基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910261163.8 (22)申请日 2019.04.02 (71)申请人 南京林业大学 地址 210000 江苏省南京市玄武区龙蟠路 159号 (72)发明人 高德民李治军何田刘云淮 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 彭英 (51)Int.Cl. H04W 72/04(2009.01) H04W 84/18(2009.01) H04W 4/021(2018.01) H04L 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于W。

2、ifi通信的ZigBee节点并行传输 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于Wifi通信的ZigBee节 点并行传输方法, 利用Wifi信号的组成进行改进 设计, 充分利用其中数据载波的数量, 以多个数 据载波模拟ZigBee信号, 实现同时向多个ZigBee 节点发送数据, 并在实际应用中, 充分考虑数据 信号发送的稳定性, 具体仅设计单个WiFi信号实 现向两个ZigBee节点发送数据, 保证实际稳定 性, 同时针对单个WiFi信号所应用的两个ZigBee 节点, 进一步限定其分别工作于17信道、 19信道, 由此对各ZigBee节点划分分别工作于17信道、 19 信道, 可以避免所有Zi。

3、gBee节点工作于一个信道 引起数据冲突,进而保证众多ZigBee节点工作的 稳定性, 如此, 综合提高了WiFi与ZigBee之间的 通信效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 110113819 A 2019.08.09 CN 110113819 A 1.一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 用于WiFi节点同时对其通信半径内 的多个ZigBee节点发送数据, 实现并行传输, 其特征在于, 包含如下步骤: 步骤A.针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任意选择a 个区域, 作为各个待编辑区域, 然后进入步骤B, 其中, a1,4;。

4、 步骤B.定义各个待编辑区域分别对应一个目标ZigBee节点, 且各待编辑区域所对应的 目标ZigBee节点彼此不相同, 然后进入步骤C; 步骤C.分别针对各个待编辑区域, 采用区域中连续的11个数据载波模拟1个ZigBee信 号, 并向其中加载发往该待编辑区域所对应目标ZigBee节点的目标数据, 构成ZigBee模拟 发送信号, 然后进入步骤D; 步骤D.WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所包含的各个ZigBee模拟发送信 号, 实现同时向各个ZigBee模拟发送信号分别所对应的目标ZigBee节点发送对应目标数 据。 2.根据权利要求1所述一种基于Wifi通信的ZigB。

5、ee节点并行传输方法, 其特征在于: 所 述a2, 即步骤A中, 针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任 意选择2个区域, 作为各个待编辑区域。 3.根据权利要求2所述一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 其特征在于: 所 述步骤A中, 针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 由任意方 向选择第2区域、 第4区域, 分别作为各个待编辑区域。 4.根据权利要求3所述一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 其特征在于: 所 述步骤C中, 以WiFi信号中心频率位置分别向两侧偏移5MHz的位置, 作为两个目。

6、标参照位 置, 即在以第2区域、 第4区域所构成的两个待编辑区域中, 分别以目标参照位置为ZigBee信 号的中心频率位置, 采用区域中连续的11个数据载波模拟1个ZigBee信号, 并向其中加载发 往该待编辑区域所对应目标ZigBee节点的目标数据, 构成ZigBee模拟发送信号, 即获得两 个ZigBee模拟发送信号; 则所述步骤D中, 根据所获两个ZigBee模拟发送信号频率位置分别与工作在17信道、 19 信道的ZigBee信号相重合的分析认知, WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所包含 的两个ZigBee模拟发送信号, 实现同时向对应工作于17信道、 19信道的两个。

7、ZigBee节点发 送对应目标数据。 5.根据权利要求4所述一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 其特征在于: 针 对WiFi节点所对应通信半径内的所有ZigBee节点, 将其划分两组, 两组ZigBee节点分别工 作于17信道、 19信道。 6.根据权利要求1所述一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 其特征在于: 分 别针对各个时隙划分为前半时隙和后半时隙, 针对WiFi节点、 以及其通信半径内多个 ZigBee节点, 各时隙中的前半时隙用于WiFi节点向各ZigBee节点发送数据, 各ZigBee节点 处于数据接收状态, 各时隙中的后半时隙用于各ZigBee。

8、节点之间的数据交互。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110113819 A 2 一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 属于WiFi向ZigBee通 信技术领域。 背景技术 0002 目前WiFi节点可以向ZigBee节点直接传输数据, 但是目前对此的应用, 仅仅停留 在WiFi节点向单个ZigBee节点传输数据, 并且当WiFi节点向一个ZigBee节点传输数据时, 在传输过程中, WiFi只利用了信号的一部分, 因此, 现有技术这方面, WiFi向ZigBee传输数 据的效率不高, 没有充分。

