一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置的制作方法

1.本发明涉及异频通信设备技术领域，具体为一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置。


背景技术：

2.在电磁环境复杂的环境中，固定频点的工作模式容易受到干扰后无法工作。需要具有电磁环境感知功能的自动调整频点的工作通信装置。同频组网的方式，每个节点无法根据环境选用不同的频点，无法做到全局最优的频点设置，可能部分节点受到干扰后无法正常工作，通信的效率较差。为此，我们提出一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置，包括壳体，所述壳体侧面设置有定位架，所述壳体前部设置有开关、指示灯、显示屏、射频接口、数据接口，所述壳体后部卡槽内卡设有可脱卸电池，所述壳体内部通过支架安装有设备主体，所述设备主体侧面安装有散热翅片；其中，所述设备主体上设置有核心通信模块、射频功放模块及电源模块，所述核心通信模块与所述射频模块和所述电源模块两两互相连接，所述核心通信模块中设置有物理模块、媒体接入模块、自组织组网模块，所述核心通信模块实现所述物理模块、所述媒体接入模块、所述自组织组网模块的协议处理及数据传输协议分析功能，以此将每个所述射频功放模块自动通过频谱分析和独立决策进行发送频点和接收频点的切换。
5.优选的，所述核心通信模块通过频谱感知检测当前工作频点的受干扰程度优选的，所述核心通信模块通过频谱扫描选择最优发送频点和接收频点优选的，所述核心通信模块在控制时隙采用最优发送频点将当前节点的最优接收频点广播至邻居节点优选的，所述核心通信模块在业务时隙采用邻居节点的最优接收频点发送数据，采用当前节点的最优接收频点接收数据优选的，所述壳体侧面安装有侧板。
6.优选的，所述壳体顶部通过螺钉安装有顶板。
7.优选的，所述可脱卸电池与壳体内的电源接口连接，所述可脱卸电池的外部有定位柱。
8.优选的，所述支架端部通过螺钉与壳体内的定位座连接。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计科学合理，可以适用于自组网通信架构的抗干扰技术，当受到电磁干扰时，各节点可自动通过频谱分析和独立决策
进行发送频点和接收频点的切换，达到自动躲避受干扰的频点的目的，同时通过异频通信机制保证多节点通信的可靠性和有效性。
附图说明
10.图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构剖视图；图3为本发明结构示意图；图4为本发明频点控制工作原理示意图；图5为本发明工作原理示意图。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于智能选频技术的多节点异频通信装置，包括壳体1，壳体1侧面设置有定位架11，壳体1侧面安装有侧板12，侧板12通过螺钉可拆卸地安装在壳体1侧面，壳体1顶部通过螺钉安装有顶板14，壳体1前部设置有开关15、指示灯16和显示屏17，指示灯16、显示屏17、开关15和设备主体配合使用，并且通过指示灯16、显示屏17指示设备的工作状态，射频接口通过内部馈线连接至射频功放模块，数据接口通过内部数据线连接至核心通信模块的网口，本装置的设备主体主要包括电性连接的电源模块、核心通信模块和射频功放模块，其中，核心通信模块主要实现系统的物理模块(phy)、媒体接入模块（mac）、自组织组网模块协议处理及数据传输协议分析等功能，射频功放模块在指定频段范围之内，实现射频信号发射和接收的放大功能，外部连接设备天线，电源模块实现核心通信模块、射频功放模块等分配供电功能。
13.具体的，如图4所示，该装置中的节点工作原理，每个节点设备均具有独立的发射通道和接收通道，可在不同的频点进行工作。每两个节点设备之间可通过不同的频点进行通信。每个节点设备的收发通过时隙来进行控制，每个节点设备只能在属于它的时隙内发送数据，其余时隙仅能接收数据。时隙分为控制时隙和业务时隙，控制时隙用于传输维持网络运行的信令数据，业务时隙用于传输音频、视频、位置等多媒体数据。在控制时隙内，每个节点设备采用全频段接收的方式捕获信令数据，在业务时隙内，每个节点设备只在某个频点接收数据。
