CN104968000B - 一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，其在同一设备中配置有ZigBee模块与WiFi模块参数的协调服务，当所述设备启动ZigBee与WiFi中的一种业务时，检测另一种业务是否已启动，如果另一种业务已启动，则***选择某一业务的物理信道以避开另一种业务的物理信道，如果另一种业务未启动，则***自动选择该业务的物理信道。本发明通过在ZigBee模块与WiFi模块的物理信道上进行协调，保证了WiFi模块与ZigBee模块的相互干扰完全被避免，由于不涉及协议的修改，故实现非常简单，设置速度很快，解决了WiFi模块与ZigBee模块的相互干扰问题，提高了通信的可靠性。

Description

一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法。
背景技术
随着科技的发展，相比较受限制于有线连接的传统通信设备，更为方便、快捷、灵活的无线网络得到了迅速的发展。WiFi与ZigBee等无线网络通信技术在日常生活中得到越来越广泛的应用。
WiFi是基于IEEE802.11标准的无线网络技术，是目前日常应用场合中最为流行的网络协议之一，在办公、家庭、娱乐乃至城市室外区域都有部署。WiFi协议工作在2.4GHz工业科学医疗(ISM)频段。ZigBee是基于IEEE802.15.4协议的短距离、低功耗、无线个人局域网协议，ZigBee同样工作在工业科学医疗(ISM)频段，定义了两个物理层，即2.4GHz频段和868/915MHz频段物理层，而868MHz和915MHz的ISM频段分别只在欧洲和北美有，所以其主要工作于全球范围内免许可证的2.4GHz的工业科学医疗(ISM)频段，必然会与工作在该频段的WiFi产生相互干扰。
ZigBee把2.4GHz的ISM频段划分为16个信道，每个信道带宽为2MHz，如图1所示。WiFi将该频段划分为13个直扩信道，***可选定其中任一信道进行通信，信道带宽为22MHz，WiFi的13个信道大部分都与ZigBee的信道有重叠，无重叠的信道最多有3个。显而易见，假定WiFi***工作在任一信道，则ZigBee和其信道频率重叠的概率为1/4。当ZigBee和WiFi同时使用相同频段通信时，随着无线设备使用量的逐渐增多，该频段逐渐拥挤，相同频段的信号间干扰也逐渐严重，所以探求一种ZigBee的抗干扰方法显得尤为重要。
现有技术中存在一种WiFi通信排除ZigBee干扰的优化方法，其对802.11协议中的RTS/CTS机制进行修改，使ZigBee节点感知到WiFi通信的存在并进行回退，以使WiFi在ZigBee干扰下获得更好的传输性能。但是，由于该方法涉及WiFi的协议修改，实现相对较复杂，成本相对高，反应速度较慢。如果现实中已有ZigBee业务的存在，此时WiFi业务的介入将会导致ZigBee数据传输出现错误。因此，本发明提出了一种在同一设备中快速排除WiFi与ZigBee的干扰的方法。
发明内容
本发明的目的是要提供一种在同一设备中快速排除WiFi与ZigBee的干扰的简单方法。
特别地，本发明提供了一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，在同一设备中配置有ZigBee模块与WiFi模块参数的协调服务，当所述设备的***启动ZigBee与WiFi业务中的一种业务时，检测另一种业务是否已启动，如果所述另一种业务已启动，则***选择所述一种业务的物理信道以避开所述另一种业务的物理信道，如果所述另一种业务未启动，则***自动选择所述一种业务的物理信道。
具体地，所述降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法包括如下步骤：
S10、开启所述WiFi模块的业务，并判断所述WiFi模块的工作模式；
S20、当所述WiFi模块采用主动模式，设置所述主动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，当所述WiFi模块采用被动模式，设置所述被动模式下所述WiFi模块的物理信道参数；
S30、继续所述WiFi模块的业务进程并判断所述ZigBee模块的业务是否开启；
S40、若所述ZigBee模块的业务已开启，则获取所述WiFi模块的物理信道参数，将所述ZigBee模块的物理信道参数与所述WiFi模块的物理信道参数设置为不同以避开对方物理信道；
S50、若所述ZigBee模块的业务未开启，则判断所述WiFi模块的业务是否结束，若所述WiFi模块的业务未结束，则继续步骤S30，否则关闭所述WiFi模块的业务。
优选地，所述WiFi模块主动模式包括设备自身作为WiFi热点，共享自身的资源。
进一步，在所述主动模式下，所述WiFi模块的参数根据自身的设备能力及工作环境，由***进行设置。
优选地，所述WiFi模块被动模式包括设备接入外界WiFi热点，连接外界路由器。
进一步，在所述被动模式下，所述WiFi模块参数由外界路由决定，所述参数包括信道号、信道带宽。
具体地，所述步骤S20中所述设置主动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，判断所述ZigBee模块的工作状态，若所述ZigBee模块处于工作状态，获取所述ZigBee模块的物理信道参数，
