專利名稱：用于控制通信范圍的快速接入近距無線通信模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種通信范圍可控的快速接入高效近距無線通信的主通信模塊和從通信模塊。
背景技術(shù)：
目前的計算機或者移動設(shè)備上已經(jīng)大量使用了高速無線傳輸進行數(shù)據(jù)交換，比較普遍使用的是 Wi-Fi (IEEE802. lla/b/g/n 標(biāo)準(zhǔn))、藍牙、Zigbee (IEEE 802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn))、UWB (Ultra Wideband，超寬帶無線傳輸)等技術(shù)。這些高速無線通信使得計算機間或者移動設(shè)備間可以進行信息交換和功能共享等，用戶可以在這些移動設(shè)備中實現(xiàn)流媒體文件傳輸、 通信錄交換、共享訪問英特網(wǎng)操作。這些技術(shù)針對的都是長時間、多個用戶、較遠距離范圍 (10米以上)的數(shù)據(jù)交換應(yīng)用；在使用該技術(shù)時，用戶都需要進行較為復(fù)雜的配置，如初次使用需要繁瑣的設(shè)置、再次使用需要花費一段時間等待尋找主機并連接等。此外，這些技術(shù)由于要考慮多個用戶同時工作以及射頻信號質(zhì)量不好等因素，其在通信過程中一般都定義了復(fù)雜的鏈路管理協(xié)議，這些協(xié)議開銷導(dǎo)致無線信道利用率不高。當(dāng)前，隨著移動電子設(shè)備的多樣化以及廣泛使用，在兩臺設(shè)備之間即時共享數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求越來越強烈。通常共享數(shù)據(jù)的兩臺設(shè)備之間的距離很近(如1米以內(nèi))，但要求數(shù)據(jù)交換非常快捷、及時以及高效，如從設(shè)備進入主設(shè)備設(shè)定范圍自動連接并傳輸數(shù)據(jù)，移出設(shè)定范圍則自動切斷連接等。而現(xiàn)有的通信技術(shù)均不能滿足這種近距離范圍內(nèi)用戶即時、 快速、高效地交換數(shù)據(jù)的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，能夠在限定范圍內(nèi)進行無線通信系統(tǒng)主要有RFID射頻標(biāo)簽系統(tǒng)。 RFID射頻標(biāo)簽按頻率分類分別有13. 56MHz、800-900MHz、2. 4GHz等，其中13. 56M標(biāo)簽讀寫距離小于10厘米，而其它兩種則可以到達幾米。而這些RFID系統(tǒng)均存在兩個問題通信速率過低以及通信距離無法靈活控制；且標(biāo)簽側(cè)均采取無源的方式，對讀卡器的發(fā)射功率要求很高，不容易集成在輕便的移動電子設(shè)備中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于通訊范圍可控的快速接入高效近距無線通信的主通信模塊和從通信模塊，實現(xiàn)各種具有高速無線通信功能的設(shè)備間不需要依靠復(fù)雜的接入過程、繁瑣的設(shè)置以及低效的數(shù)據(jù)交換協(xié)議開銷，即可在特定距離范圍內(nèi)的快速接入和高效通訊。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下
一種主通信模塊，包括基準(zhǔn)單元、第一無線通信單元和控制所述基準(zhǔn)單元及第一無線通信單元工作的第一控制單元，所述基準(zhǔn)單元用于無線發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，所述第一無線通信單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。上述主通信模塊的有益效果是通過發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，使得對應(yīng)的接收模塊或者裝置可以根據(jù)該第一距離基準(zhǔn)信號判斷是否在預(yù)設(shè)的通信距離范圍內(nèi)，若在預(yù)設(shè)的通信距離范圍內(nèi)，即可實現(xiàn)和該主通信模塊之間的預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的即時、快速、高效的無線通信和數(shù)據(jù)交換。該主通信模塊為通訊范圍可控的快速接入高效近距無線通信提供了基礎(chǔ)性的硬件載體。進一步，所述第一無線通信單元建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換的速率高于所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號的速率。采用上述進一步方案的有益效果是，可以實現(xiàn)利用低速傳輸通道采用距離判斷的形式建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號含有該主通信模塊信息和通信距離信息。采用上述進一步方案的有益效果是，第一距離基準(zhǔn)信號含有該主通信模塊信息和通信距離信息便于接收第一距離基準(zhǔn)信號的裝置對該主通信模塊進行確定和距離判斷。進一步，所述基準(zhǔn)單元包括順次串聯(lián)的第一微控制器、第一編碼電路、第一驅(qū)動電路和第一磁場發(fā)射線圈；所述第一微控制器用于控制第一編碼電路和第一驅(qū)動電路；所述第一編碼電路用于對主通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第一驅(qū)動電路；所述第一驅(qū)動電路用于對第一磁場發(fā)射線圈進行驅(qū)動；所述第一磁場發(fā)射線圈用于產(chǎn)生含有主通信模塊信息的第一距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式進行發(fā)送。采用上述進一步方案的有益效果是，提供了一種利用磁信號形式作為載體的第一距離基準(zhǔn)信號發(fā)送的方式。進一步，所述基準(zhǔn)單元還包括設(shè)置于第一編碼電路和第一驅(qū)動電路之間的第一調(diào)制電路；所述第一調(diào)制電路用于對第一編碼電路編碼后的主通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第一驅(qū)動電路。采用上述進一步方案的有益效果是，可以根據(jù)需要對主通信模塊信息進行調(diào)制。進一步，所述基準(zhǔn)單元還包括第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路和第二門限判斷及解調(diào)電路，所述第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路、第二門限判斷及解調(diào)電路和第一微控制器順次串聯(lián)；所述第二磁感應(yīng)電路用于感應(yīng)接收磁信號形式的含有信號發(fā)射源信息的第二距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式，并傳送給第二放大電路；所述第二放大電路用于將第二距離基準(zhǔn)信號進行放大并傳送給第二門限判斷及解調(diào)電路；所述第二門限判斷及解調(diào)電路用于判斷第二距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值，如果達到了預(yù)設(shè)門限值則將第二距離基準(zhǔn)信號中的信號發(fā)射源信息傳送給第一微控制器；所述第一微控制器用于控制第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路和第二門限判斷及解調(diào)電路，并將接收到的信號發(fā)射源信息傳送給所述第一控制單元。采用上述進一步方案的有益效果是，提供了驗證主通信模塊與其它信號發(fā)射源之間通信距離的通道，使主通信模塊具備檢測與其它信號發(fā)射源之間通信距離的功能。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。采用上述進一步方法的有益效果是，采用磁信號，可以使用磁感應(yīng)強度物理量計算通信距離。磁感應(yīng)強度隨通信距離R呈IT3衰減，且采用低頻磁信號穿透不同物體時的衰減小，抗干擾能力強，磁通信的魯棒性好，使得主通信模塊和從通信模塊之間第一距離基準(zhǔn)信號發(fā)送的安全性高。進一步，所述低頻磁信號的頻率為500Hz、1ΚΗζ、1. 5KHz、2KHz、2. 5KHz、!3KHz、4KHz、 5KHz、10KHz、20KHz、30KHz 或者 IOMHz。
