[發明專利]基于毫米波的微型物聯網組網系統和方法

無效

• 申請號: 201010593696.5
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102098062A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 忻向軍;劉博;尹霄麗;王擁軍;張琦;趙同剛;馬建新;饒嵐;張曉磊;張麗佳;原全新;戴宇航;涂經綸;范文文;劉皎;張星;關昕
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B1/00
• 分類號: H04B1/00;H04B1/40;H04W84/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于毫米波的微型物聯網組網系統，利用毫米波的射頻信號攜帶和傳遞信息，實現了蜂窩區域里物聯網組網的構架，其特征在于，該系統包括：中心控制裝置A、信息采集裝置B、信息控制裝置C和采集控制裝置D；

所述中心控制裝置A用于產生攜帶信息的射頻信號，且利用天線輻射的形式將射頻信號傳至信息控制裝置C和采集控制裝置D；并且還接收由信息采集裝置B和采集控制裝置D輸出的信號，對其進行處理；所述攜帶信息的射頻信號為已被信息調制的毫米波射頻信號，其信息既包括作為控制指令的低速率信號也包括像語音數據、文字數據、視頻圖像數據等高速信號流；所述天線輻射即利用電磁感應原理將高頻率的電信號傳遞的過程；

所述信息采集裝置B通過傳感器技術將所處環境指定指標的變化轉化為電信號的變化，將此電信號進行處理并調制于毫米波射頻上，通過天線輻射的形式將射頻信號傳至中心控制裝置；所述傳感器技術為具有某種特性的物質通過其物理效應、化學效應或生物效應將把被測的物理量.化學量.生物量等非電量轉換成電量的過程；所述指定指標為人們所需要測量的環境因素，如溫度、濕度、應力、位置等；

所述信息控制裝置C通過天線輻射的形式接收由中心控制裝置輸出的毫米波射頻信號，并將此信號進行解調和處理，作為外放電路的控制信息或數據；所述外放電路即系統所要控制的系統外的裝置或架構，其可能為某些電力設備、自動化裝置或顯示屏等；所述控制信息或數據是對應不同系統外裝置或架構而言的，如果系統外裝置或架構為獨立工作的系統，所述信息控制裝置C接收的就是控制信息，如果系統外裝置或架構為顯示數據的儀器或部件，所述信息控制裝置C接收到的就是數據；

所述采集控制裝置D包含了信息采集裝置和信息控制裝置的功能，既可以通過傳感器技術將所處環境指定指標的變化轉化為電信號的變化，將此電信號進行處理并調制于毫米波射頻上，通過天線輻射的形式將射頻信號傳至中心控制裝置，也可以通過天線輻射的形式接收由中心控制裝置輸出的毫米波射頻信?號，并將此信號進行解調和處理，作為外放電路的控制信息或數據，即所述采集控制裝置D為信息采集裝置和信息控制裝置的集合體，為此，在下述權利要求中，就不加以贅述。

2.根據權利要求1所述的基于毫米波的微型物聯網組網系統，其特征在于，所述中心控制裝置包括：

接收天線A，利用電磁感應技術接收由所述信息采集裝置B或采集控制裝置D輸出的攜帶信息的毫米波射頻信號，并將其輸出至信號放大A；

信號放大A，將接收天線A輸出的毫米波射頻信號進行放大，以保證其有足夠大的能量以處理，并輸出放大后的毫米波射頻信號至射頻解調A；

射頻解調A，將由信號放大A輸出的毫米波射頻信號進行解調，并將其解調后的基帶信號輸出至低通濾波；

低通濾波A，用于濾出由于射頻解調A所出現的倍頻信號和帶外噪聲，從而保證基帶信號的純凈，輸出其至模數轉換A；所述基帶信號為模擬電信號；

數模轉換A，用于將低通濾波A輸出的純凈的模擬電信號轉化為數字電信號，應便于進行處理，并輸出數字電信號至上行時分復用模塊；

上行時分復用模塊，利用時分復用技術將此系統覆蓋范圍的同時通信的用戶的上行信號進行時間分配，以保證在宏觀上實現多服務的同時控制和處理，輸出信號至中心控制模塊；所述時分復用技術即將信道按時間分成若干片段輪換地給多個信號使用，每一時間片由復用的一個信號單獨占用，在規定的時間內，多個信號都可按要求傳輸到達，從而實現了一條物理信道上傳輸多個數字信號的技術；所述上行信號為由所述信息采集裝置B或所述采集控制裝置D輸出至所述中心控制裝置的信號；

中心控制模塊，其中兩端分別鏈至上行時分復用模塊和下行時分復用模塊，另外一段與外界相連，用于區分所述中心控制裝置A內部的上下行鏈路，并提供與外界相連的接口，使得此系統可以與外界網絡相連；?

下行時分復用模塊，利用時分復用技術將此系統覆蓋范圍的同時通信的用戶的下行信號進行時間分配，以保證在宏觀上實現多服務的同時控制和處理，輸出信號至數模轉換A；所述時分復用技術即將信道按時間分成若干片段輪換地給多個信號使用，每一時間片由復用的一個信號單獨占用，在規定的時間內，多個信號都可按要求傳輸到達，從而實現了一條物理信道上傳輸多個數字信號的技術；所述下行信號為由所述中心控制裝置A輸出至信息控制裝置C或采集控制裝置D的信號；

數模轉換A，將下行時分復用模塊輸出的數字電信號轉化為合適的模擬電信號，輸出模擬電信號至射頻調制A；所述合適的模擬電信號為常用的攜帶信息的信號，如高斯信號、升余弦信號等；所述模擬電信號為基帶信號；所述輸出信號為下行信號；

射頻調制A，將數模轉換A輸出的模擬的基帶信號調制于毫米波射頻上，輸出攜帶信息的毫米波射頻信號至帶通濾波器A；所述輸出信號為下行信號；

帶通濾波A，用于濾出射頻調制輸出的毫米波射頻信號中的倍頻信號、直流信號和調制設備所引起的帶外噪聲，比保證信號的純凈，并輸出其至發送天線A；所述輸出信號為下行信號；

發送天線A，利用電磁輻射的形式將帶通濾波器B輸出的純凈的攜帶信息的毫米波射頻信號發射至信息控制裝置C或采集控制裝置D。