專利名稱：智能型數(shù)據(jù)動態(tài)模塊及其訊息處理與傳送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通訊模塊及其訊息處理與傳送方法，特別是由一數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺 與一應(yīng)用平臺的組合，其中該應(yīng)用平臺具有zigbee與藍牙傳輸模式，能夠提供位置 偵測、身分確認(rèn)、信息及時交換(透過各通訊模塊)且經(jīng)由最佳路徑傳遞，以及具有信 息防漏失功能的數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊。
背景技術(shù)：
一般無線傳輸包含可以進行長矩離傳送訊息的方式，例如通訊系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)， 以及可以矩距離傳送訊息的方式，例如藍牙與zigbee模塊。其中zigbee具有低功 率消耗及架構(gòu)簡單的特性，所以已有被應(yīng)用在能源的監(jiān)控或照明系統(tǒng)的管制。
例如臺灣專利第M312640號揭露一種電熱水器的無線傳輸訊號系統(tǒng)；臺灣專利 第I257462號揭露一種瓦斯監(jiān)控的偵測傳輸系統(tǒng)，以及臺灣專利第M292669號揭露 一種路燈實時監(jiān)測自動控制系統(tǒng)，皆揭露利用zigbee傳輸模塊來傳輸訊息。此外臺 灣專利第M288702號揭露一種辨識使用者身分的可攜式儲存裝置，其應(yīng)用無線傳輸 方式來傳送數(shù)據(jù)，且該無線傳輸方式包含zigbee。由以上所揭露的專利前案可知， 該zigbee模塊可與多種設(shè)備結(jié)合。
然而，不同設(shè)備所需的運用方式不同，雖然zigee聯(lián)盟(zigbee Alliance)定有 zigbee堆桟架構(gòu)，但應(yīng)用端并無特別的規(guī)定，換言之，丌發(fā)人員在開發(fā)產(chǎn)品或設(shè)計 運用，必須將其產(chǎn)品需求及zigbee模塊的堆棧架構(gòu)予以結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有的zigbee模塊需要適當(dāng)增修調(diào)整方能與產(chǎn)品的開發(fā)契合，所以本發(fā) 明提供一種創(chuàng)新的模塊架構(gòu)且具備預(yù)定機制，藉此使丌發(fā)人員可以直接運用。
本發(fā)明的目的一在于提供一種智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其具有能夠提供精簡 化架構(gòu)以及具有模塊化機制的效果。
本發(fā)明另一目的在于提供一種通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其具有能夠提 供位置偵測、身分確認(rèn)、信息及時交換且經(jīng)由最佳路徑傳遞，以及具有信息防漏失 的功效。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案-
本發(fā)明的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊主要包含一數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺及一應(yīng)用平臺，其 中該應(yīng)用平臺具有一訊息控制及處理單元、 一位置偵測單元、 一身分判別單元、一 網(wǎng)絡(luò)單元、 一通訊傳輸單元及一無線訊號收發(fā)單元。該應(yīng)用平臺架構(gòu)于該數(shù)據(jù)鏈結(jié) 平臺，且位置偵測單元、身分判別單元、網(wǎng)絡(luò)單元、通訊傳輸單元及無線訊號收發(fā)單元分別訊號連接于訊息控制及處理單元。上述各單元皆為韌體，所以該通訊模塊 具有規(guī)格化且架構(gòu)精簡的功效。
又本發(fā)明所揭露的通訊模塊的訊息處理與傳送機制主要包含一位置與身分偵測 機制、 一路由表建立機制、 一數(shù)據(jù)無線實時交換機制，以及一路徑搜尋及選擇機制。 藉由各機制的功能，以及各機制間的互相配合，可以使該通訊模塊具有位置偵測、 身分確認(rèn)、信息及時交換且經(jīng)由最佳路徑傳遞，以及具有信息防漏失的功效，且有 助于開發(fā)人員進行產(chǎn)品的丌發(fā)。