9、利用WiFi的性能。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方 法, 利用Wifi信号的组成进行改进设计, 能够实现同时向多个ZigBee节点发送数据, 提高 WiFi与ZigBee之间的通信效率。 0004 本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案: 本发明设计了一种基于Wifi通 信的ZigBee节点并行传输方法, 用于WiFi节点同时对其通信半径内的多个ZigBee节点发送 数据, 实现并行传输, 包含如下步骤: 0005 步骤A.针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任意 选择a个区域, 作为各。

10、个待编辑区域, 然后进入步骤B, 其中, a1,4; 0006 步骤B.定义各个待编辑区域分别对应一个目标ZigBee节点, 且各待编辑区域所对 应的目标ZigBee节点彼此不相同, 然后进入步骤C; 0007 步骤C .分别针对各个待编辑区域, 采用区域中连续的11个数据载波模拟1个 ZigBee信号, 并向其中加载发往该待编辑区域所对应目标ZigBee节点的目标数据, 构成 ZigBee模拟发送信号, 然后进入步骤D; 0008 步骤D.WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所包含的各个ZigBee模拟发送 信号, 实现同时向各个ZigBee模拟发送信号分别所对应的目标Zig。

11、Bee节点发送对应目标数 据。 0009 作为本发明的一种优选技术方案: 所述a2, 即步骤A中, 针对WiFi信号中由4个引 导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任意选择2个区域, 作为各个待编辑区域。 0010 作为本发明的一种优选技术方案: 所述步骤A中, 针对WiFi信号中由4个引导副载 波所划分的5个区域, 除中间区域外, 由任意方向选择第2区域、 第4区域, 分别作为各个待编 辑区域。 0011 作为本发明的一种优选技术方案: 所述步骤C中, 以WiFi信号中心频率位置分别向 两侧偏移5MHz的位置, 作为两个目标参照位置, 即在以第2区域、 第4区域所构成的两个待编 辑区。

12、域中, 分别以目标参照位置为ZigBee信号的中心频率位置, 采用区域中连续的11个数 据载波模拟1个ZigBee信号, 并向其中加载发往该待编辑区域所对应目标ZigBee节点的目 说明书 1/4 页 3 CN 110113819 A 3 标数据, 构成ZigBee模拟发送信号, 即获得两个ZigBee模拟发送信号; 0012 则所述步骤D中, 根据所获两个ZigBee模拟发送信号频率位置分别与工作在17信 道、 19信道的ZigBee信号相重合的分析认知, WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所 包含的两个ZigBee模拟发送信号, 实现同时向对应工作于17信道、 19信道的。

13、两个ZigBee节 点发送对应目标数据。 0013 作为本发明的一种优选技术方案: 针对WiFi节点所对应通信半径内的所有ZigBee 节点, 将其划分两组, 两组ZigBee节点分别工作于17信道、 19信道。 0014 作为本发明的一种优选技术方案: 分别针对各个时隙划分为前半时隙和后半时 隙, 针对WiFi节点、 以及其通信半径内多个ZigBee节点, 各时隙中的前半时隙用于WiFi节点 向各ZigBee节点发送数据, 各ZigBee节点处于数据接收状态, 各时隙中的后半时隙用于各 ZigBee节点之间的数据交互。 0015 本发明所述一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法,。

14、 采用以上技术方案与 现有技术相比, 具有以下技术效果: 0016 本发明所设计基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 利用Wifi信号的组成进 行改进设计, 充分利用其中数据载波的数量, 以多个数据载波模拟ZigBee信号, 实现同时向 多个ZigBee节点发送数据, 并在实际应用中, 充分考虑数据信号发送的稳定性, 具体仅设计 单个WiFi信号实现向两个ZigBee节点发送数据, 保证实际稳定性, 同时针对单个WiFi信号 所应用的两个ZigBee节点, 进一步限定其分别工作于17信道、 19信道, 由此对各ZigBee节点 划分分别工作于17信道、 19信道, 可以避免所有Zi。

15、gBee节点工作于一个信道引起数据冲突, 进而保证众多ZigBee节点工作的稳定性, 如此, 综合提高了WiFi与ZigBee之间的通信效率。 附图说明 0017 图1是Wifi信号带宽示意图; 0018 图2是ZigBee信号带宽示意图; 0019 图3是本发明设计中Wifi信号与ZigBee信号之间的重合位置示意图; 0020 图4是本发明设计中WiFi节点向ZigBee节点并行发送数据示意图; 0021 图5是WiFi节点并行数据发送与ZigBee节点间通信的时隙示意图。 具体实施方式 0022 下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 0023 如图1所示, 每一个。

