降低了功耗。
[0164]另外，无线接收装置发送的指令消息由填充字段和查询字段组成，其中填充字段有两个作用:其一是，由于查询字段太短可能只有几个比特，如果单单发送查询字段，容易造成指令消息的丢失；其二是，由于无线发射装置是周期性进行指令消息的接收，如果指令消息过短，可能会造成指令消息没法被无线发射装置接收到(如发送指令消息的时间处于无线发射装置两次检测之间)，而通过填充字段可以增加指令消息发送需要的时长，当该时长等于或大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔时，发送该指令消息的电磁波肯定会被无线发射装置监测到，则无线接收装置发送的指令消息肯定会被接收到，且由于无线接收装置是采用的外接电源，因此完全不必考虑功耗的问题。
[0165]其中，填充字段可用无意义的比特段填充，如一连串的0 ；而查询字段可以用4位比特表示，如1010。
[0166]在其他实施例中，指令消息还可以由填充字段和设定字段组成，设定字段用于修改无线发射装置上的参数，如第一时间长度等。
[0167]处理器503在获取传感器测得的监测数据时，可自动检测和分析传感器的类型，进行接口切换，从而实现不同的传感器与不同的检测电路连接，以完成监测数据的获取。具体地，处理器503可以采用1⑶实现，即在无线发射装置上电初始化时，通过无线发射装置内的控制电子开关切换传感器所连电路，通过相应的检测机制来通知当前传感器为何种接口。例如，控制电子开关将传感器与一小电阻进行串联，同时在小电阻两端测量压降，如压降较小，则基本可以判断传感器为4?20-电流环接口传感器；反之，如压降较大，则可初步判断传感器为电压接口传感器或旧485接口传感器，其中，当检测电压达到5乂时，可认为传感器是83485接口传感器，否则可认为传感器是电压接口传感器。检测出了相应的传感器类型后，再进行相应的检测电路切换，使得可通过正确的接口与传感器进行连接。
[0168]通过该技术方案的应用，使得无线发射装置可兼容市场上多种主流接口传感器，以实现不同种类的监测数据采集。
[0169]在本实施例中，收发器502，用于采用实时最低功率将编码后的监测数据发送给无线接收装置，实时最低功率是无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度丨发射功率=最低无线信号强度丨实时最低功率。
[0170]其中，最低无线信号强度是指无线发射装置发送信息所需要的最低的信号强度。
[0171]在一般的监测数据采集场景中，无线发射装置的位置虽然固定，但是无线接收装置的位置是不固定的，甚至是处在移动中(如设置在监测车辆中)的，因此无线发射装置与无线接收装置的间的距离其实是未知的，所以可以通过在发送前一帧编码后的监测数据时，根据实际无线信号强度和发射功率计算出距离，然后采用距离和最低无线信号强度计算出发送监测数据所需实时最低功率，在下一帧编码后的监测数据的发送中采用该实时最低功率进行发送，从而可以降低无线发射装置的功耗，使得设备的工作状态下的平均电流〈10“，单颗电池可保证无线发射装置工作大于3年。
[0172]其中，当在每次发送监测数据时，第一帧编码后的监测数据既可采用系统预设的功率发送，也可以采用前一次发送时根据最后一帧算出的实时最低功率发送。其中，预设的功率是根据实际场景事先设定的缺省功率。
[0173]另外，在发送监测数据时还可以将该监测数据存储在存储器504中，在极端状况下，如若由于干扰或无线接收装置异常掉电导致单次数据发送失败，无线发射装置会在通信链路恢复时，将存储在存储器504中的监测数据重新发送给无线接收装置，或者从失败位置开始处进行断点续传，以充分保证整个监测数据传输的可靠性。
[0174]为了减少上述重传的情况发送，处理器503，还用于在监测数据发送前采用扫频监听方式监听通信信道，如有相同频点干扰信号时，则自动跳频到相邻信道进行监测数据的发送。除此之外，同时软件上也采用了防碰撞自动规避算法，使得通信链路能保持稳定可靠，以保证整个监测数据传输的可靠性。
[0175]进一步地，处理器503，还用于周期性地将编码后的监测数据通过收发器502发送给无线接收装置，发送监测数据的周期为第二时间长度，第二时间长度大于第一时间长度；或者，
[0176]当产生唤醒信号时，通过收发器502将编码后的监测数据发送给无线接收装置，唤醒信号是比较传感器输出的监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且监测数据的值超出预设的阈值范围时产生的。
[0177]其中，第二时间长度也可以根据实际场景设置，例如30分钟或一个小时。
[0178]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0179]实施例六
