CN104582190A - 一种差分式的蜂窝通信控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差分式的蜂窝通信控制器，包括负载模块与通信控制模块，通信控制模块包括单片机和无线通信模块；通信控制模块与负载模块通过串口连接或者集成到同一个PCB板上，还能通过无线或者跳线的方式进行连接；负载模块用于接收单片机的指令，执行业务逻辑操作；通信控制模块的无线通信模块完成网络的互联互通，通信控制模块内的单片机通过传输控制算法提供网络初始化和控制无线通信模块的通信动作、实现部分业务逻辑。本发明采用分级控制的方式不仅仅能够低成本的实现LED照明网络的全网智能驱动，还能广泛的应用于其他需要蜂窝覆盖的无线通信网络。

Description

一种差分式的蜂窝通信控制器

技术领域

本发明涉及一种通信控制器，具体是一种差分式的蜂窝通信控制器。

背景技术

在智能LED照明方案设计里，常见的控制方式有两种，方案一：智能主控和子控制器组网完成智能控制；方案二：单体感应，通过感应信号和延时来完成自身的照明控制动作，并无联网控制的功能。

方案一的问题是，方案复杂，组网受现场条件约束较多，用户需购买的设备也多，成本高；且网络的稳定性会直接导致全网的功能实现受较大影响。

方案二的问题是，只有单体感应，且感应器件的覆盖范围有限，从而导致全网覆盖范围过小，用户体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、智能化、灵活的差分式的蜂窝通信控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种差分式的蜂窝通信控制器，包括负载模块与通信控制模块，通信控制模块包括单片机和无线通信模块；通信控制模块与负载模块通过串口连接或者集成到同一个PCB板上，还能通过无线或者跳线的方式进行连接；负载模块用于接收单片机的指令，执行业务逻辑操作；通信控制模块的无线通信模块完成网络的互联互通，仅提供通信的信道，与应用层的协议无关；通信控制模块内的单片机通过传输控制算法提供网络初始化和控制无线通信模块的通信动作、实现部分业务逻辑；

所述单片机的传输控制算法，包括：

(1)网络结构：业务触发节点与相邻网络节点组成对等结构的虚拟蜂窝网络；物理上，每个网络节点有一定的覆盖范围，并且与相邻网络节点在覆盖范围内有重合，能通信；同时，相邻网络节点之间并不具有强耦合的关联关系；根据业务标识差分控制输出功率参数，从而动态调整覆盖范围；

(2)业务触发节点需要全网或者部分网络节点发送控制指令时，向周围覆盖范围内的所有网络节点发送广播数据包，控制指令已经由业务触发节点送到了次级节点覆盖范围的所有节点；根据业务逻辑处理的不同，控制指令能就此终结或者继续传播；收到广播数据包的网络节点，根据协议，将广播数据包执行如下一种或者任意组合的逻辑处理方式：(A)抛弃、(B)继续广播、(C)解析广播数据包并做业务处理；

(3)为了避免全网收到不必要的广播数据包，在协议上设置终结标识。

作为本发明进一步的方案：无线通信模块包括但不限于WiFi、2.4G、红外、蓝牙、微波通信协议。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

从通信的角度看待智能照明的驱动或者其他需要蜂窝感应的应用场合，本发明采用分级控制的方式不仅仅能够低成本的实现LED照明网络的全网智能驱动，还能广泛的应用于其他需要蜂窝覆盖的无线通信网络。

本发明实现了如下目的：

1.低成本实现驱动的智能化；

2.现场施工方便，直接替换原有灯具，无需重新布线实现智能化；

3.可控范围灵活定制，极大提高了智能控制的灵活性；

4.应用范围包括但不限于照明网络，任何需要蜂窝覆盖范围的应用均可支持。

附图说明

图1是传统星形网络示意图；

图2是传统环形网络示意图；

图3是传统树形网络示意图；

图4是传统全连接网络示意图；

图5是传统交叉环网络示意图；

图6是传统不规则连接网络示意图；

图7是蜂窝网络结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种差分式的蜂窝通信控制器，包括负载模块与通信控制模块，负载模块包括核心驱动板或其他负载板，通信控制模块包括单片机和无线通信模块。通信控制模块与负载模块之间的连接关系是通过串口连接或者集成到同一个PCB板上；也可以通过无线或者跳线的方式进行连接。负载模块用于接收单片机的指令，执行业务逻辑操作，例如，开关电路、调整电流、调整负载、驱动电机等等。

本发明中的核心部件是通信控制模块，通信控制模块内的无线通信模块包括但不限于WiFi、2.4G、红外、蓝牙、微波等通信协议的实现，其目的是完成网络的互联互通，也仅仅提供通信的信道，与应用层的协议无关；通信控制模块内的单片机通过传输控制算法来提供网络初始化和控制无线通信模块的通信动作、实现部分业务逻辑。