本發(fā)明的優(yōu)點是通過應(yīng)用平臺所揭露的各單元及其組合，可以提供位置偵測、 身分確認(rèn)、信息及時且經(jīng)由最佳路徑傳遞，以及具有信息防漏失的功能，如此該應(yīng) 用端界面與適當(dāng)?shù)膽?yīng)用裝置或傳感器，則可以達到信息無線傳輸及辨識、定位的效 果。舉凡居家或大樓的自動化控制或保全、個人健康管理、工業(yè)或工廠管制、電信 服務(wù)、計算機及其接口設(shè)備連結(jié)，或是人、車、物定位等，皆可以透過該通訊模塊 及其具備的各機制予以實踐。


圖1是本發(fā)明的通訊模塊架構(gòu)方塊圖； 圖2是本發(fā)明各機制方塊圖； 圖3是本發(fā)明位置與身分偵測機制的流程圖； 圖4是本發(fā)明位置與身分偵測機制的示意圖 圖5是本發(fā)明調(diào)整回復(fù)訊息強度的示意圖； 圖6是本發(fā)明建立路由表機制的示意圖； 圖7是本發(fā)明數(shù)據(jù)無線實時交換機制的示意圖； 圖8是本發(fā)明路徑搜尋及選擇機制的示意圖； 圖9是本發(fā)明用以決定一被偵測端的方向距離的流程圖。
具體實施例方式
以下即依本發(fā)明的目的、功效及結(jié)構(gòu)組態(tài)，舉一較佳實施例，并配合圖式詳細(xì) 說明。
請參閱圖l， 一種通訊模塊10系具有一數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺20及一應(yīng)用平臺30，其 中該數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺20做為底層，且該應(yīng)用平臺30架構(gòu)于該數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺20上。更 進一步而言，該數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺20采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一頭'體層(PHY) 22 及一媒體存取層(MAC) 24。
該應(yīng)用平臺30由數(shù)個韌體單元所組成。該應(yīng)用平臺30包含一訊息控制及處理 單元31、 一位置偵測單元32、 一身分判別單元33、 一網(wǎng)絡(luò)單元34、 一通訊傳輸單 元35及一無線訊號收發(fā)單元36。此外，更包含一警示單元37及至少一應(yīng)用端界面 38。
該訊息控制及處理單元31具有整合各單元的訊息，及具有邏輯與運算的功能，因此能夠進行多重訊息處理與控制。
該位置偵測單元32具有尋址功能且連結(jié)該訊息處理單元31。 該身分判別單元33具有群組辨識及識別碼辨識的功能，且該身分識判別單元 33連結(jié)該訊息控制及處理單元31。
該網(wǎng)絡(luò)單元34為具有TCP/IP通訊協(xié)議的韌體，且連結(jié)該訊息控制及處理單元31。
該通訊傳輸單元35用以傳送及下達通訊指令該無線訊號收發(fā)單元36包含一 藍牙組件362及/或一 zigbee芯片364。該無線訊號收發(fā)單元36系用以收發(fā)無線訊 號且連結(jié)該通訊傳輸單元35。此外，該無線訊號收發(fā)單元36更包含一全向性天線 366及至少一指向性天線368。
該應(yīng)用端接口 38系連結(jié)該訊息控制及處理單元31可建立專有的延伸應(yīng)用。該 警示單元37連接該訊息控制及處理單元31可以藉此控制一警示器(未顯示)，例如 蜂鳴器或LED。
以上為本發(fā)明所要揭露的通訊模塊10的架構(gòu)。透過各單元的組合及搭配運用， 該通訊模塊10可以形成多種機制，而且利用不同機制間的互相配合，則提供多種功 能以供產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用。以下即依該通訊模塊10的各單元彼此配合所產(chǎn)生的機制逐 一說明。
請參閱圖2，該通訊模塊10具有一位置與身分偵測機制40、 一路由表建立機制 50、 一數(shù)據(jù)無線實時交換機制60以及一路徑搜尋及選擇機制70。
請參閱圖3及圖4，該位置與身分偵測機制40包含以下歩驟