進一步，所述第二距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。進一步，所述低頻磁信號的頻率為500Hz、1ΚΗζ、1. 5KHz、2KHz、2. 5KHz、!3KHz、4KHz、 5KHz、10KHz、20KHz、30KHz 或者 IOMHz。進一步，所述基準(zhǔn)單元包括至少三個超聲波發(fā)送器和至少一個調(diào)制及啟動控制裝置，所述調(diào)制及啟動控制裝置分別與超聲波發(fā)送器連接；所述調(diào)制及啟動控制裝置用于將主通信模塊信息調(diào)制成第一距離基準(zhǔn)信號，并同時啟動所述至少三個超聲波發(fā)送器；所述至少三個超聲波發(fā)送器用于分別發(fā)送不同頻率的超聲波形式的第一距離基準(zhǔn)信號。采用上述進一步方案的有益效果是，提供了一種利用超聲波信號形式作為載體的第一距離基準(zhǔn)信號發(fā)送的方式。進一步，所述基準(zhǔn)單元包括三個超聲波發(fā)送器和一個調(diào)制及啟動控制裝置。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號為超聲波信號。采用上述進一步方案的有益效果是，采用超聲波信號可以實現(xiàn)精確的通信距離控制，通信可控制范圍可以達到幾米甚至更遠，也可以在1米、0. 5米甚至10厘米范圍內(nèi)精確控制通信等，采用超聲波方案既可以適應(yīng)桌面上電子設(shè)備之間相互即時、高速交換數(shù)據(jù)，也可以適應(yīng)車輛之間、車輛與閘機之間等應(yīng)用情況下的即時、高速數(shù)據(jù)交換，并且超聲波與第一無線通信單元通信信號之間相互干擾更小。進一步，所述第一無線通信單元為Wi-Fi模塊、藍牙模塊或者UWB模塊。采用上述進一步方案的有益效果是，主通信模塊和其它通信裝置之間進行數(shù)據(jù)交換和通信可使用多種形式，滿足多種形式通信需求。進一步，所述第一無線通信單元的無線通信頻段為433MHz、900MHz、2. 4GHz、 5. 8GHz 或者 60GHz。采用上述進一步方案的有益效果是，實現(xiàn)高速通訊和數(shù)據(jù)交換。進一步，所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號與所述第一無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換不同時進行。采用上述進一步方案的有益效果是，第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送與建立通信連接并進行數(shù)據(jù)交換分開進行，即當(dāng)建立通信連接并進行數(shù)據(jù)交換后，停止第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送，使得第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送不必隨時進行，從而防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。進一步，所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號先于所述所述第一無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。采用上述進一步方案的有益效果是，防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。進一步，基準(zhǔn)單元間斷地發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，所述第一無線通信單元在所述發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號之間進行快速數(shù)據(jù)交換。采用上述進一步方案的有益效果是，防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。
一種從通信模塊，包括測定單元、第二無線通信單元和控制所述測定單元及第二無線通信單元工作的第二控制單元；所述測定單元用于接收第一距離基準(zhǔn)信號并根據(jù)第一距離基準(zhǔn)信號判斷所述從通信模塊和發(fā)出第一距離基準(zhǔn)信號的信號發(fā)射源之間的通信距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。上述從通信模塊的有益效果是通過接收第一距離基準(zhǔn)信號，根據(jù)該第一距離基準(zhǔn)信號判斷該從通信模塊與信號發(fā)射源是否在預(yù)設(shè)的通信距離范圍內(nèi)，若在預(yù)設(shè)的通信距離范圍內(nèi)，即可實現(xiàn)該從通信模塊在預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的即時、快速、高效的無線通信和數(shù)據(jù)交換。該從通信模塊為通訊范圍可控的快速接入高效近距無線通信提供了基礎(chǔ)性的硬件載體。進一步，所述第二無線通信單元建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換的速率高于所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號的速率。采用上述進一步方案的有益效果是，可以實現(xiàn)利用低速傳輸通道采用距離判斷的形式建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號含有信號發(fā)射源信息和通信距離信息。采用上述進一步方案的有益效果是，便于從通信模塊對信號發(fā)射源進行確定和距離判斷。進一步，所述測定單元包括順次串聯(lián)的第一磁感應(yīng)電路、第一放大電路、第一門限判斷及解調(diào)電路和第二微控制器；所述第一磁感應(yīng)電路用于感應(yīng)接收磁信號形式的第一距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式，并傳送給第一放大電路；所述第一放大電路用于將第一距離基準(zhǔn)信號進行放大并傳送給第一門限判斷及解調(diào)電路；所述第一門限判斷及解調(diào)電路用于判斷第一距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值，如果達到了預(yù)設(shè)門限值則將第一距離基準(zhǔn)信號中的所含有的信號發(fā)射源信息傳送給第二微控制器；所述第二微控制器用于控制第一磁感應(yīng)電路、第一放大電路和第一門限判斷及解調(diào)電路，并將接收到的信號發(fā)射源信息傳送給所述第二控制單元。采用上述進一步方案的有益效果是，提供了驗證從通信模塊與信號發(fā)射源之間通信距離的通道。