专利名称：一种传感节点的制作方法
技术领域：
本发明属于物联网领域，具体涉及一种应用于物联网的传感节点。
背景技术：
Zigbee (短距离、低功率的无线通信技术)是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的无线网络技术，依据其特点广泛的应用于物联网领域，成为物联网中主要的网络构建方式，能够在数千个微小的传感节点之间相互协调通信，由于传感节点间能够相互通信，因此能够形成多条传输路径，保障数据能够传输到数据中心。现有的Zigbee技术多采用单路输出的方式，再由射频模块与放大器进行信号的传输以及简单的控制线路组成。在这种传感节点构建的网络，传感节点之间的通信受限于传感节点的数据传输能力，会引起在无线多径环境下数据的严重丢失、信号覆盖范围急剧减小，以及数据吞吐量较低等情况的出现，如果加大传感节点的发射功率，则会造成能量的巨大使用，并且在传感节点性能方面的改善也是有限的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种传感节点，该传感节点通过多条数据多条发射线路的方式解决了数据在传输过程中的丢失现象，实现了传感节点工作性能的提高，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种传感节点，包括用于采集信号的数据采集模块、对所述数据采集模块输出数据进行处理的Zigbee基带处理模块、以及接收所述Zigbee基带处理模块输出信号的射频模块；所述射频模块包括至少两天线单元，所述Zigbee基带处理模块包括将所述Zigbee基带处理模块处理数据分割为多个数据链路的多路分解器。进一步地,所述Zigbee基带处理模块为S0C。进一步地，所述Zigbee基带处理模块包括依次连接的扩频器、编码器和调制器，所述多路分解器与所述调制器的输出端相连接。进一步地，所述Zigbee基带处理模块还包括同步FIFO模块，所述同步FIFO模块连接所述多路分解器的输出端。进一步地，所述射频模块包括D/A转换器，所述D/A转换器与所述天线单元的数目相同。进一步地，所述射频模块还包括功率放大器，所述D/A转换器处理后数据经所述功率放大器放大后输出给所述天线单元。 进一步地，所述功率放大器与所述天线单元的数目相同。进一步地，所述数据采集模块包括一个或者多个传感器以及与所述传感器相连接的A/D转换器。进一步地,所述Zigbee基带处理模块还包括与所述数据链路相连接的功率分配单元。
进一步地,所述Zigbee基带处理模块还包括与所述功率分配单元相连接的信道估测单元。本发明的传感节点能够应用于基于Zigbee技术的物联网络，可将采集的数据通过多个信道进行发送，保证了数据传输的可靠性，实现传感节点工作的功能，在同样无线传播环境下能够很大的提高传感节点的数据传输能力、抗干扰能力和数据传输覆盖范围，进而提高了包括该传感节点的物联网络的可靠性与稳定性。
图1是本发明一种传感节点实施方式I的模块图；图2是本发明一种传感节点实施方式2的模块图；图3是本发明一种传感节点实施方式3的模块图；图4是图3所示实施方式多信道功率分配方案图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。参见图1，所示为本发明一种传感节点实施方式I的模块图，该传感节点包括数据采集模块、Zigbee基带处理模块和射频模块。其中，数据采集模块用于采集信息并输出相应的数字信号，该信息包括采集对象的状态信息，例如温度、亮度、压力等。Zigbee基带处理模块与数据采集模块的输出端相连接，它包括依次连接的扩频器、编码器、调制器、多路分解器、数据链路和数据传输同步FIFO模块；其中，扩频器主要是利用扩频器中数字电路产生的DS序列码对数据采集模块输出的数字信号扩展频谱后输出扩频信号；编码器为差分编码器，差分编码器接收到扩频器扩频后的信号后，在调制器对差分编码后得到的信号进行调制得到调制信号；多路分解器把调制完成后的信号进行多路分解，把分解后的信号分别形成数据链路输出到同步FIFO模块，同步FIFO模块同步将数据输出给射频模块。射频模块包括与数据路径数目相同个数的D/A转换器、功率放大器和天线单元，D/A转换器将FIFO模块输出的多路数字信号转换成模拟信号并输出给功率放大器，经功率放大器放大后经天线单元发射出去。