无线通讯装置与无线通讯方法

摘要

本发明提供一种无线通讯装置以及一种无线通讯方法。装置包括无线通讯装置主体以及设置在通讯速率无线装置主体内的无线收发单元与主控单元，通讯速率无线收发单元与通讯速率主控单元相连，通讯速率无线收发单元包括检测模块和调整模块；其中，通讯速率检测模块，用于检测通讯速率无线收发单元所发出的无线信号的实际功率；通讯速率主控单元，用于根据通讯速率实际功率与预设的功率阈值输出调整策略；通讯速率调整模块，根据通讯速率调整策略调整通讯速率无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。本发明提供的无线通讯装置可实现对无线网络的自动维护，免去了人工设置的繁琐，使得工程人员现场直观判断无线网络状态，简化了站点工勘环节。

权利要求

1.一种无线通讯装置，其特征在于，包括无线通讯装置主体以及设置在所述无线装置主体内的无线收发单元与主控单元，所述无线收发单元与所述主控单元相连，所述无线收发单元包括检测模块和调整模块；其中，所述检测模块，用于检测所述无线收发单元所发出的无线信号的实际功率；

所述主控单元，用于根据所述实际功率与预设的功率阈值输出调整策略；

所述调整模块，用于根据所述调整策略调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

2.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述主控单元包括比较模块和存储模块，所述存储模块，用于存储所述功率阈值；所述比较模块的第一输入端与所述检测模块的输出端相连，所述比较模块的第二输入端与所述存储模块的输出端相连，所述比较模块的输出端与所述调整模块的输入端相连；其中，所述比较模块，用于将所述实际功率与所述功率阈值进行比较，并向所述调整模块输出比较结果；

所述调整模块，用于根据所述比较结果调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

3.根据权利要求2所述的无线通讯装置，其特征在于，响应于所述实际功率小于所述功率阈值，所述调整模块增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率。

4.根据权利要求3所述的无线通讯装置，其特征在于，所述增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率，包括：所述调整模块逐级增大所述无线收发单元的发射功率并逐级降低所述无线收发单元的通讯速率。

5.根据权利要求3所述的无线通讯装置，其特征在于，在增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率之前，还包括：所述比较模块，还用于判断所述无线收发单元的发射功率是否达到发射功率上限阈值以及通讯速率是否达到通讯速率下限阈值；

所述增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率，包括：响应于所述无线收发单元的发射功率未达到发射功率上限阈值以及通讯速率未达到通讯速率下限阈值，所述调整模块增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无线通讯装置，其特征在于，所述调整策略采用1～2个字节表示。

7.根据权利要求1-5任一项所述的无线通讯装置，其特征在于，所述无线通讯装置还包括无线天线，所述无线天线与所述无线收发单元相连。

8.根据权利要求1-5任一项所述的无线通讯装置，其特征在于，所述无线通讯装置还包括显示单元，所述显示单元设置在所述无线装置主体外表面并与所述主控单元相连，用以显示无线信号状态。

9.根据权利要求8所述的无线通讯装置，其特征在于，所述显示单元采用指示灯。

10.一种无线通讯方法，其特征在于，包括：

检测无线收发单元所发出的无线信号的实际功率；

根据所述实际功率与预设的功率阈值输出调整策略；

根据所述调整策略调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

说明书

无线通讯装置与无线通讯方法

技术领域

[0001] 本发明属于工业通讯技术领域，具体涉及一种无线通讯装置以及一种无线通讯方法。

背景技术

[0002] 目前，无线通讯技术因为其免布线、易于施工的优点在工业现场通讯应用越来越广泛，但无线通讯采用空气作为通讯介质的特点，导致其通讯连接易受到空间物体的干扰、反射和衰减或者其他同频率或相领频率通讯行为的干扰等因素的影响，从而影响通讯连接的稳定性和可靠性。

[0003] 无线信号在传输时，接收信号电平估算公式如下：

[0004] Pr＝Pt-Pi

[0005] Pr：接收端信号功率(含接收天线增益)

[0006] Pt：发送端信号功率(含发射天线增益)

[0007] Pi：为路径损耗

[0008] Pt一般由无线通讯设备出厂性能决定，有时也可以通过用户现场配置调节；Pi路径损耗，受现场应用环境的空间障碍物及其他无线干扰因素觉得，对接收端的信号强度Pr有决定性影响，进而影响无线通讯的稳定性可传输可靠性效果。所以，在无线通讯产品无线指标出厂性能指标确定的前提下，现场安装及部署的环境和方案对无线通讯方案的最终应用效果有着重要影响。所以在较大规模的无线通讯应用场景中，为确定无线方案覆盖的稳定性和可靠性，往往需要由专业技术人员进行工程勘察，确定无线网络设备的安装部署方案，并采用专业工具进行测试，导致工程应用周期较长，专业性要求也增加。其次，在一些组网简单的无线应用场景，如工业设备的点对点通讯为例，从成本和现场实际可操作性角度，一般很少进行专业的无线环境工程勘察，可以根据现场无线通讯状态的状态指示灯或维护终端进行无线通讯传输状态的基本维护和简单判断。

