用于双调制低数据速率网络的方法和系统与流程

本发明总体上涉及双调制网络领域，且更具体地涉及远程、低数据速率双调制网络。

背景

设备-设备通信和协作，创造了“物联网”(iot)，主要经由无线协议，如蓝牙、zigbee、wifi和3g和4g系统等，在设备之间直接通信来实现的。这些协议具有高吞吐量的优点，但是要么范围短，要么需要很大的功率才能在更长的范围内工作。这导致通过这些类型的网络通信的无线设备的电池寿命较短。以较低频率操作的z-wave协议改善了这些限制，但仍有达200米的有限范围。z-wave网络的范围能够经由网状网络扩展，但目前仅限于通过四个集线器转发数据。然而，由于需要大量的硬件和功率，网状网络是成本密集型的。此外，许多iot应用需要设备进行远距离通信，在这种情况下添加范围扩展节点是不切实际的或不可能的。因此，对于许多iot应用来说，巨大的成本和有限的范围严重限制了实用性。

发明概述

下面描述了一种双调制、低数据速率网络和通过这种网络通信的方法，其克服了上述当前现有技术的限制。通常，网络包括一个或更多个集线器以及一个或更多个外围设备。集线器各自具有远程收发器和微控制器。集线器微控制器用固件编程，该固件指示远程收发器使用远程扩频(ss)信号或者使用窄带频移键控(fsk)信号来传送信息。集线器微控制器还包括固件，该固件用于指示远程收发器监听远程ss或窄带fsk信号。

与上述

背景技术：
中描述的那些系统相比，刚刚描述的特征提供了若干益处。首先，远程收发器通过900mhzism信道进行通信，而其他协议在较高频率下进行操作。因此，尽管存在障碍物和长距离，远程信号还是更加健壮。第二，双重调制还使得系统在更长距离和障碍物周围更加健壮，同时还能为外围设备节省功率和延长电池寿命。在某些情况下，电池寿命为两年或更长，这取决于外围设备每次使用时发送和/或接收的数据量。除了这些益处之外，本领域的技术人员将认识到本文没有描述的其它益处，但是这些益处是系统固有的。

在一个实施例中，描述了包括主网络集线器(pnh)的系统。主网络集线器包括远程收发器和微控制器。主网络集线器微控制器具有用于经由主网络集线器远程收发器进行远程ss和窄带fsk信号通信的通信固件。此外，pnh微控制器包括时钟信号。系统还包括外围设备(pd)。pd具有致动机构、远程收发器、以及微控制器。外围设备微控制器具有致动固件、用于经由pd远程收发器通信的通信固件、与pnh时钟信号同步的时钟信号、以及位置固件。位置固件指示pd远程收发器发送由pd发送时间戳编码的位置信号，向接收设备(例如pnh)通知pd发送位置信号的时间。

还公开了一种方法。该方法包括在具有远程收发器的主网络集线器处接收并存储操作指令，将系统操作指令与具有远程收发器和致动机构并且远离主网络集线器的外围设备相关联，以及接收并存储与外围设备相关联的外围设备位置信息。方法还包括确定在主网络集线器和外围设备之间的范围，基于该范围，选择远程ss信号或窄带fsk信号中的一个，以及基于系统操作指令从主网络集线器发送传送关于外围设备的致动指令的远程ss信号或窄带fsk信号。

公开了另一种方法，其包括在具有远程收发器的主网络集线器处接收并存储系统操作指令，将系统操作指令与具有远程收发器并远离主网络集线器的辅助网络集线器相关联，以及在主网络集线器处接收并存储用于辅助网络集线器的位置信息。该方法还包括确定在主网络集线器和辅助网络集线器之间的范围，基于该范围，选择第一远程ss信号或第一窄带fsk信号，以及基于系统操作指令从主网络集线器发送传送辅助网络集线器指令的第一远程ss信号或第一窄带fsk信号。该方法还包括在辅助网络集线器远程收发器处接收辅助网络集线器指令，将辅助网络集线器指令与具有远程收发器和致动机构并且远离辅助网络集线器和主网络集线器的外围设备相关联，以及在辅助网络集线器处接收并存储关于外围设备的位置信息。此外，该方法包括确定在辅助网络集线器和外围设备之间的范围，基于该范围，选择第二远程ss信号或第二窄带fsk信号，以及基于辅助网络集线器指令从主网络集线器发送传送外围设备指令的第二远程ss信号或第二窄带fsk信号。