一群組廣播歩驟S11 ，系一主控端裝置42對數(shù)個從動端裝置44進行群組廣播。 該主控端裝置42具有前述的通訊模塊，所以該訊息控制及處理單元31與該無線訊 號收發(fā)單元36配合，用以對數(shù)個從動端裝置44發(fā)出的通知訊息422進行處理。
一般而言，主控端裝置42與從動端裝置44皆具有前述的通訊模塊，且該通知 訊息422具有群組識別碼，所以不同群組的從動端裝置不接收該通知訊息。
一接收及回復(fù)歩驟S13，系該從動端裝置44接收到該通知訊息422后，傳送一 回復(fù)訊息442給該主控端42。當(dāng)主動端裝置42收到回復(fù)訊息442時需進一步確認(rèn) 該訊息是否足供判別。
一尋址及身分確認(rèn)歩驟S15,該回復(fù)訊息442足供判別，則該回復(fù)訊息442內(nèi) 所含的信息(例如信標(biāo)訊框、識別碼等等)分別傳送至該位置偵測單元32及該身分 判別單元33以進行從動端裝置44的位置定位及身分確認(rèn)。
值得注意的是，該主控端裝置42可以依時間間隔模式，例如每隔5分鐘傳送做 一次群組廣播，如此藉由重復(fù)傳送該通知訊息422，以及重復(fù)地接收該回復(fù)訊息442， 則可以達到防止訊息漏失的效果，而且可以依據(jù)通知訊息422及回復(fù)訊息442的對 應(yīng)形成自動點名及報到的效果。然而多個回復(fù)訊息442同時傳送回到主控端裝置42時，可能會產(chǎn)生訊息擁擠而 造成回復(fù)訊息422漏失的情形，因此在進行確認(rèn)回復(fù)訊息442的過程中，可以加入 一碰撞避免機制41結(jié)合該位置及身分偵測機制40。
該碰撞避免機制41系主控端裝置42裝置未能確實收到該回復(fù)訊息442時，再 次傳送一次通知訊息422，藉此提高收到回復(fù)訊息442的可靠度，因此可以解決訊 息擁擠而造成訊息漏失的情形。
此外，上述再次傳送該通知訊息422可搭配該主控端裝置42依時間間隔模式發(fā) 送群組廣播而自動完成。
請參閱圖5，另一種可能造成該回復(fù)訊息442漏失的情形是訊息強度太弱導(dǎo)致 主控端裝置42判定該從動端裝置44不存在。為了解決此種情形，該從動端裝置44 收到由該主控端裝置42所發(fā)出的再通知訊息423時，則該從動端裝置44主動回復(fù) 最有較大訊息強度的一主動報到訊息444給該主控端裝置42藉此完成主動報到及確 認(rèn)的功效。
請參閱圖6， 一路由表建立機制50系指改主控端裝置42主動建立其周邊各節(jié) 點52的分布圖。
更詳細(xì)而言，該主控端裝置42系依周期性條件搭配該位置與身分偵測機制40, 對該主控端裝置42周圍環(huán)境中的節(jié)點52位置及數(shù)量進行新增或移除，如此該主控 端42與各該節(jié)點52的分布關(guān)系即構(gòu)成一路由表。
值得注意的，每一個節(jié)點52與主控端42的間的訊息強度不相同，且IEEE 802.15.4支持全配功能(FFD)及精簡功能(RFD)，所以各節(jié)點52間的溝通及節(jié)點52 與主控端裝置42的溝通形式不同。
請參閱圖7，該數(shù)據(jù)無線實時交換機制60系由該通訊傳輸單元35下達通訊控 制指令并與其它無線模塊接口進行實時數(shù)據(jù)交換。舉例而言，該通訊傳輸單元35下 達通訊控制指令，如SMS或DATA PACKAGE,配合該網(wǎng)絡(luò)單元34的TCP/IP協(xié) 議，并將封包分割、重組，然后由該無線訊號收發(fā)單元36將訊息傳出，其中該藍牙 組件362可以將訊息傳至遠程或近端具有藍牙裝置的一移動電話62，或藉由zigbee 芯片364將訊息傳送到具有zigbee單元的手持無線裝置64。上述的數(shù)據(jù)泛指可透 過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膮f(xié)議或檔案格式，例VOIP、 DATA、 IMAGE或FILE。
請參閱圖8， 一路徑搜尋及選擇機制70，系指二終端裝置72與和74的間的訊 息傳送路徑的搜尋與選擇機制。二終端裝置72和74間的路徑可以是該路由表建立 機制50所建立的路由表，而該端終裝置72與節(jié)點52的間的接收訊息強度指針(RSSI) 可用以作為決定傳送路徑的優(yōu)先權(quán)的依據(jù)的一；此外，也可以使用距離成本作為決 定傳送路徑的優(yōu)先權(quán)外。是以，該二終端裝置72和74的間的訊息可以依優(yōu)先權(quán)所 決定的最佳路徑來進行傳遞。
