专利名称：一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及Zigbee无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关。
背景技术：
网关工作在两种或者两种异构网络的边界，负责网络的协议转换和数据转发。通过网关的协议转换盒数据包重组功能，使具有不同的通信协议、不同的软硬件环境的两种系统之间能实现双向通信。随着Zigbee技术的发展，其应用系统越来越多，Zigbee网络和其他传统网络(以太网、GPRS/GSM等)互联互通的需求日益强烈。Zigbee是一种自组织、低功耗、低成本、低速率、短距离的无线通信新技术，其应用领域为家居自动化、智能医疗和工业控制等。Zigbee协议的物理层和MAC层采用802.15.4协议，网络层和应用层标准有Zigbee联盟制定。Zigbee协议的出现推动了无线传感网络的应用。以太网是现今局域网的核心协议之一，IEEE802.3标准给出了其物理层连线、电信号和介质访问层等规范。在以太网中，计算机采用CSMA/⑶机制获取信道进行通信。网桥、交换机和路由器是重要的联网设备。无数的以太网通过防火墙接入Internet，将全世界的电脑构成一个逻辑上的整体。由于以太网和Zigbee具有不同的协议规范，Zigbee网络中的设备就无法和以太网中设备通信。要解决这种异构网络的通信问题，就需要协议转换。而现有的Zigbee型以太网网关的Zigbee模块采用的是单路输入模式，这种单路输入模式的Zigbee模块很容易受到使用现场环境的影响，当在相对复杂的环境中，信号在现场传输的过程中会有受到外界环境的干扰以及衰减，接收灵敏度低，使系统接收的信号质量会严重下降、甚至接收不到信号。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术中Zigbee模块采用单路输入模式容易受到外界环境影响的不足，提供一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，该网关内的Zigbee模块通过采用多路输入的方式，使得系统在复杂环境也能有效地接收信号，且接收灵敏度高，提高系统的信号接收质量。为了达到上述目的，本实用新型提供一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，所述网关包括以太网模块、协议转换模块、Zigbee模块以及两个或者两个以上的射频天线；所述两个或者两个以上射频天线均与所述Zigbee模块相连接,所述Zigbee模块的输出端与所述协议转换模块相连接，所述协议转换模块的输出端与所述Zigbee模块相连接，所述Zigbee模块为多输入的无线Zigbee模块。根据本实用新型的一个实施例，所述多输入的无线Zigbee模块包括用于处理射频信号的射频模块、用于将 所述射频模块输出的信号进行分层处理的检测模块、用于处理从所述检测模块输出的每一层数据的数据处理模块、用于消除干扰信号的干扰消除模块、用于存储所述数据处理模块处理后的每一层数据的存储器以及将所述存储器内的多层数据进行合并的合并器；所述两个或者两个以上射频天线分别与所述射频模块相连接，所述射频模块、检测模块、数据处理模块、存储器以及合并器按照信号处理流程依次相连接；所述数据处理模块的输出端分别与所述存储器和所述干扰消除模块相连，所述干扰消除模块的输出端与所述检测模块相连接。根据本实用新型的一个实施例，所述数据处理模块包括用于分离从所述检测模块输出的载波信号和调制信号、并得到调制信号的解调器，用于对宽带扩频信号进行解扩频的解扩频器以及用于对所述解扩频器输出的信号进行解码的译码器；所述解调器、解扩频器以及译码器按照信号处理流程依次相连接，所述检测模块的输出端与所述解调器相连接，所述译码器的输出端分别与所述干扰消除模块以及所述存储器相连接，所述干扰消除模块的输出端与所述检测模块相连接。根据本实用新型的一个实施例，所述干扰消除模块采用迭代干扰消除或者自适应干扰消除的方式进行干扰消除。根据本实用新型的一个实施例，所述检测模块包括信道估测模块，用于检测从所述射频模块输出的多路信号所在信道的信噪比。根据本实用新型的一个实施例 ，所述射频模块还包括低噪声放大器以及模数转换器，所述射频天线输出的信号经所述低噪声放大器放大以及模数转换器转换成数字信号后输出给所述检测模块。根据本实用新型的一个实施例，所述以太网模块包括以太网接口以及以太网控制器；所述以太网控制器的输出端与所述以太网接口相连接，所述协议转换模块的输出端与所述以太网控制器相连接。