一种基于自组网络的低功耗通信系统的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于自组网络的低功耗通信系统。

背景技术：

随着通信技术的不断发展，万物互联已成为未来科技发展的必然之势，基于移动网络的nbiot技术的物联网应用不断涌现，低功耗产品层出不穷，但是对于无移动网络覆盖的区域无法满足物联需求；传统自组网络通信系统低功耗与实时通信能力难以兼顾，系统的低功耗与网络性能不能均衡匹配。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于自组网络的低功耗通信系统，包括至少两个自组网装置，所述自组网装置包括主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块、供电模块与太阳能及储能模块；所述主控单元分别与斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述太阳能及储能模块与供电模块输出端相连相连；所述供电模块输出端分别与主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述自组网通信与数采模块包括自组网通信模块与数采模块；所述自组网装置之间通过自组网通信模块相连；所述数采模块与主控单元输入端相连。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型能够根据通信时延需求组建网络，将网络独立的设备进行低功耗优化，使得低功耗与网络性能间有更好的均衡匹配；与传统的单设备方案具备更低的功耗的同时具备实时通信能力，具有较强的实用性。

附图说明

图1是一种基于自组网络的低功耗通信系统的系统图；

图2是自组网装置的原理图；

图3是天馈系统的电路图。

图中：r1-第一电阻；r2-第二电阻；l1-第一电感；l2-第二电感；c1-第一电容；c2-第二电容；p-at1-天线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如附图1所示，本实用新型一种基于自组网络的低功耗通信系统，包括至少两个自组网装置，如附图2所示，所述自组网装置包括主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块、供电模块与太阳能及储能模块；所述主控单元分别与斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述太阳能及储能模块与供电模块输出端相连相连；所述供电模块输出端分别与主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述自组网通信与数采模块包括自组网通信模块与数采模块；所述自组网装置之间通过自组网通信模块相连；所述数采模块与主控单元输入端相连。

进一步的，所述自组网通信与数采模块包括电源电压检测芯片与自组网通信模块；电源电压检测芯片输入端与供电模块输出端相连；电源电压检测芯片输出端、自组网通信模块分别与主控单元相连。

进一步的，如附图3所示，所述北斗短报文收发与天馈系统包括北斗短报文模块与天馈系统；天馈系统包括天线、第一电阻、第二电阻、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容与连接器；天线通过第一电感与第一电阻第一端相连；第一电阻第二端接第二电阻第二端、第二电感第二端、第二电容第一端；第二电感第一端接主控单元输入端与第一电容第一端；第一电容第二端接地；第二电阻第二端与连接器相连；北斗短报文模块与主控单元相连。

进一步的，所述供电模块包括电源、降压转换器与线性稳压器；电源通过降压转换器与线性稳压器输入端相连；线性稳压器输出端与供电模块输出端相连。

进一步的，所述主控单元包括单片机与时钟芯片；单片机与时钟芯片相连。

北斗短报文模块采用fhm3838模块，电源电压检测芯片采用imp811s，降压转换芯片采用tps562209芯片。

无线通信模块采用wifi模块或蓝牙模块用于连接手机终端，可用于远程求助，使得在无移动网络的区域维护人员的通信有了进一步的保障，而无需卫星电话等高成本通信方式作为辅助。

本实用新型的工作原理为：太阳能及储能模块为供电模块充电，供电模块为各个模块提供电能。天线接收数据并发送至主控单元；电源电压检测芯片检测电源的输出，并发送至主控单元。自组网通信与数据采集模块获取电源电压检测信号与通信数据，由主控单元进行处理。