進一步，所述測定單元還包括第二編碼電路、第二驅(qū)動電路和第二磁場發(fā)射線圈； 所述第二微控制器、第二編碼電路、第二驅(qū)動電路和第二磁場發(fā)射線圈順次串聯(lián)；所述第二微控制器用于控制第二編碼電路和第二驅(qū)動電路；所述第二編碼電路用于對從通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第二驅(qū)動電路；所述第二驅(qū)動電路用于對第二磁場發(fā)射線圈進行驅(qū)動；所述第二磁場發(fā)射線圈用于產(chǎn)生含有從通信模塊信息的第二距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式進行發(fā)送。采用上述進一步方案的有益效果是，從通信模塊還提供了一種利用磁信號形式作為載體的第二距離基準(zhǔn)信號發(fā)送的方式，以利于對應(yīng)的接收模塊或者裝置接收并判斷與該從通信模塊之間的通信距離。進一步，所述測定單元還包括設(shè)置于第二編碼電路和第二驅(qū)動電路之間的第二調(diào)制電路；所述第二調(diào)制電路用于對第二編碼電路編碼后的從通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第二驅(qū)動電路。采用上述進一步方案的有益效果是，可以根據(jù)需要對從通信模塊信息進行調(diào)制。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。
進一步，所述低頻磁信號的頻率為500Hz、1ΚΗζ、1. 5KHz、2KHz、2. 5KHz、!3KHz、4KHz、 5KHz、10KHz、20KHz、30KHz 或者 IOMHz。進一步，所述第二距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。進一步，所述低頻磁信號的頻率為500Hz、1ΚΗζ、1. 5KHz、2KHz、2. 5KHz、!3KHz、4KHz、 5KHz、10KHz、20KHz、30KHz 或者 IOMHz。進一步，所述測定單元包括至少三個超聲波接收器和至少一個解調(diào)及時間比較裝置，所述超聲波接收器分別與解調(diào)及時間比較裝置連接；所述至少三個超聲波接收器用于同時分別接收不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號，并將所述第一距離基準(zhǔn)信號傳送給解調(diào)及時間比較裝置；所述解調(diào)及時間比較裝置用于分別解調(diào)不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號，并根據(jù)不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號到達所述測定單元的時間差判斷所述從通信模塊和信號發(fā)射源之間的通信距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第一距離基準(zhǔn)信號中所含有的信號發(fā)射源信息傳送給第二控制單元。采用上述進一步方案的有益效果是，提供了一種通過超聲波信號判斷信號發(fā)射源與從通信模塊之間通信距離的方案，從而實現(xiàn)通信距離的判斷。進一步，所述第一距離基準(zhǔn)信號為超聲波信號。采用上述進一步方案的有益效果是，采用超聲波信號可以實現(xiàn)精確的通信距離控制，通信可控制范圍可以達到幾米甚至更遠，也可以在1米、0. 5米甚至10厘米范圍內(nèi)精確控制通信等，采用超聲波方案既可以適應(yīng)桌面上電子設(shè)備之間相互即時、高速交換數(shù)據(jù)，也可以適應(yīng)車輛之間、車輛與閘機之間等應(yīng)用情況下的即時、高速數(shù)據(jù)交換，并且超聲波與第二無線通信單元通信信號之間相互干擾更小。進一步，所述第二無線通信單元為Wi-Fi模塊、藍牙模塊或者UWB模塊。采用上述進一步方案的有益效果是，從通信模塊和其它通信裝置之間進行數(shù)據(jù)交換和通信可使用多種形式，滿足多種形式通信需求。進一步，所述第二無線通信單元的無線通信頻段為433MHz、900MHz、2. 4GHz、 5. 8GHz 或者 60GHz。采用上述進一步方案的有益效果是，實現(xiàn)高速通訊和數(shù)據(jù)交換。進一步，所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號與第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換不同時進行。采用上述進一步方案的有益效果是，第一距離基準(zhǔn)信號的接收與建立通信連接并進行數(shù)據(jù)交換分開進行，即當(dāng)建立通信連接并進行數(shù)據(jù)交換后，停止第一距離基準(zhǔn)信號的接收，使得第一距離基準(zhǔn)信號的接收和判斷不必隨時進行，從而防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。進一步，所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號先于所述第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。采用上述進一步方案的有益效果是，防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。進一步，所述測定單元間斷地接收第一距離基準(zhǔn)信號，所述第二無線通信單元在所述接收第一距離基準(zhǔn)信號之間進行快速數(shù)據(jù)交換。采用上述進一步方案的有益效果是，防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，并且可節(jié)省系統(tǒng)資源。


圖1為本發(fā)明的主通信模塊和從通信模塊結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明采用磁信號實施例的基準(zhǔn)單元和測定單元之間單向通信結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明采用磁信號實施例的基準(zhǔn)單元和測定單元之間雙向通信結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明采用超聲波信號實施例的基準(zhǔn)單元和測定單元之間的通信結(jié)構(gòu)圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下
1、主通信模塊，2、從通信模塊，101、第一控制單元，102、基準(zhǔn)單元，103、第一無線通信單元，201、第二控制單元，202、測定單元，203、第二無線通信單元，1021、第一微控制器， 1022、正向發(fā)送單元，2021、第二微控制器，2022、正向接收判斷單元，10221、第一編碼電路， 10222、第一驅(qū)動電路，10223、第一磁場發(fā)射線圈，102M、第一調(diào)制電路，20221、第一磁感應(yīng)電路，20222、第一放大電路，20223、第一門限判斷及解調(diào)電路，2023、反向發(fā)送單元，1023、 反向接收判斷單元，20231、第二編碼電路，20232、第二驅(qū)動電路，20233、第二磁場發(fā)射線圈，20234、第二調(diào)制電路，10231、第二磁感應(yīng)電路，10232、第二放大電路，10233、第二門限判斷及解調(diào)電路，1023、調(diào)制及啟動控制裝置，1024、第一超聲波發(fā)送器，1025、第二超聲波發(fā)送器，1026、第三超聲波發(fā)送器，2023、解調(diào)及時間比較裝置，2024、第一超聲波接收器， 2025、第二超聲波接收器，2(^6、第三超聲波接收器。