(1)如图1-图6，传统网络结构图，共六种组网结构方式，无论哪一种，都需要构成一个物理上的网络，否则网络节点之间无法实现数据交换。这种物理网络，组网复杂，维护困难，成本高昂，且需要专业的网络工程师才能进行维护操作，且这几种网络或多或少都存在单点故障影响整网稳定性的问题。

(2)如图7，蜂窝网络结构图，通过业务触发节点，与相邻网络节点组成对等结构的虚拟蜂窝网络。物理上，每个网络节点有一定的覆盖范围，并且与相邻网络节点在覆盖范围内有重合，可以通信。同时，相邻网络节点之间并不具有强耦合的关联关系，单点故障并不影响其他网络节点的正常工作。

单片机的传输控制算法，包括：

(1)网络结构：每个网络节点的无线覆盖范围是有限的，并且可以根据业务标识差分控制输出功率参数，从而动态调整覆盖范围；

(2)某个网络节点所处的物理位置，必须在其他某个或者某些节点的无线覆盖范围之内，以便于能够接收通信指令。

(3)业务触发节点需要全网或者部分网络节点发送控制指令时，向周围覆盖范围内的所有节点发送广播数据包，如图2中次级节点覆盖范围，控制指令已经由业务触发节点送到了次级节点覆盖范围的所有节点；根据业务逻辑处理的不同，控制指令可以就此终结或者继续传播。收到广播数据包的网络节点，根据协议，将广播数据包执行如下一种或者任意组合的逻辑处理方式：(A)抛弃、(B)继续广播、(C)解析广播数据包并做业务处理。

(4)为了避免全网收到不必要的广播数据包，也就是避免网络风暴发生，必须在协议上设置终结标识。

(5)建议的协议格式是：

From：发送节点

To：接收节点，可以是覆盖范围内全部节点；也可支持指定接收列表

MaxForwards：最大前转次数

SessionId：业务号，重复业务号的数据包应做抛弃处理

SequenceId：流水号，同一个业务可能有多次数据交互，需要流水号

ServiceList：支持的业务列表，携带一个或者多个业务类别表

Content：数据包内容，每个业务的具体协议参数

本发明应用在智能照明网络里，能够极大的改善现有技术组网的成本问题，同时极大的简化了组网工作，提升了***稳定性。

为了更清楚的说明本发明，将本发明应用到大型停车场、写字楼中，具体实施例如下所示。

实施例1

本发明实施例中，将本发明应用到大型停车场的照明***里，在空闲状态时均为低功耗、低亮工作；在有车辆或有人进入、移动的时候，周围半径为R范围内(R的值可以根据***设计灵活设置)的照明设备需要全部启动高亮或者指定亮度的工作状态，根据距离参考节点的距离不同，可以动态设置补光的参数级别；随着目标物体的移动，按***参数设定的R的半径范围内的所有照明设备或其他被控设备启动工作；超出R半径范围的设备不启动，已经启动的设备在延迟一段时间后自动恢复到默认工作状态。

实施例2

本发明实施例中，商业写字楼，面积比较大，很多区域无人员活动而照明和空调均处于工作状态，使用本发明组建虚拟网后，可以在人员离开后，使得空调和照明设备智能的进入节能工作状态。楼宇通道、长廊、家居的照明、空调、风扇，随着人员的移动，依次根据前进方向提前进入工作状态，给人舒适的技能体验。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种差分式的蜂窝通信控制器，其特征在于，包括负载模块与通信控制模块，通信控制模块包括单片机和无线通信模块；通信控制模块与负载模块通过串口连接或者集成到同一个PCB板上，还能通过无线或者跳线的方式进行连接；负载模块用于接收单片机的指令，执行业务逻辑操作；通信控制模块的无线通信模块完成网络的互联互通，仅提供通信的信道，与应用层的协议无关；通信控制模块内的单片机通过传输控制算法提供网络初始化和控制无线通信模块的通信动作、实现部分业务逻辑；

所述单片机的传输控制算法，包括：

(1)网络结构：业务触发节点相邻网络节点组成对等结构的虚拟蜂窝网络；物理上，每个网络节点有一定的覆盖范围，并且与相邻网络节点在覆盖范围内有重合，能通信；同时，相邻网络节点之间并不具有强耦合的关联关系；根据业务标识差分控制输出功率参数，从而动态调整覆盖范围；

(2)业务触发节点需要全网或者部分网络节点发送控制指令时，向周围覆盖范围内的所有网络节点发送广播数据包，控制指令已经由业务触发节点送到了次级节点覆盖范围的所有节点；根据业务逻辑处理的不同，控制指令能就此终结或者继续传播；收到广播数据包的网络节点，根据协议，将广播数据包执行如下一种或者任意组合的逻辑处理方式：(A)抛弃、(B)继续广播、(C)解析广播数据包并做业务处理；

(3)为了避免全网收到不必要的广播数据包，在协议上设置终结标识。

2.根据权利要求1所述的差分式的蜂窝通信控制器，其特征在于，所述无线通信模块包括但不限于WiFi、2.4G、红外、蓝牙、微波通信协议。