專利名稱：M2m通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的M2M
通f曰裝直ο
背景技術(shù)：
M2M(Machine to Machine)是指工業(yè)設(shè)備中機(jī)器對(duì)機(jī)器之間的連接與通信關(guān)系， M2M通信裝置是實(shí)現(xiàn)這種通信關(guān)系的設(shè)備。M2M通信裝置的通信連接可分為“有線”和“無 線”兩種方式?，F(xiàn)有的M2M通信裝置，由于其本身架構(gòu)的設(shè)計(jì)，它只能應(yīng)用于有線和低速率的無 線通信網(wǎng)絡(luò)，如有線的以太通信網(wǎng)和無線的藍(lán)牙通信網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用于有線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要敷 設(shè)專門的線纜，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工程量大，成本較高。應(yīng)用于無線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò) 帶寬不足，限制了視音頻、圖像等大流量通信數(shù)據(jù)信息的承載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的M2M通信裝置只能應(yīng)用于有線和低速率的無線 通信網(wǎng)絡(luò)的不足，提出了一種可以應(yīng)用于3G通信網(wǎng)絡(luò)(如CDMA2000、TD-SCDMA和W⑶MA通 信網(wǎng)絡(luò))的M2M通信裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種技術(shù)方案M2M通信裝置，包括基帶處理單 元、電源單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和時(shí)鐘單元，其特征在于，還包括USB 接口單元和雙天線射頻單元，所述電源單元的輸入端和USB接口單元連接以接收其電源供 電，輸出端與基帶處理單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元和調(diào)試接口單元電氣連接并為其供 電，所述時(shí)鐘單元與基帶處理單元和雙天線射頻單元連接并為其提供工作時(shí)鐘，所述基帶 處理單元與存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和USB接口單元和雙天線射頻單元連 接以實(shí)現(xiàn)雙向通信；所述雙天線射頻單元包括一個(gè)射頻收發(fā)器、四個(gè)表面濾波器、兩個(gè)低噪 聲放大器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)用于單向接收的分集天線、一個(gè)用于雙向收發(fā)的雙工器和 主天線，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)雙工器和主天線連 接組成了雙天線射頻單元的主發(fā)送通信線路，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一 個(gè)低噪聲放大器、上述主發(fā)送通信線路的雙工器和主天線連接組成了雙天線射頻單元的主 接收通信線路，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)低噪聲放大器、一個(gè)表面濾波 器和分集天線組成了雙天線射頻單元的輔助接收通信線路；USB接口單元與外部的主控設(shè) 備連接實(shí)現(xiàn)主控設(shè)備對(duì)M2M通信裝置的數(shù)據(jù)通信和電氣供電。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明是可以應(yīng)用于3G通信網(wǎng)絡(luò)的M2M通信裝置，并 且采用USB接口作為本裝置與外部主控設(shè)備的數(shù)據(jù)通信和電氣供電的接口，因此，本發(fā)明 可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)通信，因此可以拓寬主控設(shè)備提供的視音頻、圖像等業(yè)務(wù) 信息的承載，有利于金融、交通、氣象、電力、水利、石油、煤礦、工控、零售、醫(yī)療、公共事業(yè)管 理等各個(gè)行業(yè)的市場(chǎng)和技術(shù)更新。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明的軟件工作的整體流程圖。圖3是本發(fā)明撥號(hào)上網(wǎng)過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，M2M通信裝置，包括基帶處理單元、電源單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單 元、調(diào)試接口單元、時(shí)鐘單元、USB接口單元和雙天線射頻單元。電源單元的輸入端和USB 接口單元連接以接收其電源供電，輸出端與基帶處理單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元和調(diào)試 接口單元電氣連接并為其供電。所述時(shí)鐘單元與基帶處理單元和雙天線射頻單元連接并為 其提供工作時(shí)鐘。所述基帶處理單元與存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和USB接口 單元和雙天線射頻單元連接以實(shí)現(xiàn)雙向通信。所述雙天線射頻單元包括一個(gè)射頻收發(fā)器 (RFTransceiver)、四個(gè)表面濾波器(SAW，surface acoustic wave f ilter)、兩個(gè)低噪聲放 大器(LNA, lower noise amplify)、一個(gè)功率放大器(PA，poweramplify)、一個(gè)用于單向接 收的分集天線、一個(gè)用于雙向收發(fā)的雙工器(duplexer)和主天線，所述射頻收發(fā)器依次與 一個(gè)表面濾波器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)雙工器和主天線連接組成了雙天線射頻單元的主 發(fā)送通信線路，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)低噪聲放大器、上述主發(fā)送通 信線路的雙工器和主天線連接組成了雙天線射頻單元的主接收通信線路，所述射頻收發(fā)器 依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)低噪聲放大器、一個(gè)表面濾波器和分集天線組成了雙天線射 頻單元的輔助接收通信線路。USB接口單元與外部的主控設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)主控設(shè)備對(duì)M2M通 信裝置的數(shù)據(jù)通信和電氣供電。本實(shí)施例中雙天線射頻單元以射頻收發(fā)器為核心，基帶處理器單元通過 SPKserial peripheral interface)接口控制射頻收發(fā)器，射頻收發(fā)器支持主接收和分集 接收兩種模式，通過表面濾波器連接低噪聲放大器接收射頻信號(hào)；功率放大器增益典型值 為28dB，工作頻率范圍為824-849MHZ，電壓駐波比小于3 1 ；低噪聲放大器由射頻芯片控 制，主天線和分集天線之間的平均增益小于6dB，分集天線包絡(luò)系數(shù)小于0. 