[0180]本发明实施例提供了一种无线发射装置，参见图7，该装置可以包括以下一个或多个组件:处理器601、存储器602、收发器603、电池604、电压监测单元605、电源管理单元606、传感器607、接口切换电路608等组件。这些组件通过一条或多条总线进行通信。本领域技术人员可以理解，图中示出的移动终端的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0181]其中，存储器602用于存储计算机执行指令，处理器601与存储器602通过总线连接，当无线发射装置运行时，处理器601执行存储器602存储的计算机执行指令，以使无线发射装置执行如实施例一或二所述的数据传输方法。
[0182]具体地，处理器601用于获取传感器测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；通过收发器将编码后的监测数据发送给无线接收装置
[0183]进一步地，处理器601还可以用于周期性地检测电磁波，检测电磁波的时间间隔为第一时间长度；
[0184]若检测到有无线接收装置发射的电磁波，则接收电磁波传输的指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于第一时间长度；
[0185]通过收发器将编码后的监测数据发送给无线接收装置。
[0186]在获取传感器测得的监测数据时，处理器601可自动检测和分析传感器的类型，接口切换电路608用于在处理器601控制下进行接口切换，将不同的传感器与不同的检测电路连接，以完成监测数据的获取。具体地，处理器601可以是1⑶，在无线发射装置上电初始化时，通过无线发射装置内的控制接口切换电路608中的电子开关切换传感器607所连电路，通过相应的检测机制来通知当前传感器为何种接口。例如，控制电子开关将传感器与一小电阻进行串联，同时在小电阻两端测量压降，如压降较小，则基本可以判断传感器为4?20111^电流环接口传感器；反之，如压降较大，则可初步判断传感器为电压接口传感器或83485接口传感器，其中，当检测电压达到〖V时，可认为传感器是83485接口传感器，否则可认为传感器是电压接口传感器。检测出了相应的传感器类型后，再进行相应的检测电路切换，使得可通过正确的接口与传感器进行连接。
[0187]通过该技术方案的应用，使得无线发射装置可兼容市场上多种主流接口传感器，以实现不同种类的监测数据采集。
[0188]具体地，收发器603可用于采用实时最低功率将编码后的监测数据发送给无线接收装置，实时最低功率是无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度丨发射功率=最低无线信号强度丨实时最低功率。
[0189]其中，最低无线信号强度是指无线发射装置发送信息所需要的最低的信号强度。
[0190]在发送监测数据时还可以将该监测数据存储在存储器602中，在极端状况下，如若由于干扰或无线接收装置异常掉电导致单次数据发送失败，无线发射装置会在通信链路恢复时，将存储的监测数据重新发送给无线接收装置，或者从失败位置开始处进行断点续传，以充分保证整个监测数据传输的可靠性。
[0191]为了减少上述重传的情况发送，处理器601还可以在监测数据发送前采用扫频监听方式监听通信信道，如有相同频点干扰信号时，则自动跳频到相邻信道进行监测数据的发送。除此之外，同时软件上也采用了防碰撞自动规避算法，使得通信链路能保持稳定可靠，以保证整个监测数据传输的可靠性。
[0192]进一步地，处理器601可用于周期性地将编码后的监测数据发送给无线接收装置，发送监测数据的周期为第二时间长度，第二时间长度大于第一时间长度；或者，当产生唤醒信号时，将编码后的监测数据发送给无线接收装置，唤醒信号是比较传感器输出的监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且监测数据的值超出预设的阈值范围时产生的。
[0193]另外，电压监测单元605和电源管理单元606分别用于对电池604进行监测和管理。
[0194]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0195]实施例七
[0196]本发明实施例提供了一种无线接收装置，参见图8，该装置包括:
[0197]收发器701，用于与无线发射装置通信；
[0198]处理器702，用于通过收发器701接收无线发射装置发送的数据；
[0199]采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
[0200]进一步地，处理器702还可以用于通过收发器701向无线发射装置发送指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔。