14.每个节点设备周期性对周边电磁环境进行扫描，并计算最优的发送频点和最优的接收频点。如图4所示，当属于某节点设备（节点1）的控制时隙到来时，选用最优发送频点（频点1）进行信令的发送，信令发送的内容包含该节点设备的最优接收频点（频点2）。当其他节点设备收到该信令后，即得知当未来需要与该节点（节点1）发送数据时，则采用该频点（频点2）与其进行通信。在控制时隙内，某节点设备（节点1）通过全频段接收的方式得知邻居节点的最优接收频点（节点2为频点3；节点3为频点1）。当属于某节点设备（节点1）的业务时隙到来时，若想发送数据给节点2，则通过频点3进行数据的发送，其余时间则在频点2等
待数据的接收。
15.依次列推，节点1、节点2、节点3通过异频的方式进行通信，且各节点的接收和发送的频点也不相同。当受到电磁干扰时，各节点会对最优频点进行重新评估并切换频点工作，同时通过控制时隙将新的工作频点通知其他节点。利用这种方式，可以最大程度躲避周边的电磁环境干扰，同时在多个频点上可获得更高的传输速率。
16.如图5所示，具体的，节点上电启动后，即对周边电磁环境进行周期性扫描，选择并更新可用的频点集合。通过计算确定最优的发送频点和接收频点。
17.在控制时隙的周期内，当属于本节点的控制时隙，则采用最优频点发送信令，信令内容包括本节点的最优接收频点。当不属于本节点的控制时隙，则在对应的时隙和频点接收邻居的信令，若该时隙为空闲状态，则采用可用频点集合内的频点碰撞搜寻邻居发送的信令，一旦搜索到则记录该邻居的接收频点和对应的时隙。
18.在业务时隙的周期内，当属于本节点业务时隙，则采用对方节点接收频点发送数据，其余时间则在本节点最优接收频点等待接收邻居节点发送的数据。
19.另外，在本发明中，该装置的壳体1后部卡槽内卡设有可脱卸电池19，可脱卸电池19与壳体1内的电源接口连接，可脱卸电池19的电池壳外侧设置定位柱，，工作时通过对齐壳体上的定位孔进入或退出壳体内腔，通过设置脱卸式的电池19，可以方便对电池进行安装和拆卸，且此过程毋需将壳体1拆开，能够避免外界杂质进入壳体1内，保证了壳体1内部机构的洁净性。
20.支架21端部通过螺钉23与壳体1内的定位座22连接，通过设置可拆卸的侧板12、顶板14、支架21等结构，能够方便对设备进行拆卸，提高了装置的维护效率，降低了维护成本，提高了装置的适用范围。
21.设备主体24侧面安装有散热翅片25，通过设置散热翅片25，可以与设备主体进行有效热交换，从而能够快速将热量导出。
22.该装置的工作原理：该种基于智能选频技术的多节点异频通信装置，每个节点设备均具有独立的发射通道和接收通道，可在不同的频点进行工作。每两个节点设备之间可通过不同的频点进行通信。每个节点设备的收发通过时隙来进行控制，每个节点设备只能在属于它的时隙内发送数据，其余时隙仅能接收数据。时隙分为控制时隙和业务时隙，控制时隙用于传输维持网络运行的信令数据，业务时隙用于传输音频、视频、位置等多媒体数据。在控制时隙内，每个节点设备采用全频段接收的方式捕获信令数据，在业务时隙内，每个节点设备只在某个频点接收数据。在设备工作时，每个节点设备周期性对周边电磁环境进行扫描，并计算最优的发送频点和最优的接收频点。节点之间通过异频的方式进行通信，且各节点的接收和发送的频点也不相同。当受到电磁干扰时，各节点会对最优频点进行重新评估并切换频点工作，同时通过控制时隙将新的工作频点通知其他节点。利用这种方式，可以最大程度躲避周边的电磁环境干扰，同时在多个频点上可获得更高的传输速率。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计科学合理，可以适用于自组网通信架构的抗干扰技术，当受到电磁干扰时，各节点可自动通过频谱分析和独立决策进行发送频点和接收频点的切换，达到自动躲避受干扰的频点的目的，同时通过异频通信机制保证多节点通信的可靠性和有效性。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。