低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，包括微控制器和RF射頻芯片，所述的微控制器包括藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙芯片輸出的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后通過(guò)RF射頻芯片發(fā)射出去，RF射頻芯片接收到的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后輸出至藍(lán)牙芯片；以及該系統(tǒng)的控制方法。本系統(tǒng)和方法使藍(lán)牙的可傳輸覆蓋范圍從100m擴(kuò)大至3km；RF射頻信號(hào)通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行封包，且軟件結(jié)構(gòu)和代碼都經(jīng)過(guò)重新定義，具有很高的安全性；RF信號(hào)穿透性好，抗干擾能力強(qiáng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了藍(lán)牙數(shù)據(jù)的傳遞可靠性。
【專利說(shuō)明】低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)，是一種支持設(shè)備短距離通信(一般1m內(nèi))的無(wú)線電技術(shù)，利用藍(lán)牙技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。藍(lán)牙技術(shù)使得現(xiàn)代一些輕易攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和電腦設(shè)備，不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線上網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙技術(shù)屬于一種短距離、低成本的無(wú)線連接技術(shù)，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)拈_放性方案，其數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。
[0003]但是，藍(lán)牙技術(shù)也存在局限性:傳輸距離短。藍(lán)牙的傳輸距離長(zhǎng)短和藍(lán)牙設(shè)備的發(fā)射功率有直接關(guān)系，藍(lán)牙設(shè)備的最大發(fā)射功率可分為3級(jí):10mw (20dB/m)、2.5mw(4dB/m)、lmw(0dB/m)。當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備功率為Imw時(shí)，其傳輸距離一般為0.1?10m。當(dāng)發(fā)射源接近或是遠(yuǎn)離而使藍(lán)牙設(shè)備接收到的電波強(qiáng)度改變時(shí)，藍(lán)牙設(shè)備會(huì)自動(dòng)地調(diào)整發(fā)射功率。當(dāng)發(fā)射功率提高到1mw時(shí)，其傳輸距離可以擴(kuò)大到100m，如果使用功放放大電路將發(fā)射功率提高到最大10mw時(shí)，在無(wú)遮擋的情況下其傳輸距離最大也只能達(dá)到150m。通過(guò)提高藍(lán)牙設(shè)備的發(fā)射功率來(lái)增加傳輸距離，存在諸多不足:1、傳輸距離依然無(wú)法滿足工業(yè)需求；2、信號(hào)電路在放大時(shí)，同時(shí)放大了噪音信號(hào)，會(huì)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?、藍(lán)牙信號(hào)傳輸頻率為
2.4G，屬于高頻信號(hào)，容易受到氣候、建筑等外部原因干擾；4、該設(shè)計(jì)將藍(lán)牙發(fā)射功率提高，必然帶來(lái)高功率，高輻射。以上這些局限了藍(lán)牙的發(fā)展，注定了藍(lán)牙只能成為家庭、小型區(qū)域通信傳輸方案，無(wú)法滿足現(xiàn)代工業(yè)要求，對(duì)遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離的通信終端進(jìn)行控制、通信等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的首要目的在于提供一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，在保證數(shù)據(jù)有效性和可靠性的基礎(chǔ)上大幅提高藍(lán)牙可傳輸距離。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，包括微控制器和RF射頻芯片，所述的微控制器包括藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙芯片輸出的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后通過(guò)RF射頻芯片發(fā)射出去，RF射頻芯片接收到的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后輸出至藍(lán)牙芯片。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果:使藍(lán)牙的可傳輸覆蓋范圍從10m擴(kuò)大至3km ;RF射頻信號(hào)通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行封包，且軟件結(jié)構(gòu)和代碼都經(jīng)過(guò)重新定義，具有很高的安全性；RF信號(hào)穿透性好，抗干擾能力強(qiáng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了藍(lán)牙數(shù)據(jù)的傳遞可靠性。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，在保證數(shù)據(jù)有效性和可靠性的基礎(chǔ)上大幅提高藍(lán)牙可傳輸距離。
[0008]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:(A)模塊X的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理通過(guò)RF射頻芯片遠(yuǎn)程發(fā)送；(B)模塊Y的RF射頻芯片接收到模塊X的RF射頻芯片輸出信息后進(jìn)行處理輸出至模塊Y的藍(lán)牙芯片中。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果:使藍(lán)牙的可傳輸覆蓋范圍從10m擴(kuò)大至3km ;RF射頻信號(hào)通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行封包，且軟件結(jié)構(gòu)和代碼都經(jīng)過(guò)重新定義，具有很高的安全性；RF信號(hào)穿透性好，抗干擾能力強(qiáng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了藍(lán)牙數(shù)據(jù)的傳遞可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一原理框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二原理框圖；
[0012]圖3是本發(fā)明實(shí)施例三原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合圖1至圖3，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0014]參閱圖1-3，一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，包括微控制器和RF射頻芯片，所述的微控制器包括藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙芯片輸出的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后通過(guò)RF射頻芯片發(fā)射出去，RF射頻芯片接收到的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后輸出至藍(lán)牙芯片。該產(chǎn)品特別適合運(yùn)用于基于藍(lán)牙4.0中低功耗藍(lán)牙的消費(fèi)類電子產(chǎn)品，能提高操作的可靠性；進(jìn)一步提高信號(hào)的傳輸距離和抗干擾性；使信號(hào)傳遞不受障礙物影響；還能實(shí)現(xiàn)解決不同電子產(chǎn)品間的互操作問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)中藍(lán)牙模塊短距離傳輸?shù)娜毕荨?br> [0015]優(yōu)選地，微控制器是基于通用低功耗的藍(lán)牙芯片研發(fā)而成，所述的藍(lán)牙芯片可以采用Tl公司的CC2540芯片，RF射頻芯片也有很多選擇，這里優(yōu)選采用低功耗的SMTECH公司研發(fā)的SX1278型號(hào)的芯片。采用這兩種低功耗的芯片后，如果使用電池來(lái)供電，因?yàn)樵撃K設(shè)計(jì)采用的都是低功耗芯片，且具有待機(jī)模式、待機(jī)喚醒等功能，使得電池壽命可顯著延長(zhǎng)。