附图简述

下面通过参照具体实施例对上面简要描述的本发明进行更具体的描述。在附图中描绘了本申请所包括的几个实施例，其中：

图1描绘了双调制星形加星形网络；

图2描绘了另一个双调制网络；

图3a-3c描绘了系统设备的实施例；

图4a-4c描绘了单集线器双调制网络的实施例；

图5描绘了收发器电路的示例设计；

图6描绘了收发器-微控制器电路的示例设计；

图7描绘了集线器的示例实施例；

图8描绘了集线器的另一示例实施例；

图9描绘了集线器的可选实施例；

图10是收发器-微控制器电路的另一描绘；

图11描绘了多集线器双调制网络的具体实施例；

图12描绘了单集线器双调制网络的具体实施例；

图13描绘了用于在单集线器双调制网络上通信的示例方法；

图14描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法；

图15描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法；以及

图16描绘了用于在多集线器双调制网络上通信的示例方法。

详细描述

下面参考附图中的实施例，通过示例，提供对所要求保护的发明的详细描述。本领域技术人员将认识到，如以下附图中的示例所描述的本发明的组分能够以各种不同的配置来布置和设计，包括以下描述的实施例或未描述的其他实施例的组合。因此，附图中的实施例的详细描述仅仅代表本发明的实施例，并且不旨在限制所要求保护的本发明的范围。

在某些情况下，由数值表示的特征，例如尺寸、质量、数量、以及其他能够用数值表示的属性，被规定为近似值。除非另有说明，近似值意味着“符合规定值的50％以内”。因此，大约1英寸的长度应该被解读为“1英寸+/-0.5英寸”。

本发明的全部或部分可以被体现为系统、方法、和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或媒体)。例如，计算机程序产品可以包括在微控制器上编程的固件。

计算机可读存储介质可以是能够保存和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、化学存储器存储设备、量子态存储设备，或者上述的任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下内容：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、数字视盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备(例如其上具有记录指令的凹槽中的穿孔卡或凸起结构)、以及上述内容的任何适当组合。本文使用的计算机可读存储介质本身不应被解释为瞬时信号，例如无线电波或其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆进行传递的光脉冲)或通过导线传输的电信号。

可以将本文描述的计算机可读程序指令从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输线缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、与机器有关的指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或以一个或更多个编程语言(包括目标对象的编程语言(诸如，smalltalk、c++等)、以及常规过程编程语言(诸如，“c”编程语言或类似的编程语言))的任意组合的方式编写的源代码或目标代码。用于实现本发明的计算机程序代码也可以用低级编程语言(例如汇编语言)编写。

在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)、或可编程逻辑阵列(pla)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化设置电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的方面。

本文参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)、和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的各方面。本领域的技术人员将理解，流程图图示和/或框图中的每个框和流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机可读程序指令来实现。此外，本领域的技术人员将认识到，系统块和方法流程图尽管以特定顺序描述，但可以以不同的顺序和/或配置来组织，而不背离所要求保护的发明的实质。

这些计算机可读程序指令可被提供到通用计算机的、专用计算机的、嵌入式系统的、或用于生产机器的其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机的或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图中和/或在框图的一个或更多个框中所指定的功能/动作的方式。这些计算机可读程序指令还可以存储在计算机可读存储介质中，其可以引导计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作各方面的指令的制造品。

计算机可读程序指令还可被载入到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，以使一系操作步骤在计算机、其他可编程装置、或其他设备上被执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置、或其他设备上执行的指令实施在流程图和/或框图中的一个或更多个框中指定的功能/动作。

图1描绘了根据所要求保护的发明的双调制网络100的一个实施例。双调制网络100包括主网络集线器(pnh)110、在pnh-snh发送-接收范围内远离pnh110的一个或更多个辅助网络集线器(snh)120、以及一个或更多个外围设备(pd)130。pd130位于pnh-pd发送-接收范围或snh-pd发送-接收范围中的至少一个范围内、远离pnh110和snh120。pnh110具有一个或更多个远程收发器以及具有用于经由pnh远程收发器进行远程扩频(ss)和窄带频移键控(fsk)信号通信的通信固件的一个或更多个微控制器。snh120类似地具有一个或更多个远程收发器以及具有用于经由snh远程收发器进行远程ss和窄带fsk信号通信的通信固件的一个或更多个微控制器。在双调制网络100的一个实施例中，pd130还具有致动机构、至少一个远程收发器以及具有用于经由pd130远程收发器进行远程ss和窄带fsk信号通信的通信固件的至少一个对应的微控制器。在另一实施例中，pd130具有致动机构、至少一个接收器以及具有用于远程ss和窄带fsk信号通信的接收固件的至少一个对应的微控制器。在又一个实施例中，pd130具有致动机构、至少一个发射器以及具有用于远程ss和窄带fsk信号通信的发射器固件的至少一个对应的微控制器。

