[发明专利]一种基于Zigbee和Z-Wave技术的无线网关

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种基于Zigbee和Z-Wave技术的无线网关。

背景技术

Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)～868.42MHz(欧洲)，采用频移键控FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。

近几年，随着面向家庭控制及自动化的短距离无线技术的发展，家庭控制智能化所带来的机遇正开始成为现实。然而Z-Wave技术在住宅、照明商业控制以及状态读取等方面的应用具有独特的优势，例如在抄表、照明及家电控制、接入控制、防盗及火灾检测等智能家居应用领域。Z-Wave可将任何独立的设备转换为智能网络设备，从而可以实现控制和无线监测，Z-Wave技术在最初设计时，就定位于智能家居无线控制领域。采用小数据格式传输，40kb/s的传输速率足以应对，早期甚至使用9.6kb/s的速率传输，与同类的其他无线技术相比，拥有相对较低的传输频率、相对较远的传输距离和一定的价格优势。

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，用于两个高层协议不同的网络互连。当两个或者两个以上不同协议的网络在信号传输和数据接入的过程中，需要网关将进行协议转换以实现通信，目前，在智能家居应用领域，Zigbee无线通信和Z-Wave无线通信是最常用的两种通信方式，但是现在并没有发现有Zigbee无线通信与Z-Wave无线通信的网关，以实现二者之间的协议转换，再者，目前大多Zigbee网关均采用单输入或者单输出的信号传输模式，当在相对复杂的环境中，信号在现场传输的过程中会有受到外界环境的干扰以及衰减，接收灵敏度低，使系统接收的信号质量会严重下降、甚至接收不到信号。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的缺点和不足，提供一种实现Zigbee无线通信网络与Z-Wave无线通信网络之间协议转换的网关，该网关为基于多输入多输出Zigbee技术和Z-Wave技术的无线网关，具有较高信号灵敏度且提高了信号接收吞吐量。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于Zigbee和Z-Wave技术的无线网关，所述无线网关包括Z-Wave天线、Z-Wave模块、协议转换模块、Zigbee模块以及两个或者两个以上Zigbee天线；所述协议转换模块用于Zigbee通信网络协议与Z-Wave通信网络协议的协议转换，Zigbee天线和Zigbee模块用于Zigbee无线信号的接收和发送，所述Z-Wave模块和Z-Wave天线用于Z-Wave无线信号的接收和发送；所述两个或者两个以上Zigbee天线均与所述Zigbee模块相互连接，所述Zigbee模块与所述协议转换模块相互连接，所述协议转换模块与所述Z-Wave模块相互连接，所述Zigbee模块为多输入多输出的无线Zigbee模块。

根据本发明的一个实施例，所述多输入多输出的无线Zigbee模块包括多输出的Zigbee无线模块、多输入的Zigbee无线模块以及射频模块，所述多输出的Zigbee无线模块的多个输出端均与所述射频模块相连接；所述射频模块的多个输出端均与所述多输入的Zigbee无线模块相连接，所述射频模块还与所述两个或者两个以上Zigbee天线相互连接，所述多输出的Zigbee无线模块的输入端以及多输入的Zigbee无线模块的输出端均与所述协议转换模块相连接。

根据本发明的一个实施例，所述多输出的Zigbee无线模块包括依次相连的用于基带数据处理的第一数据处理模块、用于将一路信号分解成多路信号的多路分解器、用于信道数据处理的第二数据处理模块以及用于将并行数据转换为串行数据的并串转换器，所述多输出的Zigbee无线模块还包括用于检测信道信噪比的信道估测模块以及根据所述信道估测模块所检测的每个信道信噪比而进行功率分配的功率分配模块；所述信道估测模块的输出端接入所述功率分配模块，所述功率分配模块的输出端接入所述第二数据处理模块。

根据本发明的一个实施例，所述第一数据处理模块包括扩频器，所述扩频器的输入端接入所述协议转换模块，所述扩频器的输出端与所述多路分解器相连接。