5。存儲(chǔ)單元采 用NOR Flash and PSRAM 二合一芯片，NOR Flash用于操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)器使用， PSRAM是運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Nucleus內(nèi)核和相關(guān)程序數(shù)據(jù)緩存空間。用戶識(shí)別單元可以采 用UIM卡或者SIM卡，該單元是M2M通信裝置的鑒權(quán)與身份識(shí)別部分。調(diào)試接口單元可以 采用UART或JTAG接口，用于M2M通信裝置的調(diào)試使用。USB接口單元采用USB2. 0接口。M2M通信裝置與外部的主控設(shè)備之間采用USB2. 0實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。本實(shí)施例中的M2M通信裝置的軟件系統(tǒng)采用Nucleus PLUS嵌入式操作系統(tǒng)，在該 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的軟件層次可分為3層1.下層主要涉及硬件層的直接操作以及各種協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)。2.中層把該層劃分成很多功能模塊，每個(gè)功能模塊在嵌入式操作系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)一 個(gè)任務(wù)以實(shí)現(xiàn)特定的功能，各個(gè)功能模塊間通過嵌入式操作系統(tǒng)的消息事件機(jī)制協(xié)同工 作，可以把該層稱作“驅(qū)動(dòng)層”。
3.上層這一層可以稱作用戶接口層，把該層也實(shí)現(xiàn)為一個(gè)任務(wù)，它調(diào)用“驅(qū)動(dòng) 層”的各個(gè)功能模塊完成特定的功能。如圖2所示，描述了 M2M通信裝置的軟件工作的整體流程，M2M通信裝置上電后 系統(tǒng)初始化各個(gè)硬件、任務(wù)模塊、存儲(chǔ)器以及各種協(xié)議棧，然后接收主控設(shè)備發(fā)送過來的命 令，M2M通信裝置響應(yīng)并處理這些命令。如圖3所示，描述了 M2M通信裝置撥號(hào)上網(wǎng)的過程。由于M2M通信裝置和主控設(shè) 備間采用USB2.0接口進(jìn)行通信，USB設(shè)備(M2M通信裝置)上電后系統(tǒng)初始化各個(gè)硬件、任 務(wù)模塊、存儲(chǔ)器以及各種協(xié)議棧，主控設(shè)備檢測(cè)到系統(tǒng)中有USB設(shè)備插入后，USB設(shè)備就會(huì) 發(fā)送各種命令請(qǐng)求和設(shè)備模塊的USB配置信息，USB設(shè)備初始化USB協(xié)議棧時(shí)設(shè)置這些信 息，在主控設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求時(shí)返回給主控設(shè)備。主控設(shè)備會(huì)根據(jù)這些信息為USB設(shè)備找到合 適的驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序順利加載后，主控設(shè)備就會(huì)用撥號(hào)應(yīng)用程序通過該驅(qū)動(dòng)撥號(hào)。撥號(hào) 其實(shí)就是向USB設(shè)備發(fā)送各種配置命令以及撥號(hào)命令，USB設(shè)備收到這些數(shù)據(jù)后把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)給合適的任務(wù)來處理，并且把命令執(zhí)行結(jié)果返回給主控設(shè)備，撥號(hào)的最后一步是模塊驗(yàn) 證主控設(shè)備發(fā)送過來的用戶名和密碼是否正確，如果正確，就順利和服務(wù)器端建立通信，否 貝U，會(huì)返回錯(cuò)誤信息給主機(jī)，繼續(xù)等待主控設(shè)備撥號(hào)命令。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種M2M通信裝置，包括基帶處理單元、電源單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和時(shí)鐘單元，其特征在于，還包括USB接口單元和雙天線射頻單元，所述電源單元的輸入端和USB接口單元連接以接收其電源供電，輸出端與基帶處理單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元和調(diào)試接口單元電氣連接并為其供電，所述時(shí)鐘單元與基帶處理單元和雙天線射頻單元連接并為其提供工作時(shí)鐘，所述基帶處理單元與存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和USB接口單元和雙天線射頻單元連接以實(shí)現(xiàn)雙向通信；所述雙天線射頻單元包括一個(gè)射頻收發(fā)器、四個(gè)表面濾波器、兩個(gè)低噪聲放大器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)用于單向接收的分集天線、一個(gè)用于雙向收發(fā)的雙工器和主天線，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)雙工器和主天線連接組成了雙天線射頻單元的主發(fā)送通信線路，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)低噪聲放大器、上述主發(fā)送通信線路的雙工器和主天線連接組成了雙天線射頻單元的主接收通信線路，所述射頻收發(fā)器依次與一個(gè)表面濾波器、一個(gè)低噪聲放大器、一個(gè)表面濾波器和分集天線組成了雙天線射頻單元的輔助接收通信線路；USB接口單元與外部的主控設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)主控設(shè)備對(duì)M2M通信裝置的數(shù)據(jù)通信和電氣供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種M2M通信裝置，包括基帶處理單元、電源單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元、時(shí)鐘單元、USB接口單元和雙天線射頻單元，所述電源單元的輸入端和USB接口單元連接以接收其電源供電，輸出端與基帶處理單元、存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元和調(diào)試接口單元電氣連接并為其供電，所述時(shí)鐘單元與基帶處理單元和雙天線射頻單元連接并為其提供工作時(shí)鐘，所述基帶處理單元與存儲(chǔ)單元、用戶識(shí)別單元、調(diào)試接口單元和USB接口單元和雙天線射頻單元連接以實(shí)現(xiàn)雙向通信。本發(fā)明的有益效果是可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)通信，因此可以拓寬主控設(shè)備提供的視音頻、圖像等業(yè)務(wù)信息的承載。
文檔編號(hào)H04B1/38GK101834623SQ20101016251
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者張加坤, 邢保振 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司