[0201]通常情况下，如果想实现双向无线通信，则需要无线发射装置和无线接收装置同时处于无线接收状态，当有数据需要发送时即切换到射频发送状态，但是当无线发射装置和无线接收装置处于无线接收状态时电流较大，功耗较高。对于无线接收装置而言，由于其可以采用外接电源供电，不需要担心功耗高的问题，但是对于无线发射装置而言，由于是采用电池供电，所以需要减少其处于无线接收状态的时间，以减小功耗。因此，在本实施例中，无线发射装置采用周期性地方式检测电磁波，以进行指令消息的接收，从而减少了处于无线接收状态的时间，降低了功耗。无线接收装置发送的指令消息由填充字段和查询字段组成，其中填充字段有两个作用:其一是，由于查询字段太短可能只有几个比特，如果单单发送查询字段，容易造成指令消息的丢失；其二是，由于无线发射装置是周期性进行指令消息的接收，如果指令消息过短，可能会造成指令消息没法被无线发射装置接收到(如发送指令消息的时间处于无线发射装置两次检测之间)，而通过填充字段可以增加指令消息发送需要的时长，当该时长等于或大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔时，发送该指令消息的电磁波肯定会被无线发射装置监测到，则无线接收装置发送的指令消息肯定会被接收到，且由于无线接收装置是采用的外接电源，因此完全不必考虑功耗的问题。
[0202]其中，填充字段可用无意义的比特段填充，如一连串的0 ；而查询字段可以用4位比特表示，如1010。
[0203]在其他实施例中，指令消息还可以由填充字段和设定字段组成，设定字段用于修改无线发射装置上的参数，如第一时间长度等。
[0204]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0205]实施例八
[0206]本发明实施例提供了一种无线接收装置，参见图9，该装置可以包括以下一个或多个组件:处理器801、存储器802、收发器803、输入单元804、显示单元805、6？1？8单元806、全球定位系统(英文:610)381 ？0811:10111118 3781:6111，简称:6^8)单元807、电池808、充电管理单元809、电源管理单元810、外接电源接口 811、掉电检测单元812、声光报警单元813、通信接口 814等组件。这些组件通过一条或多条总线进行通信。本领域技术人员可以理解，图中示出的移动终端的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0207]其中，存储器802用于存储计算机执行指令，处理器801与存储器802通过总线连接，当无线接收装置运行时，处理器801执行存储器802存储的计算机执行指令，以使无线接收装置执行如实施例三所述的数据传输方法。
[0208]具体地，处理器801用于通过收发器803接收无线发射装置发送的数据；
[0209]采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
[0210]进一步地，处理器801还可以用于通过收器803向无线发射装置发送指令消息，指令消息包括填充字段和查询字段，查询字段用于请求无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给无线接收装置，填充字段用于使指令消息发送所用时长等于或者大于无线发射装置检测电磁波的时间间隔。
[0211]在本实施例中，输入单元804用于获取用户按键、语音等输入信息，以得到指令消息。
[0212]在本实施例中，显示单元805显示接收到的监测数据。
[0213]在本实施例中，6？1？8单元806用于将接收到的监测数据通过传输方式发送给服务器。
[0214]在本实施例中，掉电检测单元812用于检测到外接电源是否断电，当外接电源断电时，处理器801可以控制无线接收装置降低功耗，例如关闭显示单元805、单元806和单元807等模块。
[0215]在本实施例中，当无线接收装置处于移动中时，⑶3单元807可用于对无线接收装置进行卫星定位。
[0216]在本实施例中，充电管理单元809和电源管理单元810用于对电池808的充电和使用进行管理。
[0217]在本实施例中，外接电源接口 811可用于与外接电源连接。
[0218]在本实施例中，处理器801在监测数据超过相应阈值时控制声光报警单元813进行报警，从而提醒工作人员。
[0219]在本实施例中，通信接口 814可用于与本地机进行连接，以传输监测数据。
[0220]本发明实施例通过对监测数据进行扩频正交编码和冗余编码，监测数据经过扩频正交编码和冗余编码组合的编码方式后，增加了很多冗余信息，大大增强了信道的通信可靠性、信号接收灵敏度和链路稳定，从而将通信距离大大延长，适用于小数据量远距离传输。
[0221]需要说明的是:上述实施例提供的无线发射装置和无线接收装置在传输数据时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的无线发射装置和无线接收装置与数据传输方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0222]上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0223]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0224]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数据传输方法，其特征在于，适用于无线发射装置，所述方法包括: 