[0016]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的微控制器和RF射頻芯片集成在模塊中，模塊帶有外擴(kuò)天線接口和板載天線。所述的模塊具有郵票孔接口。當(dāng)選擇外擴(kuò)天線接口時(shí)，可根據(jù)用戶實(shí)際需要選擇相應(yīng)天線；模塊采用郵票型接口形式，端口完全對(duì)外開放，客戶使用時(shí)在免去射頻硬件設(shè)計(jì)難度的同時(shí)，在軟件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上具有更靈活的二次開發(fā)空間；同時(shí)，可很簡(jiǎn)單方便集成到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。
[0017]下面提供一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，具體有三種實(shí)施方式。
[0018]參閱圖1，實(shí)施例一，一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟:(A)模塊X的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理通過(guò)RF射頻芯片遠(yuǎn)程發(fā)送；(B)模塊Y的RF射頻芯片接收到模塊X的RF射頻芯片輸出信息后進(jìn)行處理輸出至模塊Y的藍(lán)牙芯片中。通過(guò)該方法可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。當(dāng)模塊X、Y距離較近時(shí)，模塊X的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)直接發(fā)送至模塊Y的藍(lán)牙芯片中，也能實(shí)現(xiàn)普通的藍(lán)牙傳輸功能。
[0019]參閱圖2，實(shí)施例二，僅有藍(lán)牙芯片的移動(dòng)終端x、y可按如下步驟進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸:(A1)移動(dòng)終端X的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙芯片傳輸至模塊X的藍(lán)牙芯片中；(B1)執(zhí)行步驟A;(Cl)執(zhí)行步驟B ； (Dl)移動(dòng)終端y的藍(lán)牙接口接收模塊Y的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)。僅有藍(lán)牙芯片的移動(dòng)終端可以以本模塊作為中轉(zhuǎn)站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0020]參閱圖3，實(shí)施例三，所述的模塊具有唯一的身份ID碼，模塊X、Z可按如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸:(A2)執(zhí)行步驟A ； (B2)模塊Y的RF射頻芯片接收到模塊X的RF射頻芯片輸出信息后再次發(fā)出；(C2)模塊Z的RF射頻芯片接收到模塊Y的RF射頻芯片輸出信息后進(jìn)行處理輸出至模塊Z的藍(lán)牙芯片中；所述步驟A2、B2、C2中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中含有模塊Z的身份ID碼。通過(guò)該方法，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，多個(gè)模塊組成一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提尚傳輸距尚。
[0021]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不僅僅局限于上述實(shí)施例，也可以將實(shí)施例二、三結(jié)合使用，達(dá)到遠(yuǎn)距離、低功耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?br> 【權(quán)利要求】
1.一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括微控制器和RF射頻芯片，所述的微控制器包括藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙芯片輸出的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后通過(guò)RF射頻芯片發(fā)射出去，RF射頻芯片接收到的信息經(jīng)過(guò)微控制器處理后輸出至藍(lán)牙芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的藍(lán)牙芯片為CC2540，RF 射頻芯片為 SX1278。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的微控制器和RF射頻芯片集成在模塊中，模塊帶有外擴(kuò)天線接口和板載天線。
4.如權(quán)利要求3所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述的模塊具有郵票孔接口。
5.一種低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟: (A)模塊X的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理通過(guò)RF射頻芯片遠(yuǎn)程發(fā)送； (B)模塊Y的RF射頻芯片接收到模塊X的RF射頻芯片輸出信息后進(jìn)行處理輸出至模塊Y的藍(lán)牙芯片中。
6.如權(quán)利要求5所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:當(dāng)模塊X、Y距離較近時(shí)，模塊X的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)直接發(fā)送至模塊Y的藍(lán)牙芯片中。
7.如權(quán)利要求5所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:僅有藍(lán)牙芯片的移動(dòng)終端X、I可按如下步驟進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸: (Al)移動(dòng)終端X的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙芯片傳輸至模塊X的藍(lán)牙芯片中； (BI)執(zhí)行步驟A ； (Cl)執(zhí)行步驟B ； (Dl)移動(dòng)終端y的藍(lán)牙接口接收模塊Y的藍(lán)牙芯片輸出的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求5所述的低功耗遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述的模塊具有唯一的身份ID碼，模塊X、Z可按如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸: (A2)執(zhí)行步驟A ; (B2)模塊Y的RF射頻芯片接收到模塊X的RF射頻芯片輸出信息后再次發(fā)出； (C2)模塊Z的RF射頻芯片接收到模塊Y的RF射頻芯片輸出信息后進(jìn)行處理輸出至模塊Z的藍(lán)牙芯片中； 所述步驟A2、B2、C2中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中含有模塊Z的身份ID碼。
【文檔編號(hào)】H04W4/00GK104507040SQ201410836520
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】孟馳力, 秦小創(chuàng), 李仕平 申請(qǐng)人:重慶甲蟲網(wǎng)絡(luò)科技有限公司