[0009] 目前，现有技术在工业无线通讯方案实施前，由专业技术人员进行工程勘察和设计，确定设备安装部署位置和天线的选型及安装位置及角度，确保无线通讯装置的发送和接收功率符合无线装置的设备规格技术要求范围内。但是，这种方法的专业性要求高，无线网络部署周期长、成本增加，且如果工业现场环境变化导致网络性能下降，且一般工业设备和无线网络设备分属于不同的维护专业和系统，并且工业用户一般缺乏无线网络维护专业能力和经验，导致无线网络维护困难。

[0010] 其次，目前也有利用无线通讯装置自带的指示灯(无线链路状态指示灯或无线数据收发指示灯)定性的判断工业现场无线网络的连接状态，在无线链路状态不佳时，辅助采用发送功率手动配置或设备及天线位置的手动调节，来进行无线网络连接的优化或调整。另外，也有部分无线技术支持速率的自协商，在信号质量不好的情况下，启动速率自动协商，寻找到一个通信质量可用的速率等级。但是，上述利用通讯指示灯的现有技术会出现在无线链路中断或连接不稳定时，根据指示灯无法判断是工业设备的通讯接口或设备问题或是无线通讯链路问题的缺点，以及无法对无线链路问题进行准确定界，导致维护效率低下或维护困难。并且，发送功率需要手动配置，现场实施困难，且对维护工人的技术要求较高。
其中，对于速率的自协商只是纯软件层的协商，没有与发射功率调节及指示灯定义的硬件部分协同，协商效果受限且用户友好性较差。

[0011] 因此，需要提供一种无线通讯装置，以在无线通讯装置内部集成无线链路的维护功能，提供经济的，易用的无线线路的现场维护手段，以降低工业通讯现场无线网络实施现场对施工人员的技术要求，缩短工程周期。

发明内容

[0012] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种无线通讯装置以及一种无线通讯方法。

[0013] 本发明的第一方面，提供一种无线通讯装置，包括无线通讯装置主体以及设置在所述无线装置主体内的无线收发单元与主控单元，所述无线收发单元与所述主控单元相连，所述无线收发单元包括检测模块和调整模块；其中，

[0014] 所述检测模块，用于检测所述无线收发单元所发出的无线信号的实际功率；

[0015] 所述主控单元，用于根据所述实际功率与预设的功率阈值输出调整策略；

[0016] 所述调整模块，用于根据所述调整策略调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

[0017] 可选的，所述主控单元包括比较模块和存储模块，所述存储模块，用于存储所述功率阈值；所述比较模块的第一输入端与所述检测模块的输出端相连，所述比较模块的第二输入端与所述存储模块的输出端相连，所述比较模块的输出端与所述调整模块的输入端相连；其中，

[0018] 所述比较模块，用于将所述实际功率与所述功率阈值进行比较，并向所述调整模块输出比较结果；

[0019] 所述调整模块，用于根据所述比较结果调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

[0020] 可选的，响应于所述实际功率小于所述功率阈值，所述调整模块增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率。

[0021] 可选的，所述增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率，包括：

[0022] 所述调整模块逐级增大所述无线收发单元的发射功率并逐级降低所述无线收发单元的通讯速率。

[0023] 可选的，在增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率之前，还包括：

[0024] 所述比较模块，还用于判断所述无线收发单元的发射功率是否达到发射功率上限阈值以及通讯速率是否达到通讯速率下限阈值；

[0025] 所述增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率，包括：

[0026] 响应于所述无线收发单元的发射功率未达到发射功率上限阈值以及通讯速率未达到通讯速率下限阈值，所述调整模块增大所述无线收发单元的发射功率并降低所述无线收发单元的通讯速率。

[0027] 可选的，所述调整策略采用1～2个字节表示。

[0028] 可选的，所述无线通讯装置还包括无线天线，所述无线天线与所述无线收发单元相连。

[0029] 可选的，所述无线通讯装置还包括显示单元，所述显示单元设置在所述无线装置主体外表面并与所述主控单元相连，用以显示无线信号状态。

[0030] 可选的，所述显示单元采用指示灯。

[0031] 本发明的第二方面，提供一种无线通讯方法，包括：检测无线收发单元所发出的无线信号的实际功率；

[0032] 根据所述实际功率与预设的功率阈值输出调整策略；

[0033] 根据所述调整策略调整所述无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

[0034] 本发明提供的无线通讯装置以及无线通讯方法，可通过主控单元输出调整策略，调整模块根据调整策略调整无线收发单元的发射功率和/或通讯速率，并且，还可以根据指示灯反应出无线接口物理链路信号状态，使得工程人员现场可以直观判断无线网络状态，简化了站点工勘环节。当无线网络受障碍物或其他无线干扰出现信号劣化时，其设备自身集成的调整策略，即采用自定义的自动协商机制，该机制免去了人工设置的繁琐，大大提示了现场无线网络的维护效率，此外，本发明采用的调整策略中自定义的协商交互报文只增加几个字节的通讯吞吐量，对基础无线通讯业务基本不产生流量压力影响。