如在权利要求和说明书中通篇所使用的，远程意味着从0.5英里到30英里的任何范围。在一些实施例中，远程意味着大约1英里。在其他实施例中，远程意味着从1英里到26英里的范围。在又一其他实施例中，远程意味着大约10英里。

pnh110、snh120、和/或pd130基于通信设备之间的范围经由远程ss信号140和/或窄带fsk信号145进行通信。例如，在一个实施例中，pnh110经由远程ss信号140与一个pd130通信，并且经由窄带fsk信号145与第二pd130通信。在这样的示例中，当第一pd130在pnh-pd窄带fsk通信范围之外但在pnh-pd远程ss通信范围之内时，这种配置将是特别有益的。在另一个实施例中，pd130是移动的。当pd130在pnh-pd窄带fsk范围内时，pnh110经由窄带fsk信号145与pd130通信，并且当pd130在pnh-pd窄带fsk范围之外时，pnh110经由远程ss信号140与pd130通信。在另一实施例中，即使pd130在pnh-pd窄带fsk范围内，pnh110也经由远程ss信号140与pd130通信。

许多pd由包含数百比特至数百千比特数据的指令控制。因此，这种指令不需要通过高数据速率网络进行传送，从而降低了发送和接收信息消耗的功率。相反，低数据指令能够经由低数据速率信号进行传输，同时仍然具有快速响应时间，例如在一秒内。这对电池操作的pd尤为重要。在一些实施例中，pd130是这样的pd，其中pd130是电池操作的，并且由包含数百比特至数十万比特的指令控制。在一个实施例中，pd130需要100比特至500千比特的数据用于指令。在该实施例中，远程ss信号140以从每秒100比特(bps)到每秒500千比特(kbps)的速率向pd130传送指令。在另一个实施例中，pd130需要200比特至300千比特的数据用于指令。在该另一实施例中，远程ss信号140以200bps到300kbps的速率向pd130传送指令。在又一个实施例中，pd130需要1至100千比特的数据用于指令。在该实施例中，远程ss信号140以1至100kbps的速率向pd130传送指令。

在一个示例中，pnh110经由远程ss信号140与snh120通信。snh120处理来自pnh110的通信，并经由窄带fsk信号145将信息转发给pd130。类似地，在另一实施例中，snh120经由窄带fsk信号145从pnh110接收信息，处理该信息，并且经由远程ss信号140将信息转发给pd130。作为另一示例，在pnh110、snh120和pd130之间的通信仅经由远程ss信号140或仅经由窄带fsk信号145来实现。

远程ss信号140是任何时间的扩频信号。例如，在一个实施例中，远程ss信号140是远程扩频跳频(ssfh)信号。在另一个实施例中，远程ss信号140是远程直接序列扩频(dsss)、跳时扩频(thss)、或啁啾扩频(css)信号。其它实施例包括ssfh、dsss、thss、和/或css信号中的两个或更多个的组合。在包括ssfh、dsss、thss、和/或css信号的实施例中，上述微控制器包括具有用于使用这些信号进行通信的指令的固件。例如，在一个实施例中，pnh微控制器固件包括用于远程ssfh信号通信的指令。在相同或另一实施例中，snh微控制器固件类似地包括用于远程ssfh信号通信的指令。另外，在相同或其它实施例中，pd微控制器固件包括用于远程ssfh信号通信的指令。在一个实施例中，pnh、snh和pd的微控制器固件都包括用于远程ssfh信号通信的指令。

在一个实施例中，每个snh120与特定的一组pd130相关联，其中每个pd130仅与一个snh120相关联。pnh110存储高级系统操作信息和指令。系统操作信息和指令包括用于snh120和pd130的操作指令，以及关于哪个pd130与哪个snh120相关联的信息。pnh110向每个snh120发送仅用于该集线器及其相关联的pd的操作信息和指令。snh120存储由pnh110发送的操作信息和指令，并且对其相关联的pd130往来发送和/或接收信息，包括指令。因此，pnh110充当系统级控制集线器，而snh120充当本地控制集线器。该实施例允许与许多设备进行健壮的通信，同时避免单集线器系统的干扰和滞后时间。

pd130可以是包括致动机构的各种装置中的任何一种。在一个实施例中，pd130是用于访问受控的围护(anaccess-controlledenclosure)的门(gate)。例如，在一个实施例中，围护是围绕诸如企业、家庭、工业综合体、监狱、或其他访问受控的围护的地产(property)的周边围栏。在另一实施例中，pd130是用于允许访问结构或结构内的房间的门(door)。在一个实施例中，pd130是一种气候控制设备，例如hvac系统，用于调节建筑物内部的加热和冷却输出。在又一个实施例中，pd130是自动百叶窗系统和/或灯开关和/或灯开关系统。在一些实施例中，pd130也是各种家用电器中的任何一种，例如冰箱、炉子、烤箱、洗碗机、洗衣机、干衣机、马桶、浴缸和/或淋浴、以及厨房电器。在其他实施例中，pd130是个人计算机、打印机/扫描仪、传真机和/或电话。