請參閱圖9，圖中揭露一種決定被偵測的人/物的方向與距離的機制，其說明如下
歩驟S81系偵測端以全向性天線對周圍環(huán)境進行全面性的搜尋，其中該偵測端 可以是一使用者以手持方式拿著一手持裝置進行偵測，該手持裝置可以進行群組廣 播。
歩驟S82系用以決定是否發(fā)現(xiàn)被偵測的人或物。被偵測的人或物可以配置一個
具有全向性天線的裝置，所以偵測端與被偵測端可以互相產(chǎn)生訊號連結(jié)，換言的，
該被偵測端可以產(chǎn)生回復(fù)訊息給偵測端；然而因為該全向性天線系運用于全區(qū)域無 線網(wǎng)絡(luò)來傳送訊息，所以有固定方向的限制。當(dāng)偵測端收到被偵測端的訊息，則進 行下一步驟。
歩驟S83系以指向性天線決定方向，值得注意的是，因為偵測端為行進或活動 的使用者，因此若該指向性天線的數(shù)量為1或2，則配合使用者的活動方向來決定 被偵測端的方向；若指向性天線的數(shù)量為3，則可以令使用者在靜態(tài)的狀下，利用各 指向性天線的分布角度而決定出被偵測端的方向。
歩驟S84系以接收訊息強度指針(RSSI)為計算距離的參考值以決定該被偵測端 與偵測端的間的距離。
因此，通過應(yīng)用平臺30所揭露的各單元及其組合，可以提供位置偵測、身分確 認(rèn)、信息及時且經(jīng)山最佳路徑傳遞，以及具有信息防漏失的功能，如此該應(yīng)用端界 面38與適當(dāng)?shù)膽?yīng)用裝置或傳感器，則可以達到信息無線傳輸及辨識、定位的效果。 舉凡居家或大樓的自動化控制或保全、個人健康管理、工業(yè)或工廠管制、電信服務(wù)、 計算機及其接口設(shè)備連結(jié)，或是人、車、物定位等，皆可以透過該通訊模塊及其具 備的各機制予以實踐。
上述實施例僅為例示性說明本發(fā)明的技術(shù)及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任 何熟于此項技術(shù)人士均可在不違背本發(fā)明的技術(shù)原理及精神的情況下，對上述實施 例進行修改及變化，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)如本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍所列。
權(quán)利要求
1. 一種智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于它包含一數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺；一應(yīng)用平臺，具有一訊息控制及處理單元、一位置偵測單元、一身分判別單元、一網(wǎng)絡(luò)單元、一通訊傳輸單元及一無線訊號收發(fā)單元，且該應(yīng)用平臺架構(gòu)于該數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺，其中所述訊息控制及處理單元具有信息整合、邏輯控制與運算的功能；所述位置偵測單元具有尋址功能且連結(jié)所述訊息控制及處理單元；所述身分判別單元具有辨識群組及識別碼的功能且連結(jié)所述訊息及處理單元；所述網(wǎng)絡(luò)單元具有一網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議且連結(jié)所述訊息及處理單元；所述通訊傳輸單元用以傳送及下達網(wǎng)絡(luò)通訊指令；所述無線訊號收發(fā)單元用以接收無線訊號且連結(jié)所述通訊傳輸單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于所述數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺采用符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一實體層與一媒體存取控制層。
3. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)單元具有TCP/IP通訊協(xié)議。
4. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于所述無線收發(fā)單元為藍牙單元或zigbee芯片。
5. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于 所述無線收發(fā)單元包含一全向性天線及至少一指向性天線。
6. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于更包含一提供警示訊息收發(fā)控制的警示單元，該警示單元連結(jié)所述訊息控制及 處理單元。
7. 如權(quán)利要求1所述的智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊，其特征在于 更包含至少一應(yīng)用端接口，該應(yīng)用端接口連結(jié)所述訊息控制及處理單元。
8. —種通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于它包含一位置與身分偵測機制，為一主控端裝置對至少一從動端裝置進行群組廣播， 且該從動端裝置回傳一回復(fù)訊息至該主控端裝置，由該主控端裝置的一位置偵測單 元及一身分判別單元進行定位及身分確認(rèn)；一路由表建立機制，為所述主控端裝置于周期條件下配合該位置與身分偵測機 制對其周圍節(jié)點的位置及數(shù)量進行新增或移除；一數(shù)據(jù)無線實時交換機制，由一通訊傳輸單元下達通訊控制指令并與其它無線 模塊接口進行實時數(shù)據(jù)交換；一路徑搜尋及選擇機制，為依所述路由表建立機制所建立的路由表配合一優(yōu)先 權(quán)存取原則以選擇一最佳路徑供一傳輸訊息行進。
9. 如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 所述位置與身分偵測機制中，所述群組廣播為依時序間隔模式進行傳送訊息。
10. 如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 更包含一碰撞避免機制，當(dāng)所述主控端裝置無法收到所述從動端裝置的回復(fù)訊息時，重復(fù)發(fā)送所述群組廣播至所述從動端裝置。
11.如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 更包含一主動報到機制，當(dāng)所述從動端裝置的回復(fù)訊息無法被主動端裝置確認(rèn)時，由所述從動端裝置主動回復(fù)一主動報到訊息給所述主控端裝置。
12. 如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 所述優(yōu)先權(quán)存取原則包含使用距離成本作為決定傳送路徑的優(yōu)先權(quán)。
13. 如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 所述優(yōu)先權(quán)存取原則包含藉由一接收訊息強度指針為決定傳送路徑的優(yōu)先權(quán)。
14. 如權(quán)利要求8所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 所述位置與身分偵測機制中的群組廣播與回復(fù)訊息的作用決定一被偵測端的存在，且以該數(shù)據(jù)無線實時交換機制控制該無線模塊來偵測被偵測端的方向，再以該 接收訊息強度指針為決定偵測端與被偵測端的距離。
15. 如權(quán)利要求14所述的通訊模塊的訊息處理與傳送機制，其特征在于 所述無線模塊包含一全向性天線及至少一指向性天線。
全文摘要
一種智能型數(shù)據(jù)動態(tài)通訊模塊包含一數(shù)據(jù)鏈結(jié)平臺及一應(yīng)用平臺，其中應(yīng)用平臺具有位置偵測單元、身分判別單元、網(wǎng)絡(luò)單元、通訊傳輸單元及無線訊號收發(fā)單元分別訊號連接于訊息控制及處理單元。而依各單元的功能及互相間的搭配，該通訊模塊可提供一位置與身分偵測機制、一路由表建立機制、一數(shù)據(jù)無線實時交換機制，以及一路徑搜尋及選擇機制。如此一來，該通訊模塊提供位置偵測、身分確認(rèn)、信息及時交換且經(jīng)由最佳路徑傳遞信息，以及具有信息防漏失的使用功效。
文檔編號H04L1/00GK101414853SQ20071017589
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者玓 丘, 周元玉 申請人:丘 玓;金瑞通科技股份有限公司