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明中通信范圍可控的快速接入高效近距無線通信的主通信模塊和從通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，主通信模塊1用于發(fā)送含有主通信模塊信息和通信距離信息的第一距離基準(zhǔn)信號；從通信模塊2根據(jù)接收到的第一距離基準(zhǔn)信號判斷主通信模塊1 和從通信模塊2間的距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則主通信模塊1和從通信模塊2根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。其中，主通信模塊1和從通信模塊2 之間根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換的速率高于主通信模塊1發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號的速率。如圖1所示，主通信模塊1包括基準(zhǔn)單元102、第一無線通信單元103和控制基準(zhǔn)單元102及第一無線通信單元103工作的第一控制單元101 ；從通信模塊2包括測定單元 202、第二無線通信單元203、和控制測定單元202及第二無線通信單元203工作的第二控制單元201。其中，基準(zhǔn)單元102和測定單元202之間存在從基準(zhǔn)單元102到測定單元202的正向通信通道，根據(jù)需要也可以存在從測定單元202到基準(zhǔn)單元102方向的反向通信信道； 第一無線通信單元103和第二無線通信單元203之間存在雙向高速無線通信信道。基準(zhǔn)單元102用于向測定單元202通過正向通信通道發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號；根據(jù)需要測定單元 202也可以用于向基準(zhǔn)單元102通過反向通信通道發(fā)送第二距離基準(zhǔn)信號。測定單元202 用于接收基準(zhǔn)單元102發(fā)送的第一距離基準(zhǔn)信號，判斷主通信模塊1和從通信模塊2之間的距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第一距離基準(zhǔn)信號中含有的主通信模塊信息傳送給第二控制單元201，第二控制單元201接收到主通信模塊信息后，通過第一無線通信單元 103和第二無線通信單元203根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立起主通信模塊1和從通信模塊2之間的無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)然，根據(jù)需要，測定單元202和基準(zhǔn)單元102也可以分別具有上述基準(zhǔn)單元102和測定單元202的功能，并且測定單元202可以通過反向通信通道向基準(zhǔn)單元102發(fā)送第二距離基準(zhǔn)信號；相應(yīng)地第一控制單元101和第二控制單元201 可以具有彼此的控制功能以實現(xiàn)主通信模塊1和從通信模塊102之間的距離測定。第一無線通信單元103和第二無線通信單元203分別在第一控制單元101和第二控制單元201的控制下進行無線通信。本發(fā)明中，第一無線通信單元103和第二無線通信單元203可采用2. 4GHz頻段的 Wi-Fi模塊、藍牙模塊或者UWB模塊，以實現(xiàn)他們之間的高速無線通訊和數(shù)據(jù)交換，也可以采用其它頻點，例如433MHz，900MHz，5. 8GHz以及60GHz等。第一無線通信單元103和第二無線通信單元203之間的高速無線通信單元接入?yún)?shù)主要包括接入信道、主通信模塊1的SSID (服務(wù)集標(biāo)識)、主通信模塊1的物理地址、密鑰或證書等。這些參數(shù)主要由主通信模塊1中的基準(zhǔn)單元102發(fā)出，由從通信模塊2中測定單元202在約定范圍內(nèi)(如1米)接收。從通信模塊2解析這些參數(shù)，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)與主通信模塊1進行連接；連接后通過密鑰或證書進行相互認證確定是否進行后續(xù)數(shù)據(jù)交換。根據(jù)需要，基準(zhǔn)單元102和測定單元202之間的通信可以采用磁信號通信方式、超聲波信號通信方式等。以下所述分別以磁信號通信方式和超聲波信號通信方式為例對基準(zhǔn)單元102和測定單元202之間的通信進行說明。磁信號通信實施例
如圖2所示，基準(zhǔn)單元102為磁信號基準(zhǔn)單元，測定單元202為磁信號測定單元，基準(zhǔn)單元102向測定單元202發(fā)送的第一距離基準(zhǔn)信號為磁信號形式。其中，基準(zhǔn)單元102包括順次串聯(lián)的第一微控制器1021、第一編碼電路10221、第一驅(qū)動電路10222和第一磁場發(fā)射線圈10223 ；其中第一微控制器1021用于控制第一編碼電路10221和第一驅(qū)動電路10222 ； 第一編碼電路10221、第一驅(qū)動電路10222和第一磁場發(fā)射線圈10223組成了用于發(fā)送磁信號形式的第一距離基準(zhǔn)信號的正向發(fā)送單元1022。測定單元202包括順次串聯(lián)的第一磁感應(yīng)電路20221、第一放大電路20222、第一門限判斷及解調(diào)電路20223和第二微控制器 2021 ；其中第二微控制器2021用于控制第一磁感應(yīng)電路20221、第一放大電路20222、第一門限判斷及解調(diào)電路20223 ；第一磁感應(yīng)電路20221、第一放大電路20222、第一門限判斷及解調(diào)電路20223組成了正向接收判斷單元2022。正向接收判斷單元2022用于接收磁信號并判斷主通信模塊1和從通信模塊2之間的距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第一距離基準(zhǔn)信號中含有的主通信模塊信息傳送給第二微控制器2021，第二微控制器2021將主通信模塊信息傳送給第二控制單元201。具體地，正向發(fā)送單元1022中的第一編碼電路10221用于對主通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第一驅(qū)動電路10222 ；第一驅(qū)動電路10222用于對第一磁場發(fā)射線圈10223進行驅(qū)動，以產(chǎn)生低頻交變磁場；第一磁場發(fā)射線圈10223用于產(chǎn)生含有主通信模塊信息的第一距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式發(fā)送給從通信模塊2。正向接收判斷單元2022中的第一磁感應(yīng)電路20221用于感應(yīng)接收主通信模塊1 發(fā)送的磁信號形式的第一距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式；第一放大電路20222用于將電信號形式的第一距離基準(zhǔn)信號進行放大；第一門限判斷及解調(diào)電路20223用于判斷電信號形式第一距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值(例如門限電壓值)，如果達到了預(yù)設(shè)門限電壓則將第一距離基準(zhǔn)信號中的主通信模塊信息傳送給第二微控制器2021。根據(jù)需要，正向發(fā)送單元1022還可在第一編碼電路10221和第一驅(qū)動電路10222 之間設(shè)置第一調(diào)制電路102M用于對第一編碼電路10221編碼后的主通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第一驅(qū)動電路10222。