获取传感器测得的监测数据； 采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述监测数据进行扩频正交编码和冗余编码； 将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，包括: 周期性地检测电磁波，检测所述电磁波的时间间隔为第一时间长度； 若检测到有所述无线接收装置发射的电磁波，则接收所述电磁波传输的指令消息，所述指令消息包括填充字段和查询字段，所述查询字段用于请求所述无线发射装置将传感器测得的监测数据发送给所述无线接收装置，所述填充字段用于使所述指令消息发送所用时长等于或者大于所述第一时间长度； 将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，包括: 采用实时最低功率将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述实时最低功率是所述无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及所述无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度/发射功率=最低无线信号强度/实时最低功率。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 周期性地将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，发送所述监测数据的周期为第二时间长度，所述第二时间长度大于所述第一时间长度；或者， 当产生唤醒信号时，将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述唤醒信号是比较所述传感器输出的所述监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且所述监测数据的值超出所述预设的阈值范围时产生的。
5.一种数据传输方法，其特征在于，适用于无线接收装置，所述方法包括: 接收无线发射装置发送的数据； 采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
6.一种无线发射装置，其特征在于，所述装置包括: 传感器； 收发器，用于与无线接收装置通信； 处理器，用于获取所述传感器测得的监测数据；采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述监测数据进行扩频正交编码和冗余编码；通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器，用于通过所述收发器周期性地检测电磁波，检测所述电磁波的时间间隔为第一时间长度； 所述处理器，还用于当检测到有所述无线接收装置发射的电磁波时，通过所述收发器接收所述电磁波传输的指令消息，所述指令消息包括填充字段和查询字段，所述查询字段用于请求所述无线发射装置将所述传感器测得的监测数据发送给所述无线接收装置，所述填充字段用于使所述指令消息发送所用时长等于或者大于所述第一时间长度； 通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述收发器， 用于采用实时最低功率将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述实时最低功率是所述无线发射装置根据前一帧编码后的监测数据发送时的实际无线信号强度、发射功率以及所述无线发射装置发送数据所需的最低无线信号强度计算出的，其中，实际无线信号强度/发射功率=最低无线信号强度/实时最低功率。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于周期性地通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，发送所述监测数据的周期为第二时间长度，所述第二时间长度大于所述第一时间长度；或者， 当产生唤醒信号时，通过所述收发器将编码后的所述监测数据发送给所述无线接收装置，所述唤醒信号是比较所述传感器输出的所述监测数据的值与预设的阈值范围的大小，且所述监测数据的值超出所述预设的阈值范围时产生的。
10.一种无线接收装置，其特征在于，所述装置包括: 收发器，用于与无线发射装置通信； 处理器，用于通过所述收发器接收无线发射装置发送的数据； 采用预定的扩频因子、扩频序列算法和冗余编码率对所述无线发射装置发送的数据进行解码，得到传感器测得的监测数据。
【文档编号】H04B1/707GK104484986SQ201410637126
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】章昌焕, 喻娅君 申请人:武汉阿米特科技有限公司, 阿米特无线(欧洲)公司