智能型数据动态模块及其讯息处理与传送方法

专利名称：智能型数据动态模块及其讯息处理与传送方法
技术领域：
本发明涉及一种通讯模块及其讯息处理与传送方法，特别是由一数据链结平台 与一应用平台的组合，其中该应用平台具有zigbee与蓝牙传输模式，能够提供位置 侦测、身分确认、信息及时交换(透过各通讯模块)且经由最佳路径传递，以及具有信 息防漏失功能的数据动态通讯模块。
背景技术：
一般无线传输包含可以进行长矩离传送讯息的方式，例如通讯系统、卫星系统， 以及可以矩距离传送讯息的方式，例如蓝牙与zigbee模块。其中zigbee具有低功 率消耗及架构简单的特性，所以已有被应用在能源的监控或照明系统的管制。
例如台湾专利第M312640号揭露一种电热水器的无线传输讯号系统；台湾专利 第I257462号揭露一种瓦斯监控的侦测传输系统，以及台湾专利第M292669号揭露 一种路灯实时监测自动控制系统，皆揭露利用zigbee传输模块來传输讯息。此外台 湾专利第M288702号揭露一种辨识使用者身分的可携式储存装置，其应用无线传输 方式來传送数据，且该无线传输方式包含zigbee。由以上所揭露的专利前案可知， 该zigbee模块可与多种设备结合。
然而，不同设备所需的运用方式不同，虽然zigee联盟(zigbee Alliance)定有 zigbee堆桟架构，但应用端并无特别的规定，换言之，丌发人员在开发产品或设计 运用，必须将其产品需求及zigbee模块的堆栈架构予以结合。

发明内容
有鉴于现有的zigbee模块需要适当增修调整方能与产品的开发契合，所以本发 明提供一种创新的模块架构且具备预定机制，藉此使丌发人员可以直接运用。
本发明的目的一在于提供一种智能型数据动态通讯模块，其具有能够提供精简 化架构以及具有模块化机制的效果。
本发明另一目的在于提供一种通讯模块的讯息处理与传送机制，其具有能够提 供位置侦测、身分确认、信息及时交换且经由最佳路径传递，以及具有信息防漏失 的功效。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案-
本发明的智能型数据动态通讯模块主要包含一数据链结平台及一应用平台，其 中该应用平台具有一讯息控制及处理单元、 一位置侦测单元、 一身分判别单元、一 网络单元、 一通讯传输单元及一无线讯号收发单元。该应用平台架构于该数据链结 平台，且位置侦测单元、身分判别单元、网络单元、通讯传输单元及无线讯号收发单元分别讯号连接于讯息控制及处理单元。上述各单元皆为韧体，所以该通讯模块 具有规格化且架构精简的功效。
又本发明所揭露的通讯模块的讯息处理与传送机制主要包含一位置与身分侦测 机制、 一路由表建立机制、 一数据无线实时交换机制，以及一路径搜寻及选择机制。 藉由各机制的功能，以及各机制间的互相配合，可以使该通讯模块具有位置侦测、 身分确认、信息及时交换且经由最佳路径传递，以及具有信息防漏失的功效，且有 助于开发人员进行产品的丌发。
本发明的优点是通过应用平台所揭露的各单元及其组合，可以提供位置侦测、 身分确认、信息及时且经由最佳路径传递，以及具有信息防漏失的功能，如此该应 用端界面与适当的应用装置或传感器，则可以达到信息无线传输及辨识、定位的效 果。举凡居家或大楼的自动化控制或保全、个人健康管理、工业或工厂管制、电信 服务、计算机及其接口设备连结，或是人、车、物定位等，皆可以透过该通讯模块 及其具备的各机制予以实践。


图1是本发明的通讯模块架构方块图； 图2是本发明各机制方块图； 图3是本发明位置与身分侦测机制的流程图； 图4是本发明位置与身分侦测机制的示意图 图5是本发明调整回复讯息强度的示意图； 图6是本发明建立路由表机制的示意图； 图7是本发明数据无线实时交换机制的示意图； 图8是本发明路径搜寻及选择机制的示意图； 图9是本发明用以决定一被侦测端的方向距离的流程图。
具体实施例方式
以下即依本发明的目的、功效及结构组态，举一较佳实施例，并配合图式详细 说明。
请参阅图l， 一种通讯模块10系具有一数据链结平台20及一应用平台30，其 中该数据链结平台20做为底层，且该应用平台30架构于该数据链结平台20上。更 进一步而言，该数据链结平台20采用IEEE 802.15.4标准规范的一头'体层(PHY) 22 及一媒体存取层(MAC) 24。