根据本实用新型的一个实施例，所述协议转换模块包括用于数据处理和数据控制的微处理器、用于提供电源的电源模块、用于控制时钟的晶振单元以及用于数据存储的Flash和SDRAM ;所述电源模块和所述晶振单元的输出端分别与所述微处理器相连接，所述Flash和SDRAM分别与所述微处理器相互连接，所述微处理器的输出端与所述以太网模块内的以太网控制器相连接，所述Zigbee模块内的合并器与所述微处理器相连接。根据本实用新型的一个实施例，所述微处理器为ARM芯片。本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:本实用新型基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关不但解决了 Zigbee网络与以太网络相对通畅的互联互通的问题而且通过采用多输入的无线Zigbee模块，使得传输至以太网络的信号可以通过不同的信道进行同时传输，该多输入的无线Zigbee模块通过采用相互独立的多根天线，使得该以太网无线网关接收信号的灵敏度大大提高，且提高了系统对干扰信号的消除能力，这种基于多输入Zigbee无线模块的以太网无线网关还可以适合于复杂的环境中，解决了单输入模式接收信号在复杂环境下如无线多径传输时接收信号质量严重下降、甚至接收不到信号，信号覆盖急剧减少，接收信号吞吐量或频谱明显下降等问题。
图1是本实用新型一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关的结构示意图；图2是本实用新型实施例的结构示意图；图3是本实用新型所述Zigbee模块的结构示意图；图4是本实用新型所述Zigbee模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。如图1所示为本实用新型基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关的结构示意图，该网关包括以太网模块、协议转换模块、Zigbee模块以及两个或者两个以上的射频天线；其中所述两个或者两个以上射频天线均与所述Zigbee模块相连接,所述Zigbee模块的输出端与所述协议转换模块相连接，所述协议转换模块的输出端与所述Zigbee模块相连接，所述Zigbee模块为多输入的无线Zigbee模块。本实用新型实施例中，射频天线的数目可以是2个、3个或者4个等，可以根据具体情况而定，在此不再进一步限定。如图3所示，为本实用新型多输入的无线Zigbee模块的结构示意图，该多输入的无线Zigbee模块包括用于处理射频信号的射频模块、用于将射频模块输出的信号进行分层处理的检测模块、用于处理从检测模块输出的每一层数据的数据处理模块、用于消除干扰信号的干扰消除模块、用于存储数据处理模块处理后的每一层数据的存储器以及将存储器内的多层数据进行合并的合并器；其中，两个或者两个以上射频天线分别与射频模块相连接，射频模块、检测模块、数据处理模块、存储器以及合并器按照信号处理流程依次相连接；数据处理模块的输出端分别与存储器和干扰消除模块相连，干扰消除模块的输出端与检测模块相连接。本实用新型的实施例中，射频模块还包括低噪声放大器以及模数转换器，射频天线输出的信号经所述低噪声放大器放大以及模数转换器转换成数字信号后输出给检测模块。如图4所示，本实用新型实施例中，数据处理模块包括用于分离从检测模块输出的信号和调制信号、并得到调制信号的解调器，用于对宽带扩频信号进行解扩频的解扩频器以及用于对解扩频输出的信号进行解码的译码器；解调器、解扩频器以及译码器按照信号处理流程依次相连接，检测模块的输出端与解调器相连接，译码器的输出端分别与存储器和干扰消除模块相连接。本实用新型的实施例，干扰消除模块用于删除已检测信号，干扰消除模块优先采用迭代干扰消除或者自适应干扰消除的方式从检测模块中将已检测信号模块消除。本实用新型的实施例中，检测模块还包括信道估测模块，用于检测从所述射频模块输出的多路信号所在信道的信噪比。该信道估测模块检测所有信号所在信道的信噪比，选出信噪比最大的信道，并将该信道内的信号输入数据处理模块内进行解调、解扩频以及译码等数据处理，最后把处理完的该层数据存储于存储器中。数据处理模块内的译码器在完成第一层数据处理后返回干扰消除模块，检测模块通过该干扰消除模块去除已检测已处理的数据，再对剩余其他层数据经信道估测模块以及数据处理模块进行循环处理，直至将所有数据均处理完毕 。例如，如图2所示，有三个射频天线接收的信号分别为Y1、Y2和Υ3，其对应的接收天线分别为X1、X2和X3，根据多输入多输出的天线原理可得信道矩阵，如下:
权利要求1.一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述网关包括以太网模块、协议转换模块、Zigbee模块以及两个或者两个以上的射频天线；所述两个或者两个以上射频天线均与所述Zigbee模块相连接,所述Zigbee模块的输出端与所述协议转换模块相连接，所述协议转换模块的输出端与所述Zigbee模块相连接,所述Zigbee模块为多输入的无线Zigbee模块。
2.根据权利要求1所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述多输入的无线Zigbee模块包括用于处理射频信号的射频模块、用于将所述射频模块输出的信号进行分层处理的检测模块、用于处理从所述检测模块输出的每一层数据的数据处理模块、用于消除干扰信号的干扰消除模块、用于存储所述数据处理模块处理后的每一层数据的存储器以及将所述存储器内的多层数据进行合并的合并器；所述两个或者两个以上射频天线分别与所述射频模块相连接，所述射频模块、检测模块、数据处理模块、存储器以及合并器按照信号处理流程依次相连接；所述数据处理模块的输出端分别与所述存储器和所述干扰消除模块相连，所述干扰消除模块的输出端与所述检测模块相连接。
3.根据权利要求2所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述数据处理模块包括用于分离从所述检测模块输出的载波信号和调制信号、并得到调制信号的解调器，用于对宽带扩频信号进行解扩频的解扩频器以及用于对所述解扩频器输出的信号进行解码的译码器；所述解调器、解扩频器以及译码器按照信号处理流程依次相连接，所述检测模块的输出端与所述解调器相连接，所述译码器的输出端分别与所述干扰消除模块以及所述存储器相连接，所述干扰消除模块的输出端与所述检测模块相连接。
4.根据权利要求3所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述干扰消除模块采用迭代干扰消除或者自适应干扰消除的方式进行干扰消除。
5.根据权利要求2所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述检测模块包括信道估测模块，用于检测从所述射频模块输出的多路信号所在信道的信噪比。
6.根据权利要求2所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述射频模块还包括低噪声放大器以及模数转换器，所述射频天线输出的信号经所述低噪声放大器放大以及模数转换器转换成数字信号后输出给所述检测模块。
7.根据权利要求1所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述以太网模块包括以太网接口以及以太网控制器；所述以太网控制器的输出端与所述以太网接口相连接，所述协议转换模块的输出端与所述以太网控制器相连接。
8.根据权利要求1所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述协议转换模块包括用于数据处理和数据控制的微处理器、用于提供电源的电源模块、用于控制时钟的晶振单元以及用于数据存储的Flash和SDRAM ;所述电源模块和所述晶振单元的输出端分别与所述微处理器相连接，所述Flash和SDRAM分别与所述微处理器相互连接，所述微处理器的输出端与所述以太网模块内的以太网控制器相连接，所述Zigbee模块内的合并器与所述微处理器相连接。
9.根据权利要求8所述的基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，其特征在于，所述微处理器为ARM芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关，所述网关包括以太网模块、协议转换模块、Zigbee模块以及两个或者两个以上的射频天线；所述两个或者两个以上射频天线均与所述Zigbee模块相连接，所述Zigbee模块的输出端与所述协议转换模块相连接，所述协议转换模块的输出端与所述Zigbee模块相连接，所述Zigbee模块为多输入的无线Zigbee模块。本实用新型基于多输入Zigbee技术的以太网无线网关通过采用多输入的Zigbee无线模块，使得系统在复杂环境也能有效地接收信号，且接收灵敏度高，提高系统的信号接收范围，信号吞吐量和信号接收质量，增强看干扰和无线多径传输环境的影响。
文档编号H04B1/711GK203086465SQ201320097598
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1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