在一些实施例中，pd130也是各种商业和/或工业装备中的任何一种。例如，在一个实施例中，pd130是升降机。在另一个实施例中，pd130是各种制造装备中的一种，例如传送带、泵、传感器、马达、和/或3d打印机。在又一其它实施例中，pd130是车辆和/或车辆部件，例如起动器或马达。在一个实施例中，pd130是无人机。

双调制网络100是独立网络，其提供了若干益处。首先，双调制网络100独立于互联网进行操作。因此，即使外部互联网连接中断时，pnh110也能够与snh120和pd130各自进行通信。另外，在双调制网络100的一些实施例中，pnh110、snh120和pd130配备有备用电源。在一些实施例中，备用电源是本地的，例如电池。在相同或其他实施例中，备用电源是离网电源，例如发电机或电池。在这样的实施例中，在pnh110、snh120和pd130之间的连接性以及每一个的可操作性在经历电网断电时继续。

上述独立双调制网络的另一个益处是固有的安全性。为了让设备解析远程ss信号，其必须知道要检查哪些频率。在双调制网络100中，pnh110、snh120和pd130中的每一个都以用于双调制网络100的唯一频率序列进行编程。即使外部观察者试图解析来自双调制网络100的信号，不知道唯一频率序列的该观察者也会把来自双调制网络100的信号解析为噪声。为了增加安全性，在一些实施例中，pnh110、snh120和pd130包括篡改固件，该篡改固件在未授权用户能够获得频率序列之前通知授权用户该设备已经被篡改，自动改变频率序列，并且用新的频率序列更新网络上的其他设备。例如，pnh110从pd130接收篡改信号。pnh110改变频率序列，并用新序列更新snh120和其他pd130。pnh110然后通知授权用户pd130已经被篡改并且频率序列已经被更新。

上述pd130实施例仅是示例，且不应被解释为限制pd130的范围。相反，pd130是包括执行有形功能(例如打开或关闭房间中的灯、解锁和/或打开门、以及打开和/或关闭百叶窗)的致动机构的任何设备或系统。

图2描绘了另一个双调制网络200。pnh210包括存储器212，微控制器214、以及收发器216。类似地，snh220包括存储器222、微控制器224、以及收发器226。pd230包括微控制器232、收发器234、致动器236、以及电池238。pnh210、snh220和pd230经由无线信号240通信。无线信号240是任何类型的无线信号。例如，在一个实施例中，无线信号240是远程ss信号(诸如900mhzism频带上的ssfh、dsss、thss和/或css)，或者900mhzism频带上的窄带fsk信号。

pd230是上述关于图1中pd130的各种设备中的任何一种。存储器212和222是各种非易失性存储器设备中的任何一种，例如rom、闪存、硬盘、和/或光盘。类似地，在一些实施例中，微控制器214、224和232是各种现有微控制器中的任何一种。在一些实施例中，收发器216、226和234也是各种现有的900mhzism频带收发器中的任何一种。例如，在各种实施例中，收发器216、226和234中的一个或更多个是远程收发器。

在一些示例中，微控制器214和收发器212经由印刷电路板(pcb)联网。然而，在一些实施例中，微控制器214和收发器216在片上网络(noc)架构中联网。类似地，在一些实施例中，微控制器224和收发器226经由pcb联网，而在一些其他实施例中，微控制器224和收发器226在noc架构中联网。另外，在一些实施例中，微控制器232和收发器234经由pcb联网，而在其他示例中，微控制器232和收发器234在noc架构中联网。

存储器212与微控制器214以及收发器216联网。类似地，存储器222与微控制器224以及收发器226联网。这种联网可以通过多种手段中的任何一种来实现，例如经由pcb、带状电缆、noc架构、或其组合。因此，在一些实施例中，存储器212和微控制器214经由pcb、带状电缆、noc架构、或其组合联网。类似地，在一些实施例中，存储器222和微控制器224经由pcb、带状电缆、noc架构、或其组合联网。

pnh210、snh220和pd230可以由多种手段中的任何一种来供电。例如，如图所示，在一些实施例中，pd230包括电池。然而，在其他实施例中，pd230通过标准电源插座或其他外部电源供电。在一些实施例中，pnh210和snh220通过标准电源插座或其他外部电源供电，但是在这种和其他实施例中，在电力发生故障的情况下，还包括备用电池。在一些实施例中，pd230在电池238出现故障的情况下还包括备用电池。