然后选择所述WiFi模块的物理信道以避让所述ZigBee模块的物理信道，若所述ZigBee模块未处于工作状态，则继续所述WiFi模块的业务进程。
具体地，所述步骤S20中所述设置被动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，获取所述WiFi模块的物理信道参数，并判断所述ZigBee模块是否处于工作状态，
若所述ZigBee模块未处于工作状态则继续所述WiFi模块的进程，
若所述ZigBee模块处于工作状态，则判断所述WiFi模块与所述处于工作状态的ZigBee模块的物理信道是否重叠，
若二者的物理信道重叠，则改变所述ZigBee模块的物理信道，否则继续所述WiFi模块的进程。
本发明的降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，由于不涉及协议的修改，故实现非常简单，设置速度很快，由于是在物理信道上进行协调，这样可以保证WiFi与ZigBee业务的相互干扰完全被避免。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是ZigBee信号工作频段的示意图；
图2是本发明一个实施例的降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法的工作流程图；
图3是图2所示降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法所示的主动模式下的工作流程图；
图4是图2所示降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法所示的被动模式下的工作流程图。
具体实施方式
图2是本发明一个实施例的降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法的工作流程图。
本发明提供了一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，在同一设备中配置有ZigBee模块与WiFi模块参数的协调服务，当所述设备的***启动ZigBee与WiFi业务中的一种业务时，检测另一种业务是否已启动，如果所述另一种业务已启动，则***选择所述一种业务的物理信道以避开所述另一种业务的物理信道，如果所述另一种业务未启动，则***自动选择所述一种业务的物理信道。由于在同一设备中，各模块的工作状态是可知的，主机很容易获得各个模块的工作信息，根据对各个模块的工作信息进行判断，来进行相应的协调，这样就可以快速便捷的保证ZigBee与WiFi业务的相互干扰完全被避免。
具体地，如图2所示，所述降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法包括如下步骤：
S10、开启所述WiFi模块的业务，并判断所述WiFi模块的工作模式；
在步骤S10中，主要目的是对WiFi模块的工作模式进行区分，WiFi模块的工作模式分为主动模式和被动模式。
S20、当所述WiFi模块采用主动模式，设置所述主动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，当所述WiFi模块采用被动模式，设置所述被动模式下所述WiFi模块的物理信道参数；
在步骤S20中，主动模式和被动模式下的WiFi模块的物理信道参数的设置是不一样的。
WiFi模块的主动模式是指由设备主动发起连接，并与后台服务器进行数据交互(上传或下载)的工作模式。WiFi模块的主动模式包括设备自身作为WiFi热点，共享自身的资源。典型的主动型设备，如无线POS机，在每次刷卡交易完成后即开始连接后台服务器，并上传交易数据。因此，在所述主动模式下，所述WiFi模块的参数根据自身的设备能力及工作环境，由***进行设置。
具体地，设置主动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，判断所述ZigBee模块的工作状态，若所述ZigBee模块处于工作状态，获取所述ZigBee模块的物理信道参数，
然后选择所述WiFi模块的物理信道以避让所述ZigBee模块的物理信道，若所述ZigBee模块未处于工作状态，则继续所述WiFi模块的业务进程。
WiFi模块的被动模式是指在***中所有设备一直处于被动的等待连接状态，仅由后台服务器主动发起与设备的连接，并进行请求或下传数据的工作模式。WiFi模块的被动模式包括设备接入外界WiFi热点，连接外界路由器，其中，典型应用是某些无线传感器网络，每个传感器终端始终实时的在采集数据，但是采集到的数据并没有马上上传，而是暂时保存在设备中，而后台服务器则周期性的每隔一段时间主动连接设备，并请求上传或下载数据。因此，在被动模式下，WiFi模块参数由外界路由决定，其物理参数包括信道号、信道带宽。
具体地，设置被动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，获取所述WiFi模块的物理信道参数，并判断所述ZigBee模块是否处于工作状态，
若所述ZigBee模块未处于工作状态则继续所述WiFi模块的进程，
若所述ZigBee模块处于工作状态，则判断所述WiFi模块与所述处于工作状态的ZigBee模块的物理信道是否重叠，