本实用新型的工作过程为：在网络内发送协商报文，使得整个网络间能够检测到各模块的工作状态，包括电池状态、时间同步状态、北斗短报文模块工作状态以及设备的网络地址信息；根据收集信息判断北斗模块在线设备，其它设备在该设备登记，该设备成为该网络与控制中心通信的代理主设备，根据网络规模的大小，备份代理主设备作为冗余，提升网络可靠性；代理主设备发射协商数据以及代理的从设备信息至控制中心；根据各装置的工作状态动态调整代理主设备，主要判断依据为站点的能源储备即剩余电量，当大于某阈值时，可以持续保持工作，当低于某阈值后采取网络内设备剩余电量比高的方式，当当前代理主设备功耗低于网络内站点容量最大的设备的某个阈值后切换到该设备为代理主设备；而当所有设备的剩余电量低于某各阈值时，通知控制中心，控制中心确认后设备进入节能状态，直到网络内设备能源恢复到某阈值后重新切换回正常工作模式。

工作状态包含如下，模式一，从设备待机，该设备工作于低功耗休眠模式，功耗最低限度运行定时心跳报文任务和其它定时任务，当定时任务工作时不变更网络的整体工作状态，模式二，主设备待机，该设备工作于北斗短报文模块工作待机状态，打开接收通道，会接收来控制指令，该控制指令包含对于所代理的从设备的控制指令，当有代理从设备的操控指令时，代理主设备通过心跳协商报文通知从设备有控制指令，从设备打北斗短报文模块，响应控制指令。

本实用新型能够根据通信时延需求组建网络，使得低功耗与网络性能间有更好的均衡匹配；将网络独立的设备采用通信信道共用的方式进行低功耗优化，与传统的单设备方案具备更低的功耗，且具备实时通信能力，整个网络的待机功耗可以降低到接近传统设备的1/n(n为自组网络工作的设备数量)。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于自组网络的低功耗通信系统，其特征在于，包括至少两个自组网装置，所述自组网装置包括主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块、供电模块与太阳能及储能模块；所述主控单元分别与斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述太阳能及储能模块与供电模块输出端相连；所述供电模块输出端分别与主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块相连；所述自组网通信与数采模块包括自组网通信模块与数采模块；所述自组网装置之间通过自组网通信模块相连；所述数采模块与主控单元输入端相连。

2.根据权利要求1所述一种基于自组网络的低功耗通信系统，其特征在于，所述自组网通信与数采模块包括电源电压检测芯片与自组网通信模块；电源电压检测芯片输入端与供电模块输出端相连；电源电压检测芯片输出端、自组网通信模块分别与主控单元相连。

3.根据权利要求1所述一种基于自组网络的低功耗通信系统，其特征在于，所述北斗短报文收发与天馈系统包括北斗短报文模块与天馈系统；天馈系统包括天线、第一电阻、第二电阻、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容与连接器；天线通过第一电感与第一电阻第一端相连；第一电阻第二端接第二电阻第二端、第二电感第二端、第二电容第一端；第二电感第一端接主控单元输入端与第一电容第一端；第一电容第二端接地；第二电阻第二端与连接器相连；北斗短报文模块与主控单元相连。

4.根据权利要求1所述一种基于自组网络的低功耗通信系统，其特征在于，所述供电模块包括电源、降压转换器与线性稳压器；电源通过降压转换器与线性稳压器输入端相连；线性稳压器输出端与供电模块输出端相连。

5.根据权利要求1所述一种基于自组网络的低功耗通信系统，其特征在于，所述主控单元包括单片机与时钟芯片；单片机与时钟芯片相连。

技术总结
本实用新型公开了一种基于自组网络的低功耗通信系统，包括至少两个自组网装置，所述自组网装置包括主控单元、北斗短报文收发与天馈系统、自组网通信与数采模块、无线通信模块、供电模块与太阳能及储能模块。本实用新型能够根据通信时延需求组建网络，与传统的单设备方案具备更低的功耗的同时具备实时通信能力，具有较强的实用性。

技术研发人员：马英东;金晖
受保护的技术使用者：成都智联科鸿电子科技有限公司
技术研发日：2020.09.09
技术公布日：2021.03.23