图3a-3c描绘了系统设备300、330、360的实施例。pnh310包括收发器315和微控制器320。微控制器320用收发器固件322编程，并包括时钟信号324。收发器固件322包括远程ss信号通信指令和窄带fsk信号通信指令。例如，在一个实施例中，收发器固件322包括用于远程扩频跳频信号通信的指令。

在图3b中，snh340包括收发器345和微控制器350。微控制器350用收发器固件352、位置固件354编程，并包括时钟信号356。时钟信号356与时钟信号324同步。位置固件354指示收发器345发送用来自时钟信号356的发送时间戳编码的位置信号。位置信号通知接收设备与时钟信号、snh340发送的位置信号相关联的时间。例如，在一个实施例中，接收设备是pnh310。因为pnh310和snh340时钟信号324、356是同步的，pnh310能够确定信号的飞行时间并确定从pnh310到snh340的距离。在一些实施例中，微控制器320被编程为至少部分地基于从pnh310到snh340的距离来选择远程ss信号或窄带fsk信号。例如，在一个实施例中，pnh310确定到snh340的距离为20米，并选择窄带fsk信号用于在pnh310和snh340之间的通信。在另一个实施例中，pnh310确定到snh340的距离为1英里，并选择远程ss信号用于在pnh310和snh340之间的通信。

在图3c中，pd370包括收发器375和微控制器380。微控制器380用通信固件382、位置固件384、致动固件388编程，并且包括时钟信号356。时钟信号386与时钟信号324同步。位置固件384指示收发器375发送用来自时钟信号386的发送时间戳编码的位置信号。位置信号通知接收设备与时钟信号386、pd370发送的位置信号相关联的时间。例如，在一个实施例中，接收设备是pnh310。因为pnh310和pd370时钟信号324、386是同步的，所以pnh310能够确定信号的飞行时间并确定从pnh310到pd370的距离，并选择适当的信号用于在pnh310和pd370之间的通信。

图4a-4c描绘了类似于上述双集线器调制网络302、304、306但没有snh的单集线器双调制网络402、404、406的实施例。单集线器双调制网络402在pd处仅接收，其中pnh410包括收发器411，并且pd414包含接收器415。单集线器双调制网络404在pd处发送和接收，其中pnh420包括收发器421，并且pd424包含接收器425。单集线器双调制网络406在pd处仅发送，其中pnh430包括收发器431，并且pd434包含接收器435。在snh不实用的情况下，单集线器双调制网络402、404、406是有用的。例如，这种网络在pnh或pd中的至少一个是移动的并且在pnh和pd之间存在严重障碍的情况下是有用的。

图5描绘了收发器电路的示例设计。在所示的例子中，收发器电路500的尺寸约为3/4英寸乘以5/8英寸。然而，根据期望的功能，收发器电路500在一些实施例中更大，而在其他实施例中更小。收发器电路500的部件被安装在pcb510上。这些部件包括发射/接收开关512、功率放大器514、低噪声接收器516、以及远程收发器518。在一些实施例中，远程收发器518是现有的收发器，例如semtechsx1276低功率rf收发器。天线520与发射/接收开关512联网并延伸超过pcb510。在一些实施例中，天线520是各种现有天线中的任何一种，包括pcb天线、芯片天线、和/或鞭状天线。在其他实施例中，天线520是各种专有和/或专用天线中的任何一种。

图6描绘了收发器-微控制器电路的示例设计。在所示的示例中，收发器-微控制器电路600具有大约1¹/2英寸乘以1英寸的尺寸。在类似的实施例中，收发器-微控制器电路600具有大约2英寸乘以1英寸的尺寸。然而，根据期望的功能，收发器-微控制器电路600在一些实施例中更大，而在其他实施例中更小。收发器-微控制器电路600的部件被安装到pcb605。这些部件包括收发器电路610、天线620、和微控制器630，在一些实施例中，收发器电路610类似于上述收发器电路500。在一些实施例中，天线620和天线520一样是各种现有天线中的任何一种，包括pcb天线、芯片天线、和/或鞭状天线。在其他实施例中，天线620是各种专有和/或专用天线中的任何一种。在一些实施例中，收发器-微控制器电路600包括触点640，以用于给收发器-微控制器电路600供电和/或用于向收发器-微控制器电路600发送数据和/或从收发器-微控制器电路600发送数据。例如，在一些实施例中，触点640是sd型触点。

图7描绘了集线器的示例实施例。在一些实施例中，集线器700是pnh。在其他实施例中，集线器700是snh。集线器700包括外壳710和收发器-微控制器ic端口715。收发器-微控制器电路720被插入至收发器-微控制器电路端口715。在所描绘的实施例中，集线器700容纳1至9个收发器-微控制器ic720。在其它实施例中，集线器700容纳多于9个收发器-微控制器电路720。