根據(jù)需要，可在圖2所示的基準(zhǔn)單元102和測定單元202之間單向通信的基礎(chǔ)上進行擴充，以實現(xiàn)基準(zhǔn)單元102和測定單元202之間的雙向通信，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。測定單元202還包括第二編碼電路20231、第二驅(qū)動電路20232和第二磁場發(fā)射線圈20233 ； 所述第二微控制器2021、第二編碼電路20231、第二驅(qū)動電路20232和第二磁場發(fā)射線圈 20233順次串聯(lián)；第二微控制器2021用于控制第二編碼電路20231和第二驅(qū)動電路20232 ； 第二編碼電路20231、第二驅(qū)動電路20232和第二磁場發(fā)射線圈20233組成了用于發(fā)送含有從通信模塊信息和從通信模塊通信距離信息的磁信號形式的第二距離基準(zhǔn)信號的反向發(fā)送單元2023。對應(yīng)地，基準(zhǔn)單元102還包括第二磁感應(yīng)電路10231、第二放大電路10232 和第二門限判斷及解調(diào)電路10233 ；第二磁感應(yīng)電路10231、第二放大電路10232、第二門限判斷及解調(diào)電路10233和第一微控制器1021順次串聯(lián)；第一微控制器1021用于控制第二磁感應(yīng)電路10231、第二放大電路10232和第二門限判斷及解調(diào)電路10233 ；第二磁感應(yīng)電路10231、第二放大電路10232和第二門限判斷及解調(diào)電路10233組成了反向接收判斷單元1023。反向接收判斷單元1023用于接收磁信號形式的第二距離基準(zhǔn)信號并判斷從通信模塊2和主通信模塊1之間的距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第二距離基準(zhǔn)信號中含有的從通信模塊信息傳送給第一微控制器1021 ；第一微控制器1021將從通信模塊信息傳送給第一控制單元101 ；第一控制單元101接收到從通信模塊信息后，通過第一無線通信單元103和第二無線通信單元203根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立起主通信模塊1和從通信模塊2 之間的無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。具體地，如圖3所示，反向發(fā)送單元2023中的第二編碼電路20231用于對主通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第二驅(qū)動電路20232 ；第二驅(qū)動電路 20232用于對第二磁場發(fā)射線圈20233進行驅(qū)動，產(chǎn)生第二低頻交變磁場；第二磁場發(fā)射線圈20233用于產(chǎn)生含有從通信模塊信息的第二距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式發(fā)送給主通信模塊1。反向接收判斷單元1023中的第二磁感應(yīng)電路10231用于感應(yīng)接收從通信模塊2 發(fā)送的磁信號形式的第二距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式；第二放大電路10232用于將電信號形式的第二距離基準(zhǔn)信號進行放大；第二門限判斷及解調(diào)電路10233用于判斷電信號形式第二距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值，如果達到了則將第二距離基準(zhǔn)信號中的從通信模塊信息傳送給第一微控制器1021。根據(jù)需要，反向發(fā)送單元2023還可在第二編碼電路20231和第二驅(qū)動電路20232 之間設(shè)置第二調(diào)制電路20234用于對第二編碼電路20231編碼后的從通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第二驅(qū)動電路20232。本磁信號通信實施例中，磁感應(yīng)電路由PCB (Printed Circuit Board，印制電路板)線圈、漆包線線圈、霍爾器件或其它能感應(yīng)磁場變化的電路元件構(gòu)成；門限判斷及解調(diào)電路對磁檢測電壓信號按照預(yù)設(shè)的距離門限判斷，未達到門限不解調(diào)也不允許通信，達到門限時對信號進行解調(diào)，解調(diào)后的信號送給第二微控制器。本磁信號通信實施例中，基準(zhǔn)單元102和測定單元202可采用低頻磁感應(yīng)通信電路，其相應(yīng)頻點可選擇 500HzUKHzU. 5ΚΗζ、2ΚΗζ、2· 5ΚΗζ、!3ΚΗζ、4ΚΗζ、^(Ηζ、IOKHz、20ΚΗζ、 30ΚΗζ或者10MHz，利用低頻交變磁場穿透性能好的特點進行規(guī)定距離范圍內(nèi)的可控通信。正向接收判斷單元2022的電路通?？梢圆捎肞CB線圈、漆包線線圈或霍爾器件、 巨磁阻、磁感應(yīng)開關(guān)等構(gòu)成。該電路并不僅限于用這幾種元件。原則上任何能將磁場變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅鞫伎梢杂糜谠撃K，唯一限制是可置入使用該單元的設(shè)備中。本磁信號通信實施例中，利用低頻交變磁場實現(xiàn)可控通信距離范圍，利用高速無線通信通道結(jié)合基準(zhǔn)單元102和測定單元202實現(xiàn)主通信模塊1和從通信模塊2的可靠快速連接，同時利用第一無線通信單元103和第二無線通信單元203之間的高速無線通信通道實現(xiàn)主通信模塊1和從通信模塊2之間高速的數(shù)據(jù)通訊。其具有如下特點1、主通信模塊1的基準(zhǔn)單元102發(fā)射低頻交變磁場信號，從通信模塊2只需接收該磁場信號，因此可以將接收線圈或其它接收電路小型化，足以滿足植入從通信模塊2的移動設(shè)備小巧的要求； 2、由于接收信號較弱，植入從通信模塊2的移動設(shè)備內(nèi)需要增加放大電路。另外移動設(shè)備中同時置入的第二無線通信單元203可為高速無線無線通信單元(Wi-Fi、藍牙)從而實現(xiàn)雙向高速通訊。如前所述，主通信模塊1上的基準(zhǔn)單元102和從通信模塊2上的測定單元 202電路的天線很小，可以輕易的集成到移動設(shè)備上。依照本實施例所選定的頻點(500HzUKHzU.5KHz、2KHz、2. 5KHz、3KHz、4KHz、 5KHzU0KHz,20KHz,30KHz或者10MHz)，系統(tǒng)在該頻點以下工作距離范圍控制較為準(zhǔn)確。作為一種擴展，系統(tǒng)工作在這些頻點以上也不是絕對不行，可能的效果是距離控制的精度范圍降低，只是一種性能改變的延伸應(yīng)用。本實施方式中，通過預(yù)先設(shè)定好的門限值來實現(xiàn)距離判斷，即主通信模塊按照預(yù)設(shè)的發(fā)射參數(shù)發(fā)射低頻磁信號，從通信模塊2接收該低頻信號并轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過預(yù)先設(shè)定的門限電壓值來判斷從通信模塊2與主通信模塊1之間是否進入預(yù)先設(shè)定的有效距離區(qū)間。該門限值對所有的從通信模塊2均相同，無需針對不同的從通信模塊2進行修改 (即所謂校準(zhǔn))。本實施例中，第一調(diào)制電路102M或者第二調(diào)制電路20234可以采用多種調(diào)制方式
1)載波調(diào)制方式調(diào)制第一編碼電路10221或者第二編碼電路20231產(chǎn)生的基帶信號通過第一調(diào)制電路102M或者第二調(diào)制電路20234對載波進行調(diào)制，載波可以為正弦波、方波及三角波等，調(diào)制可以采用開關(guān)頻移鍵控(00K)、相移鍵控、頻移鍵控(FSK)等，調(diào)制后的信號通過第一驅(qū)動電路10222或者第二驅(qū)動電路20232加載到第一磁場發(fā)射線圈10223或者第二磁場發(fā)射線圈20233上；
