CN113692071A - 基于国产平台的无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于国产平台的无线通信方法，属于无线通信技术领域，本发明要解决的技术问题为，采用的技术方案为：该方法是通过导线连接国产平台的CPU与ZigBee模块进行信号联通，通过ZigBee模块的Mac层及PHY层的IEEE802.15.4协议进行数据传输，将IEEE802.15.4协议嵌入到国产平台的CPU中，同时IEEE802.15.4协议支持地理位置定位功能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体地说是一种基于国产平台的无线通信方法。
背景技术
近几年来，对于服务器、计算机等等设备的国产化要求日益提高，越来越多的国产化设备正在逐步代替进口的设备。一些国产平台的前景十分良好，而现有大多数的国产化设备并不支持无线传输，而在某些特定的环境下，无线传输不仅可以节约空间，同时数据传输的距离也可以大大增加。
当国产化设备因为运用于一些特殊的环境下，对设备自身的硬件条件要求很高，要求其可以支持高低温、振动冲击等各种严苛的环境，此时，一些设备所连接的网线、串口线等等可能会对其造成一些影响。故如何减少线连接给设备自身带来的负担，同时减少设备所使用的空间，避免因为环境因素限制设备使用环境是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于国产平台的无线通信方法，来解决如何减少线连接给设备自身带来的负担，同时减少设备所使用的空间，避免因为环境因素限制设备使用环境的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于国产平台的无线通信方法，该方法是通过导线连接国产平台的CPU与ZigBee模块进行信号联通，通过ZigBee模块的Mac层及PHY层的IEEE802.15.4协议进行数据传输，将IEEE802.15.4协议嵌入到国产平台的CPU中，同时IEEE802.15.4协议支持地理位置定位功能。
作为优选，所述ZigBee模块供电电压为2V-3.6V，采用两节五号干电池即可供电；
ZigBee模块采用星状、片状以及网状的网络拓扑，即由一个主节点管理若干子节点，一个主节点最多同时管理254个子节点；同时主节点由上一层网路节点管理，最多组成65000个节点的大网；
ZigBee模块从睡眠状态转入工作状态只需要15ms，节点连接接入网络只需要30ms。
作为优选，所述ZigBee模块采用E18-2G4Z27SP，E18-2G4Z27SP是亿佰特设计生产的一款小体积2.4GHz频段的ZigBee无线模块，采用贴片型及PCB板载天线，发射功率500mW，引脚间距1.27mm，适用于多种应用场景，并以CC2530芯片为核心。
更优地，所述E18-2G4Z27SP的所有接口均为IO口，CC2530芯片通过DC接口、CSN接口、RST接口、NC接口、DD接口、SCK接口、MosI接口及MISO接口与国产平台的CPU连接，再通过GPIO口连接到外部。
作为优选，所述国产平台包括服务器、计算机、笔记本和平台；国产平台的CPU包括飞腾和龙芯。
更优地，所述国产平台的CPU采用FT-1500，FT-1500共有32个GPIO接口，使用GPIOA、GPIOB及GPIOC，当FT-1500与E18-2G4Z27SP连接后，直接启动配套软件，在配套软件的各个配置文件内修改参数即可。
作为优选，所述国产平台采用2U的机架式服务器，2U的机架式服务器包括至少一背板、至少一主板、至少一电源板、至少一接口板、至少一指示灯板和至少一载板，主板及电源板通过VPX连接器插到背板上，接口板及指示灯板通过柔性线连接到背板上，载板通过板对板连接器连接到ZigBee模块上。
更优地，所述板对板连接器采用40pin，其中19路用于ZigBee模块与CPU的连接，剩下的21路用于连接其余芯片。
更优地，所述ZigBee模块的高电平处设置至少一指示灯，指示灯用于显示ZigBee模块的工作状态。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的基于国产平台的无线通信方法。
本发明的基于国产平台的无线通信方法具有以下优点：
(一)本发明解决了在特殊环境下国产平台数据的有线传输无法使用或者使用效果极差的问题，使用无线传输代替传统有限传输，减少了线连接给设备自身带来的负担，同时减少了设备所使用的空间，避免了因为环境因素限制设备使用环境；
(二)在工业中，以ZigBee模块为主的无线通信也越来越普及，对于工业现场，这种无线数据传输可靠性较高，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰；此外，ZigBee所使用频段为2.4GHz，该频段可以免费试用，相比于5.8GHz，2.4GHz可有效抑制趋肤效应，穿透力较强，可应用环境更加广泛；
(三)本发明应用于车载设备，使用这种无线传输也可以大大增加车内的可用空间，避免来走线的麻烦，而且也可以支持车与车之间的联系；
(四)ZigBee模块天线是板载，所以外部不需要额外增加天线，接口板上也可以节省位置，可以使接口板尺寸更小，便于整体布局；
(五)本发明的ZigBee模块具有如下优点：
①低功耗：在其低耗电待机的模式下，两节普通的5号干电池就可以支持其正常工作6-24个月，相比于其他传输方式，包括蓝牙、WIFI，ZigBee在功耗上具备突出优势；
②低成本：通过大幅简化协议后，其成本很低，它降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码；
③短时延：ZigBee的响应速度比较快，一般来说，从睡眠状态转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，这个优势使其进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s；
④高容量：ZigBee可采用星状、片状以及网状的网络拓扑，由一个主节点管理若干子节点，一个主节点最多时可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网；
⑤高安全：ZigBee模块提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为ZigBee模块的原理图；