16、WiFi信号占据22MHz带宽, 以及如图2所示, 每一个ZigBee信号 占据2MHz带宽, 如此即一个WiFi信号可以覆盖多个ZigBee信号。 0024 如图3所示, WiFi信号中有4个引导副载波, 将WiFi信号分割成5个部分, 其中, 中间 部分有12个无效副载波, 是不能使用区域, 另外还有4个区域。 这4个区域理论上可以向4个 ZigBee进行数据传输, 具体来讲, WiFi信号占据22MHz带宽, 总共包含了64个载波, 其中数据 载波是48个, 引导副载波4个和无效载波12个, 要完成模拟ZigBee信号需要11个有效数据载 波。 所以从理论上, 一个WiFi信号可以模拟4。

17、个ZigBee信号。 0025 所以本发明设计了一种基于Wifi通信的ZigBee节点并行传输方法, 用于WiFi节点 同时对其通信半径内的多个ZigBee节点发送数据, 实现并行传输, 包含如下步骤: 说明书 2/4 页 4 CN 110113819 A 4 0026 步骤A.针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任意 选择a个区域, 作为各个待编辑区域, 然后进入步骤B, 其中, a1,4。 0027 步骤B.定义各个待编辑区域分别对应一个目标ZigBee节点, 且各待编辑区域所对 应的目标ZigBee节点彼此不相同, 然后进入步骤C。 0028 步骤C .。

18、分别针对各个待编辑区域, 采用区域中连续的11个数据载波模拟1个 ZigBee信号, 并向其中加载发往该待编辑区域所对应目标ZigBee节点的目标数据, 构成 ZigBee模拟发送信号, 然后进入步骤D。 0029 步骤D.WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所包含的各个ZigBee模拟发送 信号, 实现同时向各个ZigBee模拟发送信号分别所对应的目标ZigBee节点发送对应目标数 据。 0030 基于上述设计方案, 应用中即可实现单个WiFi信号同时最多模拟四个ZigBee信 号, 进而同时最多向四个ZigBee节点发送数据, 实现数据并行传输。 0031 但是在实际应用中。

19、, 为了保证WiFi节点向多个ZigBee节点并行发送数据的稳定 性, 我们设计仅向两个ZigBee节点并行发送数据, 即所述a2, 即步骤A中, 针对WiFi信号中 由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 任意选择2个区域, 作为各个待编辑区 域, 具体实际应用中, 针对WiFi信号中由4个引导副载波所划分的5个区域, 除中间区域外, 由任意方向选择第2区域、 第4区域, 分别作为各个待编辑区域。 0032 并且通过分析发现, WiFi信号与ZigBee的17和19信道重合, 所以当有两个ZigBee 节点分别位于17信道和19信道时, WiFi节点是可以同时向这2个ZigBee。

20、节点进行数据并行 发送。 0033 对此, 进一步作如下设计, 针对WiFi节点所对应通信半径内的所有ZigBee节点, 将 其划分两组, 两组ZigBee节点分别工作于17信道、 19信道, 基于此, 上述步骤C中, 如图3所 示, 以WiFi信号中心频率位置分别向两侧偏移5MHz的位置, 作为两个目标参照位置, 即在以 第2区域、 第4区域所构成的两个待编辑区域中, 分别以目标参照位置为ZigBee信号的中心 频率位置, 采用区域中连续的11个数据载波模拟1个ZigBee信号, 并向其中加载发往该待编 辑区域所对应目标ZigBee节点的目标数据, 构成ZigBee模拟发送信号, 即获得两个。

21、ZigBee 模拟发送信号。 0034 则所述步骤D中, 根据所获两个ZigBee模拟发送信号频率位置分别与工作在17信 道、 19信道的ZigBee信号相重合的分析认知, WiFi节点发送WiFi信号, 即通过WiFi信号中所 包含的两个ZigBee模拟发送信号, 实现同时向对应工作于17信道、 19信道的两个ZigBee节 点发送对应目标数据, 如图4所示。 0035 基于上述设计在实现WiFi节点同时向两个ZigBee节点进行并行数据发送基础上, 对于WiFi节点与ZigBee节点之间的通信过程, 作为本发明的一种优选技术方案: 如图5所 示, 分别针对各个时隙划分为前半时隙和后半时隙,。

22、 针对WiFi节点、 以及其通信半径内多个 ZigBee节点, 各时隙中的前半时隙用于WiFi节点向各ZigBee节点发送数据, 各ZigBee节点 处于数据接收状态, 各时隙中的后半时隙用于各ZigBee节点之间的数据交互, 如此够有效 避开了WiFi信号对ZigBee节点间通信的干扰问题。 0036 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明, 但是本发明并不限于上述实施 方式, 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内, 还可以在不脱离本发明宗旨的前提下 说明书 3/4 页 5 CN 110113819 A 5 做出各种变化。 说明书 4/4 页 6 CN 110113819 A 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 7 CN 110113819 A 7 图4 图5 说明书附图 2/2 页 8 CN 110113819 A 8 。

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内容关键字: 基于 Wifi 通信 ZigBee 节点 并行 传输 方法
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