2)無載波直接基帶發(fā)射第一編碼電路10221或者第二編碼電路20231產(chǎn)生的基帶信號，通過第一驅(qū)動電路10222或者第二驅(qū)動電路20232直接加載到第一磁場發(fā)射線圈10223 或者第二磁場發(fā)射線圈20233上；
3)其它調(diào)制方式由于本發(fā)明采用門限值判斷的方式進行距離控制，因此調(diào)制方式不宜采用幅度調(diào)制，凡是發(fā)送過程中能夠保持從通信模塊2內(nèi)檢測信號幅度基本恒定的調(diào)制方式均可以用于本發(fā)明；
第一編碼電路10221或者第二編碼電路20231可以采用多種編碼方式 1)曼徹斯特編碼比特1編碼為兩個符號01，比特0編碼為10。2)差分曼徹斯特編碼有兩種比特符號序列01及10，比特1編碼為與上一符號序列不同，比特0則相同，或者反過來編碼亦可。3)其它編碼方式由于本發(fā)明采用門限判斷的方式進行距離控制，因此低頻調(diào)制信號應(yīng)當(dāng)保持均值穩(wěn)定。在一個優(yōu)選實施例中，編碼后的序列不含有直流分量，凡是編碼后平均直流分量為零的編碼方式均可以用于本優(yōu)選實施例。在上述具體實現(xiàn)電路中，第一磁場發(fā)射線圈10223或者第二磁場發(fā)射線圈20233 可以為漆包線線圈或PCB線圈。第一磁場發(fā)射線圈10223或者第二磁場發(fā)射線圈20233的匝數(shù)可以大于10圈，優(yōu)選地，匝數(shù)為50 500圈。優(yōu)選地，第一磁場發(fā)射線圈10223或者第二磁場發(fā)射線圈20233內(nèi)填塞有鐵氧體磁芯或鐵芯。優(yōu)選地，第一磁場發(fā)射線圈10223或者第二磁場發(fā)射線圈20233所包圍面積的截面至少包含直徑3cm的圓形區(qū)域或者3cmX 3cm 的方形區(qū)域。超聲波信號通信實施例
如圖4所示，本實施例中，基準(zhǔn)單元102包括調(diào)制及啟動控制裝置1023、第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器1026，調(diào)制及啟動控制裝置1023 分別與第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器10 連接； 其中，調(diào)制及啟動控制裝置1023用于將主通信模塊信息調(diào)制到第一距離基準(zhǔn)信號，并同時啟動第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器10 以發(fā)送超聲波形式的距離基信號；第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器10 用于分別發(fā)送不同頻率的超聲波信號。測定單元202包括解調(diào)及時間比較裝置 2023、第一超聲波接收器20M、第二超聲波接收器2025和第三超聲波接收器20 ；解調(diào)及時間比較裝置2023分別與第一超聲波接收器20M、第二超聲波接收器2025和第三超聲波接收器20 連接；其中，第一超聲波接收器20M、第二超聲波接收器2025和第三超聲波接收器20 用于同時分別接收第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器10 所發(fā)送的不同頻率的超聲波信號，并將接收到的不同頻率的超聲波信號傳送給解調(diào)及時間比較裝置2023 ；解調(diào)及時間比較裝置2023用于分別解調(diào)不同頻率的超聲波信號，并根據(jù)不同頻率的超聲波信號到達測定單元202的時間差判斷主通信模塊1和從通信模塊2之間的距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第一距離基準(zhǔn)信號中含有的主通信模塊信息傳送給第二控制單元201。本實施例中，調(diào)制及啟動控制裝置1023可通過OOK方式將主通信模塊信息調(diào)制到超聲波形式的第一距離基準(zhǔn)信號；第一超聲波接收器20M、第二超聲波接收器2025和第三超聲波接收器20 只能分別對應(yīng)接收第一超聲波發(fā)送器1024、第二超聲波發(fā)送器1025和第三超聲波發(fā)送器10 分別發(fā)送的不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號；例如第一超聲波接收器20M只能接收第一超聲波發(fā)送器1024的信號，第二超聲波接收器2025只能接收第二超聲波發(fā)送器1025的信號，第三超聲波接收器20 只能接收第三超聲波發(fā)送器1026。本實施例中，基準(zhǔn)單元102可以采用多個調(diào)制及啟動控制裝置及三個以上的超聲波發(fā)送器，對應(yīng)的測定單元202也可以采用多個解調(diào)及時間比較裝置及三個以上的超聲波接收器，但最優(yōu)化方案為本實施例中所采用的一個調(diào)制及啟動控制裝置、三個聲波發(fā)送器、 一個解調(diào)及時間比較裝置和三個超聲波接收器。在本發(fā)明中，主通信模塊1通過低頻磁信號或者超聲波信號將主通信模塊信息傳給從通信模塊2，從通信模塊2通過第二無線通信單元203和第一無線通信單元103的雙向高速無線通信信道將主通信模塊信息回傳給主通信模塊1，主通信模塊1通過識別回傳的主通信模塊信息的正確性，進而實現(xiàn)了從通信模塊2與主通信模塊1之間的唯一綁定。綁定之后通過第一無線通信單元103和第二無線通信單元203之間的雙向高速無線通信信道來完成主通信模塊1和從通信模塊2之間的雙向的高速大數(shù)據(jù)量的通訊。作為一種實施例，第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送和快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換可以不同時進行。比如，第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送先于快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換進行；或者主通信模塊1間斷地發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，主通信模塊1和從通信模塊2在所述發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號之間進行快速數(shù)據(jù)交換。當(dāng)從通信模塊2根據(jù)接收到的第一距離基準(zhǔn)信號判斷主通信模塊1和從通信模塊2之間的距離滿足預(yù)設(shè)范圍之后，和主通信模塊1與從通信模塊2根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換之前，主通信模塊1和從通信模塊2可以斷開其間的第一距離基準(zhǔn)信號的發(fā)送，以防止信號互相干擾，提高傳輸效率和測量精度，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易操作，節(jié)省資源，具體地可以通過如下兩種方式
1)從通信模塊2向主通信模塊1發(fā)送確定信號，主通信模塊1根據(jù)接收到的確定信號停止發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，主通信模塊1和從通信模塊2再根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換；