该应用平台30由数个韧体单元所组成。该应用平台30包含一讯息控制及处理 单元31、 一位置侦测单元32、 一身分判别单元33、 一网络单元34、 一通讯传输单 元35及一无线讯号收发单元36。此外，更包含一警示单元37及至少一应用端界面 38。
该讯息控制及处理单元31具有整合各单元的讯息，及具有逻辑与运算的功能，因此能够进行多重讯息处理与控制。
该位置侦测单元32具有寻址功能且连结该讯息处理单元31。 该身分判别单元33具有群组辨识及识别码辨识的功能，且该身分识判别单元 33连结该讯息控制及处理单元31。
该网络单元34为具有TCP/IP通讯协议的韧体，且连结该讯息控制及处理单元31。
该通讯传输单元35用以传送及下达通讯指令该无线讯号收发单元36包含一 蓝牙组件362及/或一 zigbee芯片364。该无线讯号收发单元36系用以收发无线讯 号且连结该通讯传输单元35。此外，该无线讯号收发单元36更包含一全向性天线 366及至少一指向性天线368。
该应用端接口 38系连结该讯息控制及处理单元31可建立专有的延伸应用。该 警示单元37连接该讯息控制及处理单元31可以藉此控制一警示器(未显示)，例如 蜂鸣器或LED。
以上为本发明所要揭露的通讯模块10的架构。透过各单元的组合及搭配运用， 该通讯模块10可以形成多种机制，而且利用不同机制间的互相配合，则提供多种功 能以供产品开发及应用。以下即依该通讯模块10的各单元彼此配合所产生的机制逐 一说明。
请参阅图2，该通讯模块10具有一位置与身分侦测机制40、 一路由表建立机制 50、 一数据无线实时交换机制60以及一路径搜寻及选择机制70。
请参阅图3及图4，该位置与身分侦测机制40包含以下歩骤
一群组广播歩骤S11 ，系一主控端装置42对数个从动端装置44进行群组广播。 该主控端装置42具有前述的通讯模块，所以该讯息控制及处理单元31与该无线讯 号收发单元36配合，用以对数个从动端装置44发出的通知讯息422进行处理。
一般而言，主控端装置42与从动端装置44皆具有前述的通讯模块，且该通知 讯息422具有群组识别码，所以不同群组的从动端装置不接收该通知讯息。
一接收及回复歩骤S13，系该从动端装置44接收到该通知讯息422后，传送一 回复讯息442给该主控端42。当主动端装置42收到回复讯息442时需进一步确认 该讯息是否足供判别。
一寻址及身分确认歩骤S15,该回复讯息442足供判别，则该回复讯息442内 所含的信息(例如信标讯框、识别码等等)分别传送至该位置侦测单元32及该身分 判别单元33以进行从动端装置44的位置定位及身分确认。
值得注意的是，该主控端装置42可以依时间间隔模式，例如每隔5分钟传送做 一次群组广播，如此藉由重复传送该通知讯息422，以及重复地接收该回复讯息442， 则可以达到防止讯息漏失的效果，而且可以依据通知讯息422及回复讯息442的对 应形成自动点名及报到的效果。然而多个回复讯息442同时传送回到主控端装置42时，可能会产生讯息拥挤而 造成回复讯息422漏失的情形，因此在进行确认回复讯息442的过程中，可以加入 一碰撞避免机制41结合该位置及身分侦测机制40。
该碰撞避免机制41系主控端装置42装置未能确实收到该回复讯息442时，再 次传送一次通知讯息422，藉此提高收到回复讯息442的可靠度，因此可以解决讯 息拥挤而造成讯息漏失的情形。
此外，上述再次传送该通知讯息422可搭配该主控端装置42依时间间隔模式发 送群组广播而自动完成。
请参阅图5，另一种可能造成该回复讯息442漏失的情形是讯息强度太弱导致 主控端装置42判定该从动端装置44不存在。为了解决此种情形，该从动端装置44 收到由该主控端装置42所发出的再通知讯息423时，则该从动端装置44主动回复 最有较大讯息强度的一主动报到讯息444给该主控端装置42藉此完成主动报到及确 认的功效。
请参阅图6， 一路由表建立机制50系指改主控端装置42主动建立其周边各节 点52的分布图。
更详细而言，该主控端装置42系依周期性条件搭配该位置与身分侦测机制40, 对该主控端装置42周围环境中的节点52位置及数量进行新增或移除，如此该主控 端42与各该节点52的分布关系即构成一路由表。