附图2为ZigBee模块与CPU的连接示意图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的基于国产平台的无线通信方法作以下详细地说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本发明的基于国产平台的无线通信方法，该方法是通过导线连接国产平台的CPU与ZigBee模块进行信号联通，通过ZigBee模块的Mac层及PHY层的IEEE802.15.4协议进行数据传输，将IEEE802.15.4协议嵌入到国产平台的CPU中，同时IEEE802.15.4协议支持地理位置定位功能。
本实施例中的ZigBee模块供电电压为2V-3.6V，采用两节五号干电池即可供电；
ZigBee模块采用星状、片状以及网状的网络拓扑，即由一个主节点管理若干子节点，一个主节点最多同时管理254个子节点；同时主节点由上一层网路节点管理，最多组成65000个节点的大网；
ZigBee模块从睡眠状态转入工作状态只需要15ms，节点连接接入网络只需要30ms。
本实施例中的ZigBee模块采用E18-2G4Z27SP，E18-2G4Z27SP是亿佰特设计生产的一款小体积2.4GHz频段的ZigBee无线模块，采用贴片型及PCB板载天线，发射功率500mW，引脚间距1.27mm，适用于多种应用场景，并以CC2530芯片为核心。
如附图1所示，本实施例中的E18-2G4Z27SP的所有接口均为IO口，CC2530芯片通过DC接口、CSN接口、RST接口、NC接口、DD接口、SCK接口、MosI接口及MISO接口与国产平台的CPU连接，再通过GPIO口连接到外部。
本实施例中的国产平台包括服务器、计算机、笔记本和平台；国产平台的CPU包括飞腾和龙芯。
如附图2所示，本实施例中的国产平台的CPU采用FT-1500，FT-1500共有32个GPIO接口，使用GPIOA、GPIOB及GPIOC，当FT-1500与E18-2G4Z27SP连接后，直接启动配套软件，在配套软件的各个配置文件内修改参数即可。
本实施例中的国产平台采用2U的机架式服务器，2U的机架式服务器包括一背板、一主板、一电源板、一接口板、一指示灯板和一载板，主板及电源板通过VPX连接器插到背板上，接口板及指示灯板通过柔性线连接到背板上，载板通过板对板连接器连接到ZigBee模块上。
本实施例中的板对板连接器采用40pin，其中19路用于ZigBee模块与CPU的连接，剩下的21路用于连接其余芯片。
本实施例中的ZigBee模块的高电平处设置一指示灯，指示灯用于显示ZigBee模块的工作状态。
实施例2：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的基于国产平台的无线通信方法。具体地，可以提供配有存储介质的***或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该***或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RYM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作***等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到***计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，该方法是通过导线连接国产平台的CPU与ZigBee模块进行信号联通，通过ZigBee模块的Mac层及PHY层的IEEE802.15.4协议进行数据传输，将IEEE802.15.4协议嵌入到国产平台的CPU中，同时IEEE802.15.4协议支持地理位置定位功能。
2.根据权利要求1所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述ZigBee模块供电电压为2V-3.6V，采用两节五号干电池即可供电；
ZigBee模块采用星状、片状以及网状的网络拓扑，即由一个主节点管理若干子节点，一个主节点最多同时管理254个子节点；同时主节点由上一层网路节点管理，最多组成65000个节点的大网；
ZigBee模块从睡眠状态转入工作状态只需要15ms，节点连接接入网络只需要30ms。
3.根据权利要求1所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述ZigBee模块采用E18-2G4Z27SP，E18-2G4Z27SP是亿佰特设计生产的一款小体积2.4GHz频段的ZigBee无线模块，采用贴片型及PCB板载天线，发射功率500mW，引脚间距1.27mm，并以CC2530芯片为核心。
4.根据权利要求3所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述E18-2G4Z27SP的所有接口均为IO口，CC2530芯片通过DC接口、CSN接口、RST接口、NC接口、DD接口、SCK接口、MosI接口及MISO接口与国产平台的CPU连接，再通过GPIO口连接到外部。
5.根据权利要求1所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述国产平台包括服务器、计算机、笔记本和平台；国产平台的CPU包括飞腾和龙芯。
6.根据权利要求5所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述国产平台的CPU采用FT-1500，FT-1500共有32个GPIO接口，使用GPIOA、GPIOB及GPIOC，当FT-1500与E18-2G4Z27SP连接后，直接启动配套软件，在配套软件的各个配置文件内修改参数即可。
7.根据权利要求5所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述国产平台采用2U的机架式服务器，2U的机架式服务器包括至少一背板、至少一主板、至少一电源板、至少一接口板、至少一指示灯板和至少一载板，主板及电源板通过VPX连接器插到背板上，接口板及指示灯板通过柔性线连接到背板上，载板通过板对板连接器连接到ZigBee模块上。
8.根据权利要求7所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述板对板连接器采用40pin，其中19路用于ZigBee模块与CPU的连接，剩下的21路用于连接其余芯片。
9.根据权利要求8所述的基于国产平台的无线通信方法，其特征在于，所述ZigBee模块的高电平处设置至少一指示灯，指示灯用于显示ZigBee模块的工作状态。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如权利要求1至9中任一项所述的基于国产平台的无线通信方法。
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