若二者的物理信道重叠，则改变所述ZigBee模块的物理信道，否则继续所述WiFi模块的进程。
S30、继续所述WiFi模块的业务进程并判断所述ZigBee模块的业务是否开启；
S40、若所述ZigBee模块的业务已开启，则获取所述WiFi模块的物理信道参数，将所述ZigBee模块的物理信道参数与所述WiFi模块的物理信道参数设置为不同以避开对方物理信道；
在步骤S40中，通过协调ZigBee模块和WiFi模块的物理信道参数使得二者避免互相干扰，从根本上解决了问题。
S50、若所述ZigBee模块的业务未开启，则判断所述WiFi模块的业务是否结束，若所述WiFi模块的业务未结束，则继续步骤S30，否则关闭所述WiFi模块的业务。
下面将详细说明本实施例的具体工作流程。
首先是介绍WiFi模块在主动模式下的工作流程。
如图3所示，首先是判断设备中ZigBee模块的工作状态，假设ZigBee模块处于工作状态，读取ZigBee模块的物理信道参数，然后开启设备中的WiFi模块的业务，根据WiFi模块的设备及工作环境，通过***设置与ZigBee模块的物理信道参数不同的WiFi模块的物理参数，使WiFi模块与ZigBee模块相互不受对方的干扰。
然后是介绍WiFi模块在被动模式下的工作流程。
如图4所示，首先根据外界路由获取WiFi模块的物理参数，然后判断设备中ZigBee模块的工作状态，假设ZigBee模块处于工作状态，接着通过主机获取ZigBee模块的物理信道参数，再判断设备中已开启业务的WiFi模块的物理信道参数与已开启业务的ZigBee模块的物理信道参数是否重叠，假设二者重叠，那么通过***设置与WiFi模块的物理信道参数不同的ZigBee模块的物理参数，使ZigBee模块与WiFi模块相互不受对方的干扰。
本发明的降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，通过在ZigBee模块与WiFi模块的物理信道上进行协调，保证了WiFi模块与ZigBee模块的相互干扰完全被避免，由于不涉及协议的修改，故实现非常简单，设置速度很快，解决了WiFi模块与ZigBee模块的相互干扰问题，提高了通信的可靠性。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种降低同一设备中ZigBee与WiFi相互干扰的方法，其特征在于，在同一设备中配置有ZigBee模块与WiFi模块参数的协调服务，当所述设备的***启动ZigBee与WiFi业务中的一种业务时，检测另一种业务是否已启动，如果所述另一种业务已启动，则***选择所述一种业务的物理信道以避开所述另一种业务的物理信道，如果所述另一种业务未启动，则***自动选择所述一种业务的物理信道；
具体地包括如下步骤：
S10、开启所述WiFi模块的业务，判断所述WiFi模块的工作模式，并设置所述WiFi模块的物理信道参数；其中，所述WiFi模块的工作模式包括主动模式和被动模式；在所述主动模式下，所述WiFi模块的参数根据自身的设备能力及工作环境，由***进行设置；在所述被动模式下，所述WiFi模块参数由外界路由决定，所述参数包括信道号、信道带宽；
S20、判断所述ZigBee模块的业务是否开启；
S30、若所述ZigBee模块的业务已开启，则获取已经设置的所述WiFi模块的物理信道参数，将所述ZigBee模块的物理信道参数与所述WiFi模块的物理信道参数设置为不同以避开对方物理信道；
S40、若所述ZigBee模块的业务未开启，则判断所述WiFi模块的业务是否结束，若所述WiFi模块的业务未结束，则继续步骤S20，否则关闭所述WiFi模块的业务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述WiFi模块主动模式包括设备自身作为WiFi热点，共享自身的资源。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述WiFi模块被动模式包括设备接入外界WiFi热点，连接外界路由器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S10中设置主动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，判断所述ZigBee模块的工作状态，若所述ZigBee模块处于工作状态，获取所述ZigBee模块的物理信道参数，
然后选择所述WiFi模块的物理信道以避让所述ZigBee模块的物理信道，若所述ZigBee模块未处于工作状态，则继续所述WiFi模块的业务进程。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S10中设置被动模式下所述WiFi模块的物理信道参数，包括：
首先，获取所述WiFi模块的物理信道参数，并判断所述ZigBee模块是否处于工作状态，
若所述ZigBee模块未处于工作状态则继续所述WiFi模块的进程，
若所述ZigBee模块处于工作状态，则判断所述WiFi模块与所述处于工作状态的ZigBee模块的物理信道是否重叠，
若二者的物理信道重叠，则改变所述ZigBee模块的物理信道，否则继续所述WiFi模块的进程。
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