图8描绘了集线器的另一示例实施例。在一些实施例中，集线器800是pnh。在其他实施例中，集线器800是snh。集线器800的部件被安装在pcb810上。在一些实施例中，集线器800包括usb端口815、本地存储器812、wifi收发器814、用于外部电源817的电源变压器816、以及用于有线以太网连接819的以太网收发器818。另外，集线器800包括具有收发器-微控制器ic端口825的面820。收发器-微控制器电路通过例如带状电缆与集线器800联网。集线器800还包括具有用于集线器800的固件的微控制器830。在一些实施例中，微控制器830固件包括用于控制以太网收发器818和wifi收发器814的固件。

在一些实施例中，本地存储器812是非易失性闪存。在一些实施例中，本地存储器812包括ram和附加控制器。在其他实施例中，本地存储器812被其他各种各样的存储器和外设代替。

上面关于集线器800描述的部件中的许多部件是可选的。例如，集线器800的一些实施例仅包括用于连接到外部网络的以太网收发器818。可选地，在一些实施例中，集线器800仅包括用于连接到外部网络的wifi收发器814。在其他实施例中，wifi收发器814和/或以太网收发器818被可选类型的硬件收发器(例如蓝牙收发器、和其他无线和/或有线收发器)替代。类似地，在一些实施例中，usb端口815不被包括。在其他实施例中，usb端口815被其他外部设备端口(例如sd型端口、诸如串行端口的引脚端口、vga端口、hdmi端口、和/或其他端口)替代。在一些实施例中，除了usb端口815之外，集线器800还包括类似于刚刚提到的那些端口。

图9描绘了集线器的可选实施例。在一些实施例中，集线器900是pnh。在其他实施例中，集线器900是snh。在一些实施例中，类似于集线器800的部件，集线器900的部件被安装在pcb910上。与集线器800不同，收发器-微控制器电路920直接被安装在为收发器-微控制器电路920提供的空间922上的pcb910上。集线器900还包括微控制器930、以太网控制器940、以太网收发器950、和usb端口960。尽管未描绘，但是在一些实施例中，集线器900还包括本地易失性和/或非易失性存储器、附加微控制器、附加有线或无线收发器、以及附加i/o端口。

图10是收发器-微控制器电路的另一描绘。收发器-微控制器电路1000的部件被安装到pcb1010，其中连接器1015用于连接到集线器，例如集线器700、集线器800、和/或集线器900。这些部件包括收发器微控制器1020和天线1030。

图11描绘了多集线器双调制网络(例如用于访问受控的多建筑物工业综合体的网络)的具体实施例。工业综合体1100包括容纳pnh1115的建筑物1110以及容纳snh1125的建筑物1120。工业综合体1100被周边围栏1130包围。周边围栏1130包括控制对工业综合体1110的访问的pd。在本实施例中，pd是入口门1132，且pd致动机构包括访问垫(accesspad)1134和门致动器，例如门马达1136。访问垫1134远离门马达1136，并且访问垫1134包括如上针对pd所述的远程收发器和微控制器。在pnh1115、snh1125、和访问垫1134中的每一个之间是障碍物1140。在一些实施例中，障碍物1140包括阻碍和/或干扰rf信号传输的任何结构，例如墙壁和/或建筑物。在一些实施例中，障碍物1140包括阻碍和/或干扰rf信号传输的景观特征，例如树木、灌木、小山、岩石等。在一些实施例中，障碍物1140还包括干扰rf信号传输的其它rf信号。

多集线器双调制网络有助于集中控制远离工业综合体周围的许多设备。在所描绘的示例中，pnh1115存储关于在工业综合体1100周围的所有本地联网设备的系统操作信息。pnh1115将建筑物1120中的和/或在其周围的pd的本地系统操作信息传送给snh1125。snh1125存储本地系统操作信息，并直接与建筑物1120中的和/或在其周围的pd通信。系统操作信息还包括在建筑物1110中的和/或在其周围的pd的本地系统操作信息。pnh1115直接与建筑物1110中的和/或在其周围的pd通信。系统操作信息还包括关于远离工业综合体1100周围的建筑物1110以及建筑物1120的pd的系统操作信息，例如访问垫1134。在一些实施例中，pnh1115直接与这样的pd通信，或者可以将这样的pd分配给snh1125用于操作控制。