多路分解器可以将数字信号分解为两路、三路、四路或者更多路，每一路可以是相同的数字信号，也可以是部分数字信号形成的数据包，具体依照传输的数字信号形成的数据大小确定。参见图2，所示为本发明一种传感节点实施方式2的模块图，该传感节点与实施方式I相比，主要区别在于包括了数据采集模块的实施方式，其中数据采集模块包括了传感器和A/D转换单元，传感器可以是一个或者一种，也可以是多个或者多种，传感器采集的信号经A/D转换单元转换成数字信号后输送给Zigbee基带处理模块。参见图3，所示为本发明一种传感节点实施方式3的模块图，该传感节点与实施方式2相比，主要区别在于Zigbee基带处理模块进一步包括了信道估测单元和功率分配单元，在数据输出时，先进行信道估测后，根据信道估测后得到的结果参数进行信道选择，选择传输性能最优的信道，再利用功率分配模块在对数据链路模块调整通过再编码和调制方式或比特的平均功率大小对调制的二进制比特码进行功率优化分配。具体的，信道估测单元利用调制信号本身固有的、与具体承载信息比特无关的一些特征来对信道进行计算，根据计算结果，对信噪比较高的信道进行更多的功率分配。如在Zigbee中常使用RSSI (接收信号强度指示)算法来确定信道的信噪比，RSSI是利用软件与硬件结合方法来测试各个信道的参数，通过软件逐个对每条信道接收到的参数进行计算分析，即可得到不同信道的信噪比。功率分配单元首先通过信道估测模块得到各个信道的信噪比，以信噪比和总能量为根据，对各个信道中信号的编码方式和调制类型或每个比特的平均功率大小进行选择和调整，完成对每个信号功率大小分配。其中，功率分配方式优先使用自适应灌水原理。通过信道估测和功率分配可以实现数据功率资源分配的合理化，提高整体通信系统的传输效率。在本实施方式中，多信道接收信号为
权利要求
1.一种传感节点，其特征在于，包括用于采集信号的数据采集模块、对所述数据采集模块输出数据进行处理的Zigbee基带处理模块、以及接收所述Zigbee基带处理模块输出信号的射频模块；所述射频模块包括至少两天线单元，所述Zigbee基带处理模块包括将所述Zigbee基带处理模块处理数据分割为多个数据链路的多路分解器。
2.根据权利要求1所述的传感节点，其特征在于，所述Zigbee基带处理模块为SOC。
3.根据权利要求1所述的传感节点，其特征在于，所述Zigbee基带处理模块包括依次连接的扩频器、编码器和调制器，所述多路分解器与所述调制器的输出端相连接。
4.根据权利要求3所述的传感节点，其特征在于,所述Zigbee基带处理模块还包括同步FIFO模块，所述同步FIFO模块连接所述多路分解器的输出端。
5.根据权利要求1所述的传感节点，其特征在于，所述射频模块包括D/A转换器，所述D/A转换器与所述天线单元的数目相同。
6.根据权利要求5所述的传感节点，其特征在于，所述射频模块还包括功率放大器，所述D/A转换器处理后数据经所述功率放大器放大后输出给所述天线单元。
7.根据权利要求6所述的传感节点，其特征在于，所述功率放大器与所述天线单元的数目相同。
8.根据权利要求7所述的传感节点，其特征在于，所述数据采集模块包括一个或者多个传感器以及与所述传感器相连接的A/D转换器。
9.根据权利要求1所述的传感节点，其特征在于，所述Zigbee基带处理模块还包括与所述数据链路相连接的功率分配单元。
10.根据权利要求1或9所述的传感节点,其特征在于,所述Zigbee基带处理模块还包括与所述功率分配单元相连接的信道估测单元。
全文摘要
本发明提供了一种传感节点，其包括用于采集信号的数据采集模块、对数据采集模块输出数据进行处理的Zigbee基带处理模块、以及接收Zigbee基带处理模块输出信号的射频模块；射频模块包括至少两天线单元，Zigbee基带处理模块包括将Zigbee基带处理模块处理数据分割为多个数据链路的多路分解器。本发明的传感节点能够应用于基于Zigbee技术的物联网络，可将采集的数据通过多个信道进行发送，显著提高了数据传输的可靠性以及覆盖范围，增大了数据传输速率，实现传感节点工作的功能，在同样无线传播环境下能够很大的提高传感节点的数据传输能力、抗干扰能力和数据传输覆盖范围，进而提高了包括该传感节点的物联网络的可靠性与稳定性。
文档编号H04B17/00GK103200600SQ20131006801
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者尹武, 戴宏剑 申请人:深圳市睿海智电子科技有限公司