[发明专利]一种支持多通信方式的堆叠式智能通信模块

说明书

技术领域

本发明的一种支持多通信方式的堆叠式智能通信模块，涉及红外技术、蓝牙技术、Zigbee技术、Wi-Fi技术、GSM技术、嵌入式技术等相关技术，同时还可以扩展其他无线通信技术。

背景技术

随着通信和信息技术的不断发展，短距离无线通信技术日益成熟。短距离无线通信技术是一种在较短距离内通信收发双方通过无线电波传输信息的通信技术。短距离无线技术的特点有：或基于传输速度、距离、能耗的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特殊要求等。下面为目前几种常用的短距离无线技术和GSM技术。

红外技术采用人眼看不到的红外光传输信息，通常有效距离2米，发射角一般不超过20度，速度可达16Mbit/s。红外技术采用具有方向性的点到点的连接方式，数据传输干扰少，速度快，保密性强，价格便宜。但是红外技术只限于两台设备通讯，无法灵活组网，传输数据时两个设备之间不能有阻挡物，有效距离小。

蓝牙技术采用无线电射频技术实现设备之间的无线互连，有穿透能力，信息能够全方位传送。蓝牙技术使用2.4GHz的ISM频段，最大传输率1MBit/s，采用跳频扩频技术，具有非常可靠的数据和语音传输能力。但是一个蓝牙网络同时连接的最大设备数为8个，蓝牙技术更强调设备之间的连接，而不是客户机与服务器之间的连接。

Zigbee技术使用2.4 GHz波段，采用跳频技术，基本传输速率是250KBit/s。当传输速率降低到28KBit/s时，传输距离可达到134m，并获得更高的可靠性。另外，Zigbee技术支持254个模块协同组网。与蓝牙相比，Zigbee传输速率慢，功率及费用低，更好地支持游戏、消费电子、仪器和家庭自动化应用。

Wi-Fi技术是一种支持多用户的无线通信技术，具有更大的覆盖范围和更高的传输速率。Wi-Fi的连接速度一般在几十到几百MBit/s，信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外传输距离。理论上用户位于一个接入点周边范围内就可以通过Wi-Fi联网。目前Wi-Fi技术主要应用于机场、酒店、商场等公共热点场所。

GSM技术也称为全球移动通信技术，使用850MHz、900MHz、1800MHz 及 1900MHz等几个频段，采用数字通信技术、统一的网络标准，使通信质量得以保证，传输速度为9.6KBit/s，根据天线和传播条件有效传输距离从百米以下到数十公里。具有安全性高、网络容量大、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏等特点。GSM技术被广泛用于全球手机通信。

数字家庭、精准农业和智能交通等应用中通信方式繁多、模块数量大，因此需要网关和每种通信模块需要可扩展的支持多种通信方式。传统的网关和通信模块的接口设计复杂，且不具有扩展性。为了解决这些问题，一种支持多通信方式，采用层次化、模块化的思想将每种无线通信方式以堆叠的形式统一集成在一起的智能通信模块势在必行。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种支持多通信方式的堆叠式智能通信模块，该模块其采用分层结构，分为控制底板和无线通信模块(蓝牙通信模块、Wi-Fi通信模块、Zigbee通信模块、GSM通信模块和红外通信模块共五种模块)。该模块将无线通信方式以层次化和模块化的结构设计在每个无线通信模块上，无线通信模块以堆叠形式统一集成在控制底板上。并且该模块提供一种定义良好的模块接口，使得无线通信模块和控制底板之间以及通信模块和通信模块之间都是可组合、可拆分的，实现在控制底板上插接1到5种通信模块的堆叠扩展，并且每个模块都是即插即用的。其应用就是方便地实现数字家庭、精准农业和智能交通等应用中智能网关的多种通信方式的按需扩展和即插即用功能。

本发明的技术实施方案如下：

一种支持多通信方式的堆叠式智能通信模块，采用分层结构，分为控制底板和无线通信模块，无线通信模块包括蓝牙通信模块、Wi-Fi通信模块、Zigbee通信模块、GSM通信模块和红外通信模块共五种模块。

控制底板，包括电池插槽、微处理器、外围电路和模块接口。模块接口是控制底板与每个通信模块进行数据交互的接口，提供电源接口、各个模块的交互接口、扩展接口共三个部分的接口，由32个插孔组成，具体如下

1、2孔连接电源线，为上层通信模块提供电源连接；

3-7分别作为蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、GSM和红外通信模块的片选管脚；

8-11孔用于蓝牙通信模块的连接控制；

12-17孔用于Wi-Fi通信模块的连接控制；

18-23孔用于Zigbee通信模块的连接控制；