[發(fā)明專利]基于反向散射的無線總線通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010887330.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112039744B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯力;李松璠;張翀;宋一杭;鄭輝;劉璐
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L27/12;H04L1/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 馬林中

本發(fā)明公開了一種基于反向散射的無線總線通信方法，屬于反向散射領(lǐng)域。本發(fā)明包括：網(wǎng)關(guān)將含有時鐘和數(shù)據(jù)的無線信號發(fā)送到無處理器物聯(lián)網(wǎng)終端，同時將含有時鐘的無線信號作為載波，當(dāng)傳感器芯片有輸出的數(shù)據(jù)時，把標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線信號中的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到載波上，回傳給網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明將傳統(tǒng)計算機總線信號通過被動式反向散射通信技術(shù)轉(zhuǎn)換為無線信號，終端自身無需生成高頻載波進(jìn)行無線通信，降低了通信功耗；并且，可同時將計算機總線信號的數(shù)據(jù)和時鐘同時通過一路無線信號傳輸，網(wǎng)關(guān)接收到無線信號后即可直接恢復(fù)為數(shù)字總線信號，從而在上行通信方向?qū)崿F(xiàn)了無需處理器參與和控制的的計算機總線信號與無線信號的直接互通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反向散射領(lǐng)域，尤其涉及一種基于反向散射的無線總線通信方法。

背景技術(shù)

目前物聯(lián)網(wǎng)終端的通用體系結(jié)構(gòu)中，終端包含三個必要的模塊——無線通信模塊、傳感模塊和處理器。無線通信模塊負(fù)責(zé)與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換；傳感器芯片組用于感知物理環(huán)境；處理器處于無線通信模塊和傳感器之間，對兩者實施控制和中間數(shù)據(jù)處理。其中，傳感器使用頻率通常較低，典型的功耗一般僅有微瓦級別。相比之下，無線通信和處理器占據(jù)了終端能耗的絕大部分，典型功耗均為毫瓦級別。近年來，隨著反向散射通信的迅猛發(fā)展，無線通信功耗得到了極大的優(yōu)化，目前已降低到微瓦級別。但在另一方面，處理器功耗目前難以得到降低。雖然主流的處理器支持深度睡眠模式，僅在有任務(wù)時工作，在無任務(wù)時進(jìn)入深度休眠狀態(tài)，僅維持必要基礎(chǔ)組件的供電，在該模式下，處理器功耗能降至微瓦級別。但是，無線模塊以及傳感模塊頻繁的數(shù)據(jù)請求會打斷處理器的深度睡眠過程，使得處理器要不斷在工作與休眠狀態(tài)間切換，反而會帶來額外的功耗。在典型的物聯(lián)網(wǎng)場景中，ARM、MSP430系列等主流處理器的平均功耗在毫瓦級別，使得目前物聯(lián)網(wǎng)終端平均壽命小于一年時間。除能耗問題外，處理器通常也是嵌入式系統(tǒng)成本最高的模塊之一，導(dǎo)致了物聯(lián)網(wǎng)終端高昂的設(shè)計成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于反向散射的無線總線通信方法，解決目前傳統(tǒng)的反向散射技術(shù)存在功耗高的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：基于反向散射的無線總線通信方法，包括如下步驟：

網(wǎng)關(guān)將含有時鐘和數(shù)據(jù)的無線信號發(fā)送到無處理器物聯(lián)網(wǎng)終端，同時將含有時鐘的無線信號作為載波，當(dāng)傳感器芯片有輸出的數(shù)據(jù)時，把標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線信號中的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到所述載波上，回傳給網(wǎng)關(guān)。

進(jìn)一步的是，當(dāng)終端接收到網(wǎng)關(guān)發(fā)送的無線信號時，經(jīng)下行解調(diào)電路解調(diào)后獲得標(biāo)準(zhǔn)的計算機總線信號，終端中的傳感器芯片通過所述標(biāo)準(zhǔn)的計算機總線信號驅(qū)動進(jìn)行工作。

具體的是，所述輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)反向散射電路調(diào)制后，以無線信號的方式回傳給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)接收到該無線信號后將無線信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的計算機總線信號。

再進(jìn)一步的是，所述把標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線信號中的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到所述載波上，其具體為：采用含時鐘的無線信號經(jīng)過時鐘提取電路獲取時鐘，將其作為總線時鐘，進(jìn)而獲取總線數(shù)據(jù)，并用總線數(shù)據(jù)信號對含有時鐘的無線信號進(jìn)行反向散射。

更具體的是，傳感器芯片輸出的數(shù)據(jù)信號先經(jīng)過調(diào)制移頻電路后，再經(jīng)過反射電路，對含有時鐘的無線信號進(jìn)行反向散射，實現(xiàn)含有時鐘與總線數(shù)據(jù)的無線信號的回傳。

本發(fā)明的有益效果是，通過上述基于反向散射的無線總線通信方法，將傳統(tǒng)計算機總線信號通過被動式反向散射通信技術(shù)轉(zhuǎn)換為無線信號。相比傳統(tǒng)的主動通信方式，該方法基于反向散射通信技術(shù)，終端自身無需生成高頻載波進(jìn)行無線通信，降低了通信功耗。更為重要的是，相比只能傳輸一路信號的現(xiàn)有反向散射通信技術(shù)，本發(fā)明可以同時將計算機總線信號的數(shù)據(jù)信號和時鐘信號同時通過一路無線信號傳輸，網(wǎng)關(guān)接收到無線信號后即可直接恢復(fù)為計算機總線信號，從而在上行通信方向?qū)崿F(xiàn)了無需處理器參與和控制的的計算機總線信號與無線信號的直接互通。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于反向散射的無線總線通信方法的流程圖。

具體實施方式