2)從通信模塊先停止接收所述第一距離基準(zhǔn)信號，主通信模塊1和從通信模塊2再根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明中的主通信模塊1和從通信模塊2可以分別設(shè)置于不同的主機中。這樣， 主通信模塊信息也可以為主機信息，從而可以實現(xiàn)主機之間的控制通信范圍的快速接入近距無線通信。所述主機包括但不限于智能終端和/或智能交通工具等。其中，智能終端包括臺式電腦、筆記本電腦、平板電腦、掌上電腦、手機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、電子閱讀器、音視頻播放裝置以及數(shù)碼相框等產(chǎn)品；智能交通工具包括智能汽車或者帶有提供數(shù)據(jù)交互功能的汽車、火車、飛機或者輪船等其它交通工具。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種主通信模塊，其特征在于包括基準(zhǔn)單元、第一無線通信單元和控制所述基準(zhǔn)單元及第一無線通信單元工作的第一控制單元，所述基準(zhǔn)單元用于無線發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，所述第一無線通信單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主通信模塊，其特征在于所述第一無線通信單元建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換的速率高于所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號的速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號含有該主通信模塊信息和通信距離信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元包括順次串聯(lián)的第一微控制器、第一編碼電路、第一驅(qū)動電路和第一磁場發(fā)射線圈；所述第一微控制器用于控制第一編碼電路和第一驅(qū)動電路；所述第一編碼電路用于對主通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第一驅(qū)動電路；所述第一驅(qū)動電路用于對第一磁場發(fā)射線圈進行驅(qū)動；所述第一磁場發(fā)射線圈用于產(chǎn)生含有主通信模塊信息的第一距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式進行發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元還包括設(shè)置于第一編碼電路和第一驅(qū)動電路之間的第一調(diào)制電路；所述第一調(diào)制電路用于對第一編碼電路編碼后的主通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第一驅(qū)動電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元還包括第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路和第二門限判斷及解調(diào)電路，所述第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路、第二門限判斷及解調(diào)電路和第一微控制器順次串聯(lián)；所述第二磁感應(yīng)電路用于感應(yīng)接收磁信號形式的含有信號發(fā)射源信息的第二距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式，并傳送給第二放大電路；所述第二放大電路用于將第二距離基準(zhǔn)信號進行放大并傳送給第二門限判斷及解調(diào)電路；所述第二門限判斷及解調(diào)電路用于判斷第二距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值，如果達到了預(yù)設(shè)門限值則將第二距離基準(zhǔn)信號中的信號發(fā)射源信息傳送給第一微控制器；所述第一微控制器用于控制第二磁感應(yīng)電路、第二放大電路和第二門限判斷及解調(diào)電路，并將接收到的信號發(fā)射源信息傳送給所述第一控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主通信模塊，其特征在于所述低頻磁信號的頻率為500Hz、 IKHzU. 5ΚΗζ、2ΚΗζ、2· 5ΚΗζ、!3ΚΗζ、4ΚΗζ、5ΚΗζ、IOKHz、20ΚΗζ、30ΚΗζ 或者 IOMHz0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主通信模塊，其特征在于所述第二距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的主通信模塊，其特征在于所述低頻磁信號的頻率為500Hz、 IKHzU. 5ΚΗζ、2ΚΗζ、2· 5ΚΗζ、!3ΚΗζ、4ΚΗζ、5ΚΗζ、IOKHz、20ΚΗζ、30ΚΗζ 或者 IOMHz0
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元包括至少三個超聲波發(fā)送器和至少一個調(diào)制及啟動控制裝置，所述調(diào)制及啟動控制裝置分別與超聲波發(fā)送器連接；所述調(diào)制及啟動控制裝置用于將主通信模塊信息調(diào)制成第一距離基準(zhǔn)信號，并同時啟動所述至少三個超聲波發(fā)送器；所述至少三個超聲波發(fā)送器用于分別發(fā)送不同頻率的超聲波形式的第一距離基準(zhǔn)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元包括三個超聲波發(fā)送器和一個調(diào)制及啟動控制裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號為超聲波信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至5、11或12任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第一無線通信單元為Wi-Fi模塊、藍牙模塊或者UWB模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至5、11或12任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第一無線通信單元的無線通信頻段為433MHz、900MHz、2. 4GHz、5. 8GHz或者60GHz。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至5、11或12任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號與所述第一無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換不同時進行。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的主通信模塊，其特征在于所述基準(zhǔn)單元發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號先于所述所述第一無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的主通信模塊，其特征在于基準(zhǔn)單元間斷地發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號，所述第一無線通信單元在所述發(fā)送第一距離基準(zhǔn)信號之間進行快速數(shù)據(jù)交換。