值得注意的，每一个节点52与主控端42的间的讯息强度不相同，且IEEE 802.15.4支持全配功能(FFD)及精简功能(RFD)，所以各节点52间的沟通及节点52 与主控端装置42的沟通形式不同。
请参阅图7，该数据无线实时交换机制60系由该通讯传输单元35下达通讯控 制指令并与其它无线模块接口进行实时数据交换。举例而言，该通讯传输单元35下 达通讯控制指令，如SMS或DATA PACKAGE,配合该网络单元34的TCP/IP协 议，并将封包分割、重组，然后由该无线讯号收发单元36将讯息传出，其中该蓝牙 组件362可以将讯息传至远程或近端具有蓝牙装置的一移动电话62，或藉由zigbee 芯片364将讯息传送到具有zigbee单元的手持无线装置64。上述的数据泛指可透 过网络传输的协议或档案格式，例VOIP、 DATA、 IMAGE或FILE。
请参阅图8， 一路径搜寻及选择机制70，系指二终端装置72与和74的间的讯 息传送路径的搜寻与选择机制。二终端装置72和74间的路径可以是该路由表建立 机制50所建立的路由表，而该端终装置72与节点52的间的接收讯息强度指针(RSSI) 可用以作为决定传送路径的优先权的依据的一；此外，也可以使用距离成本作为决 定传送路径的优先权外。是以，该二终端装置72和74的间的讯息可以依优先权所 决定的最佳路径来进行传递。
请参阅图9，图中揭露一种决定被侦测的人/物的方向与距离的机制，其说明如下
歩骤S81系侦测端以全向性天线对周围环境进行全面性的搜寻，其中该侦测端 可以是一使用者以手持方式拿着一手持装置进行侦测，该手持装置可以进行群组广 播。
歩骤S82系用以决定是否发现被侦测的人或物。被侦测的人或物可以配置一个
具有全向性天线的装置，所以侦测端与被侦测端可以互相产生讯号连结，换言的，
该被侦测端可以产生回复讯息给侦测端；然而因为该全向性天线系运用于全区域无 线网络来传送讯息，所以有固定方向的限制。当侦测端收到被侦测端的讯息，则进 行下一步骤。
歩骤S83系以指向性天线决定方向，值得注意的是，因为侦测端为行进或活动 的使用者，因此若该指向性天线的数量为1或2，则配合使用者的活动方向来决定 被侦测端的方向；若指向性天线的数量为3，则可以令使用者在静态的状下，利用各 指向性天线的分布角度而决定出被侦测端的方向。
歩骤S84系以接收讯息强度指针(RSSI)为计算距离的参考值以决定该被侦测端 与侦测端的间的距离。
因此，通过应用平台30所揭露的各单元及其组合，可以提供位置侦测、身分确 认、信息及时且经山最佳路径传递，以及具有信息防漏失的功能，如此该应用端界 面38与适当的应用装置或传感器，则可以达到信息无线传输及辨识、定位的效果。 举凡居家或大楼的自动化控制或保全、个人健康管理、工业或工厂管制、电信服务、 计算机及其接口设备连结，或是人、车、物定位等，皆可以透过该通讯模块及其具 备的各机制予以实践。
上述实施例仅为例示性说明本发明的技术及其功效，而非用于限制本发明。任 何熟于此项技术人士均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，对上述实施 例进行修改及变化，因此本发明的保护范围应如本发明的权利要求书范围所列。
权利要求
1. 一种智能型数据动态通讯模块，其特征在于它包含一数据链结平台；一应用平台，具有一讯息控制及处理单元、一位置侦测单元、一身分判别单元、一网络单元、一通讯传输单元及一无线讯号收发单元，且该应用平台架构于该数据链结平台，其中所述讯息控制及处理单元具有信息整合、逻辑控制与运算的功能；所述位置侦测单元具有寻址功能且连结所述讯息控制及处理单元；所述身分判别单元具有辨识群组及识别码的功能且连结所述讯息及处理单元；所述网络单元具有一网络通讯协议且连结所述讯息及处理单元；所述通讯传输单元用以传送及下达网络通讯指令；所述无线讯号收发单元用以接收无线讯号且连结所述通讯传输单元。
2. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于所述数据链结平台采用符合IEEE802.15.4标准规范的一实体层与一媒体存取控制层。
3. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于所述网络单元具有TCP/IP通讯协议。
4. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于所述无线收发单元为蓝牙单元或zigbee芯片。
5. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于 所述无线收发单元包含一全向性天线及至少一指向性天线。
6. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于更包含一提供警示讯息收发控制的警示单元，该警示单元连结所述讯息控制及 处理单元。
7. 如权利要求1所述的智能型数据动态通讯模块，其特征在于 更包含至少一应用端接口，该应用端接口连结所述讯息控制及处理单元。
8. —种通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于它包含一位置与身分侦测机制，为一主控端装置对至少一从动端装置进行群组广播， 且该从动端装置回传一回复讯息至该主控端装置，由该主控端装置的一位置侦测单 元及一身分判别单元进行定位及身分确认；一路由表建立机制，为所述主控端装置于周期条件下配合该位置与身分侦测机 制对其周围节点的位置及数量进行新增或移除；一数据无线实时交换机制，由一通讯传输单元下达通讯控制指令并与其它无线 模块接口进行实时数据交换；一路径搜寻及选择机制，为依所述路由表建立机制所建立的路由表配合一优先 权存取原则以选择一最佳路径供一传输讯息行进。
9. 如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 所述位置与身分侦测机制中，所述群组广播为依时序间隔模式进行传送讯息。
10. 如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 更包含一碰撞避免机制，当所述主控端装置无法收到所述从动端装置的回复讯息时，重复发送所述群组广播至所述从动端装置。
11.如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 更包含一主动报到机制，当所述从动端装置的回复讯息无法被主动端装置确认时，由所述从动端装置主动回复一主动报到讯息给所述主控端装置。
12. 如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 所述优先权存取原则包含使用距离成本作为决定传送路径的优先权。
13. 如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 所述优先权存取原则包含藉由一接收讯息强度指针为决定传送路径的优先权。
14. 如权利要求8所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 所述位置与身分侦测机制中的群组广播与回复讯息的作用决定一被侦测端的存在，且以该数据无线实时交换机制控制该无线模块來侦测被侦测端的方向，再以该 接收讯息强度指针为决定侦测端与被侦测端的距离。
15. 如权利要求14所述的通讯模块的讯息处理与传送机制，其特征在于 所述无线模块包含一全向性天线及至少一指向性天线。
全文摘要
一种智能型数据动态通讯模块包含一数据链结平台及一应用平台，其中应用平台具有位置侦测单元、身分判别单元、网络单元、通讯传输单元及无线讯号收发单元分别讯号连接于讯息控制及处理单元。而依各单元的功能及互相间的搭配，该通讯模块可提供一位置与身分侦测机制、一路由表建立机制、一数据无线实时交换机制，以及一路径搜寻及选择机制。如此一来，该通讯模块提供位置侦测、身分确认、信息及时交换且经由最佳路径传递信息，以及具有信息防漏失的使用功效。
文档编号H04L1/00GK101414853SQ20071017589
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月15日 优先权日2007年10月15日
发明者玓 丘, 周元玉 申请人:丘 玓;金瑞通科技股份有限公司