系统操作信息的一个示例是对工业综合体1100的访问许可。pnh1115接收并存储与门1132的授权用户相关联的密码。在一个实施例中，用户将密码输入至访问垫1134。访问垫1134经由例如远程ss信号向pnh1115发送由用户输入的访问密码和门1132标识符。pnh1115接收密码和门1132标识符，并将它们与存储的与门1132的授权用户相关联的密码进行比较。如果输入的密码和门1132标识符与门1132的用户相关联的密码匹配，pnh1115向马达1136发送信号以打开门1132。如果输入的密码和门1132标识符与门1132的用户相关联的密码不匹配，则不发送响应，或者向访问垫1134发送通知用户访问被拒绝的信号。在可选实施例中，pnh1115将信号发送到访问垫1134以打开门1132，该信号由访问垫1134中继到马达1136。

另一示例包括pnh1115接收并存储与门1132的授权用户相关联的密码，并将该数据发送到访问垫1134。访问垫1134接收并存储与门1132的授权用户相关联的密码。用户将密码输入至访问垫1134，并且访问垫1134将输入的密码与存储的与门1132的授权用户相关联的密码进行比较。如果该密码与授权的密码匹配，访问垫1134向马达1136发送信号以打开门1132。否则，不发送信号，并且在一些实施例中，访问垫1134通知用户访问被拒绝。

图12描绘了单集线器双调制网络的具体实施例，例如用于住宅的网络。住宅1200包括房子1210，其容纳pnh1215。住宅1100被周边围栏1230包围。周边围栏1230包括控制对住宅1210的访问的pd。在本实施例中，pd是入口门1232，且pd致动机构包括访问垫1234。访问垫1134包括如上针对pd所述的远程收发器和微控制器。在pnh1215和访问垫1234之间是障碍物1220。在一些实施例中，障碍物1220包括阻碍和/或干扰rf信号传输的任何结构，例如墙壁和/或建筑物。在一些实施例中，障碍物1220包括阻碍和/或干扰rf信号传输的景观特征，例如树木、灌木、小山、岩石等。在一些实施例中，障碍物1220还包括干扰rf信号传输的其它rf信号。

单集线器双调制网络有助于集中控制远离住宅附近的许多设备。在所描绘的示例中，pnh1215存储关于住宅1200周围的所有本地联网pd的系统操作信息，例如访问垫1234。pnh1215直接与这样的pd通信。

系统操作信息的一个示例是对住宅1200的访问许可。pnh1215接收并存储与门1232的授权用户相关联的密码。在一个实施例中，用户将密码输入至访问垫1234。访问垫1234经由例如远程ss信号向pnh1215发送用户输入的访问密码和门1232标识符。pnh1215接收密码和门1232标识符，并将它们与存储的与门1232的授权用户相关联的密码进行比较。如果输入的密码和门1232标识符与门1232的用户相关联的密码匹配，则pnh1215发送信号给访问垫1234以解锁门1232。如果输入的密码和门1232标识符与门1132的用户相关联的密码不匹配，则不发送响应，或者向访问垫1234发送通知用户访问被拒绝的信号。

另一示例包括pnh1215接收并存储与门1232的授权用户相关联的密码，并将该数据发送到访问垫1234。访问垫1234接收并存储与门1232的授权用户相关联的密码。用户将密码输入至访问垫1234，并且访问垫1234将输入的密码与存储的与门1232的授权用户相关联的密码进行比较。如果该密码与授权的密码匹配，则访问垫1234解锁门1132。否则，不发送信号，而在一些实施例中，访问垫1234通知用户访问被拒绝。

图13描绘了用于在单集线器双调制网络上通信的示例方法1300。在框1310，具有远程收发器的pnh接收并存储系统操作指令。在框1320，pnh将系统操作指令与具有远程收发器和致动机构的pd相关联。pd远离pnh。在框1330，pnh接收并存储与pd相关联的位置信息。在框1340，pnh确定在pnh和pd之间的范围。在框1250，pnh基于所确定的范围选择远程ss信号或窄带fsk信号。例如，在一些实施例中，远程ss信号是远程ssfh信号。在框1260，基于系统操作指令pnh发送传送关于pd的致动指令的远程ss信号或窄带fsk信号。

方法1300的具体实施例包括其中pd是用于控制通过周边围栏的访问的访问门的实施例。致动指令包括关于周边围栏的访问控制指令。例如，pnh接收并存储与访问门的授权用户相关联的密码。pnh将密码与访问门相关联。pnh还接收并存储关于访问门的位置信息，并确定在pnh和访问门之间的范围。基于该范围，pnh选择远程ss信号或窄带fsk信号，并将传送密码的信号发送到访问门。访问门接收访问控制指令。在一个实施例中，用户将密码输入至访问垫，并且访问垫将输入的密码与存储在门处的密码进行比较。如果该密码与存储的密码匹配，访问垫将解锁访问门。否则，访问门不被解锁，并且在一些实施例中，访问垫通知用户访问被拒绝。