19.一種從通信模塊，其特征在于包括測定單元、第二無線通信單元和控制所述測定單元及第二無線通信單元工作的第二控制單元；所述測定單元用于接收第一距離基準(zhǔn)信號并根據(jù)第一距離基準(zhǔn)信號判斷所述從通信模塊和發(fā)出第一距離基準(zhǔn)信號的信號發(fā)射源之間的通信距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的從通信模塊，其特征在于所述第二無線通信單元建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換的速率高于所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號的速率。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的主通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號含有信號發(fā)射源信息和通信距離信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的從通信模塊，其特征在于所述測定單元包括順次串聯(lián)的第一磁感應(yīng)電路、第一放大電路、第一門限判斷及解調(diào)電路和第二微控制器；所述第一磁感應(yīng)電路用于感應(yīng)接收磁信號形式的第一距離基準(zhǔn)信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號形式，并傳送給第一放大電路；所述第一放大電路用于將第一距離基準(zhǔn)信號進行放大并傳送給第一門限判斷及解調(diào)電路；所述第一門限判斷及解調(diào)電路用于判斷第一距離基準(zhǔn)信號是否達到預(yù)設(shè)門限值，如果達到了預(yù)設(shè)門限值則將第一距離基準(zhǔn)信號中的所含有的信號發(fā)射源信息傳送給第二微控制器；所述第二微控制器用于控制第一磁感應(yīng)電路、第一放大電路和第一門限判斷及解調(diào)電路，并將接收到的信號發(fā)射源信息傳送給所述第二控制單元。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的從通信模塊，其特征在于所述測定單元還包括第二編碼電路、第二驅(qū)動電路和第二磁場發(fā)射線圈；所述第二微控制器、第二編碼電路、第二驅(qū)動電路和第二磁場發(fā)射線圈順次串聯(lián)；所述第二微控制器用于控制第二編碼電路和第二驅(qū)動電路；所述第二編碼電路用于對從通信模塊信息的無線數(shù)據(jù)幀進行逐比特編碼，并傳送給第二驅(qū)動電路；所述第二驅(qū)動電路用于對第二磁場發(fā)射線圈進行驅(qū)動；所述第二磁場發(fā)射線圈用于產(chǎn)生含有從通信模塊信息的第二距離基準(zhǔn)信號并以磁信號形式進行發(fā)送。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的從通信模塊，其特征在于所述測定單元還包括設(shè)置于第二編碼電路和第二驅(qū)動電路之間的第二調(diào)制電路；所述第二調(diào)制電路用于對第二編碼電路編碼后的從通信模塊信息進行調(diào)制，并傳送給第二驅(qū)動電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至M任一項所述的從通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的從通信模塊，其特征在于所述低頻磁信號的頻率為 500HzUKHzU. 5ΚΗζ、2ΚΗζ、2· 5ΚΗζ、!3ΚΗζ、4ΚΗζ、5ΚΗζ、IOKHz、20ΚΗζ、30ΚΗζ 或者 IOMHz0
27.根據(jù)權(quán)利要求23或M所述的從通信模塊，其特征在于所述第二距離基準(zhǔn)信號為低頻磁信號。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的從通信模塊，其特征在于所述低頻磁信號的頻率為 500HzUKHzU. 5ΚΗζ、2ΚΗζ、2· 5ΚΗζ、!3ΚΗζ、4ΚΗζ、5ΚΗζ、IOKHz、20ΚΗζ、30ΚΗζ 或者 IOMHz0
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的從通信模塊，其特征在于所述測定單元包括至少三個超聲波接收器和至少一個解調(diào)及時間比較裝置，所述超聲波接收器分別與解調(diào)及時間比較裝置連接；所述至少三個超聲波接收器用于同時分別接收不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號， 并將所述第一距離基準(zhǔn)信號傳送給解調(diào)及時間比較裝置；所述解調(diào)及時間比較裝置用于分別解調(diào)不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號，并根據(jù)不同超聲波頻率的第一距離基準(zhǔn)信號到達所述測定單元的時間差判斷所述從通信模塊和信號發(fā)射源之間的通信距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則將第一距離基準(zhǔn)信號中所含有的信號發(fā)射源信息傳送給第二控制單元。
30.根據(jù)權(quán)利要求19至21、四任一項所述的從通信模塊，其特征在于所述第一距離基準(zhǔn)信號為超聲波信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求19至MJ9任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第二無線通信單元為Wi-Fi模塊、藍牙模塊或者UWB模塊。
32.根據(jù)權(quán)利要求19至MJ9任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述第二無線通信單元的無線通信頻段為433MHz、900MHz、2. 4GHz、5. 8GHz或者60GHz。
33.根據(jù)權(quán)利要求19至MJ9任一項所述的主通信模塊，其特征在于所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號與第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換不同時進行。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的主通信模塊，其特征在于所述測定單元接收第一距離基準(zhǔn)信號先于所述第二無線通信單元根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的主通信模塊，其特征在于所述測定單元間斷地接收第一距離基準(zhǔn)信號，所述第二無線通信單元在所述接收第一距離基準(zhǔn)信號之間進行快速數(shù)據(jù)交換。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種通信范圍可控的快速接入高效近距無線通信的主通信模塊和從通信模塊。其中主通信模塊用于發(fā)送含有該主通信模塊信息和通信距離信息的第一距離基準(zhǔn)信號；從通信模塊可以根據(jù)接收到的第一距離基準(zhǔn)信號判斷通信距離是否滿足預(yù)設(shè)范圍，如果滿足則根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議快速建立無線通信連接并進行數(shù)據(jù)交換。第一距離基準(zhǔn)信號可以采用低頻的磁信號形式或者超聲波信號形式，以滿足近距離接入的要求。本發(fā)明中的主通信模塊和從通信模塊為實現(xiàn)特定距離范圍內(nèi)的即時、快速、高效的無線數(shù)據(jù)交換提供了基礎(chǔ)性的硬件載體。
文檔編號H04B5/00GK102412870SQ20101028801
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者余運波, 朱杉 申請人:國民技術(shù)股份有限公司