图14描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法1400。在框1410，具有远程收发器的pnh接收并存储系统操作指令。在框1420，pnh将系统操作指令与具有远程收发器和致动机构的pd相关联。pd远离pnh。在框1430，pnh接收并存储与pd相关联的位置信息。在框1440，pnh确定在pnh和pd之间的范围。在框1450，pnh基于所确定的范围选择远程ss信号或窄带fsk信号。例如，在一些实施例中，远程ss信号是远程ssfh信号。在框1460，基于系统操作指令pnh发送传送关于pd的致动指令的远程ss信号或窄带fsk信号。在框1470，pnh接收来自pd的响应于pd致动指令的响应信号。例如，在一个实施例中，访问门基于正确输入的密码接收打开的指令，但是致动机构发生故障，因此访问门向pnh发送响应信号，传达访问被认证但未被成功授权。

图15描绘了用于单集线器双调制网络通信的另一示例方法1500。在框1510，具有远程收发器的pnh接收并存储系统操作指令。在框1520，pnh将系统操作指令与具有远程收发器和致动机构的pd相关联。pd远离pnh。在框1530，pnh接收并存储与pd相关联的位置信息。在框1540，pnh确定在pnh和pd之间的范围。在框1550，pnh基于所确定的范围选择远程ss信号或窄带fsk信号。例如，在一些实施例中，远程ss信号是远程ssfh信号。在框1560，基于系统操作指令pnh发送传送关于pd的致动指令的远程ss信号或窄带fsk信号。在框1570，pnh接收传送pd状态的记录信号。例如，在一个实施例中，手动切换的灯(light)向pnh发送记录信号，该记录信号传送其状态变化，从关闭到打开、从打开到关闭、或亮度调节，以及pnh接收记录信号并更新灯的状态。

图16描绘了用于在多集线器双调制网络上通信的示例方法1600。在一些实施例中，多集线器双调制网络执行上述关于方法1300、1400、1500的任何或所有步骤。另外，在一些实施例中，多集线器网络充当单集线器网络和多集线器网络，其中pnh直接控制pd并且控制snh，snh进而控制不受pnh控制的pd。或者，在一些实施例中，pnh和snh共享对pd的控制。

在框1605，具有远程收发器的pnh接收并存储系统操作指令。在框1610，pnh将系统操作指令与具有远程收发器并且远离pnh的snh相关联。在框1615，pnh接收并存储与snh相关联的位置信息。在框1620，pnh确定在pnh和snh之间的范围。在框1625，pnh基于在pnh和snh之间的范围选择第一远程ss信号或第一窄带fsk信号。例如，在一些实施例中，远程ss信号是远程ssfh信号。在框1630，基于系统操作指令，pnh从pnh发送传送snh指令的第一远程ss信号或第一窄带fsk信号。在框1635，snh接收并存储snh指令。在框1640，snh将snh指令与具有远程收发器和致动机构的pd相关联。pd远离snh和pnh。在框1645，snh接收并存储与pd相关联的位置信息。在框1650，snh确定在snh和pd之间的范围。在框1655，snh基于在snh和pd之间的范围选择第二远程ss信号或第二窄带fsk信号。例如，在一些实施例中，远程ss信号是远程ssfh信号。在框1660，基于snh指令，snh发送传送pd指令的第二远程ss信号或第二窄带fsk信号。

方法1600的具体实施例包括其中pd是用于控制通过周边围栏的访问的访问门的实施例。pd指令包括关于周边围栏的访问控制指令。例如，pnh接收并存储与访问门的授权用户相关联的密码。pnh将密码与snh相关联，控制访问门。pnh还接收并存储关于snh的位置信息，并确定在pnh和snh之间的范围。基于该范围，pnh选择远程ss信号或窄带fsk信号，并将传送密码的信号发送给snh。snh接收并存储与访问门的授权用户相关联的密码。snh将密码与访问门相关联。snh还接收并存储关于访问门的位置信息，并确定在snh和访问门之间的范围。基于该范围，snh选择远程ss信号或窄带fsk信号，并将传送密码的信号发送到访问门。访问门接收访问控制指令。在一个实施例中，用户将密码输入至访问垫，并且访问垫将输入的密码与存储在门处的密码进行比较。如果该密码与存储的密码匹配，则访问垫解锁访问门。否则，访问门不被解锁，而在一些实施例中，访问垫通知用户访问被拒绝。

在其中有太多pd而pnh无法直接控制的实施例中，和/或在其中许多pd在pnh-pd发送-接收范围之外但在snh-pd发送-接收范围之内的实施例中，多集线器双调制网络会是特别有利的。