附图说明

[0035] 图1为本发明第一实施例的一种无线通讯装置的结构示意图；

[0036] 图2为本发明第一实施例的一种无线通讯装置的调整策略示意图；

[0037] 图3为本发明第二实施例的一种无线通讯方法的流程示意图。

具体实施方式

[0038] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0039] 如图1所示，本发明的第一方面，提供一种无线通讯装置100，包括无线通讯装置主体110以及设置在无线装置主体110内的无线收发单元111与主控单元112，无线收发单元111与主控单元112相连，无线收发单元111包括检测模块111a和调整模块111b。其中，检测模块111a，用于检测无线收发单元111所发出的无线信号的实际功率。主控单元112，用于根据实际功率与预设的功率阈值输出调整策略。调整模块111b，用于根据调整策略调整无线收发单元111的发射功率和/或通讯速率。

[0040] 本发明提供的无线通讯装置具有无线维护功能，即通过控制单元对实际功率与预设功率阈值比较以输出相应的调整策略，并且，调整模块根据接收到的相应调整策略对无线收发单元的发射功率和/或通讯速率进行调整，以实现对无线通讯装置的无线线路进行维护。这样，无线网络受障碍物或其他无线干扰出现信号劣化时，其设备自身集成的自动调整策略免去了人工设置的繁琐，大大提示了现场无线网络的维护效率。

[0041] 具体地，如图1所示，主控单元112包括比较模块112a和存储模块112b。其中，存储模块112b，用于存储功率阈值。比较模块112a的第一输入端与检测模块111a的输出端相连，比较模块112a的第二输入端与存储模块112b的输出端相连，比较模块112a的输出端与调整模块111b的输入端相连。其中，比较模块112a，用于将实际功率与功率阈值进行比较，并向调整模块111b输出比较结果。调整模块111b，用于根据比较结果调整无线收发单元111的发射功率和/或通讯速率。

[0042] 也就是说，如图1和图2所示，本实施例先在存储模块112b中设定预设的功率阈值，之后，将接收到的实际功率与预设功率阈值比较，根据比较结果向调整模块111b输出相应的调整策略，具体地，当响应于实际功率小于功率阈值，调整模块111b增大无线收发单元111的发射功率并降低无线收发单元111的通讯速率，以实现对无线通讯装置的无线线路维护。

[0043] 可选的，如图1和图2所示，在增大无线收发单元111的发射功率并降低无线收发单元的通讯速率之前，还包括：比较模块112a，还用于判断无线收发单元111的发射功率是否达到发射功率上限以及通讯速率是否达到通讯速率下限。也就是说，增大无线收发单元111的发射功率并降低无线收发单元111的通讯速率具体包括：当响应于无线收发单元111的发射功率未达到发射功率上限以及通讯速率未达到通讯速率下限的情况下，调整模块111b开始增大无线收发单元111的发射功率并降低无线收发单元111的通讯速率，直至实际功率不小于预设功率阈值，当然，如果无线收发单元111的发射功率达到发射功率上限以及通讯速率达到通讯速率下限的情况下直接结束流程，不再对发射功率以及通讯速率进行调整。也就是说，无线收发单元111在增大发射功率以及降低通讯速率的时候，要先与设备的发射功率上限以及通讯速率下限进行比较，在设备的运行范围内进行调整。

[0044] 需要说明的是，本实施例的调整模块111b可逐级增大无线收发单元111的发射功率并逐级降低无线收发单元111的通讯速率。例如，增加一级无线收发单元111的发射功率，相应降低一级通讯速率，同时对无线收发单元111的实际发射功率进行实时反馈，如实际功率仍小于预设功率的阈值，则无线收发单元111继续进行调整，即增加一级发射功率，以及降低一级通讯速率，以此类推，直至无线信号的实际功率不小于功率阈值的要求。

[0045] 可选的，主控单元112输出的调整策略可采用1～2个字节表示。也就是说，主控单元112中调整策略可设定为自定义的无线接口自协商协议流程，具体地，预先设定调整策略的接收功率阈值及增加发送功率和降低通讯速率的档位设置，一旦监测的接收无线信号功率低于协商的阈值，就启动自动协商协议进程，协商找双向通过自定义的状态信息字和命令控制字进行信号交互和状态互通。其中，无线协商状态字2个字节定义如下：

[0046] Bit15-bit8：接收功率强度；

[0047] Bit7-bit4：通讯速率档位；

[0048] Bit3-bit1：发射功率档位；

[0049] Bit0：协商结束标志；

[0050] 无线协商命令字1个字节定义如下：

[0051] Bit7：增大发射功率请求；

[0052] Bit6：降低通讯速率档位请求；

[0053] Bit5-bit0：保留；

[0054] 也就是说，通过上述主控单元中自定义的自协商流程，可自动调整实际无线信号功率，以实现对无线通讯装置的自动维护，并且，本实施例采用的协商交互报文采用2个字节和/或1个字节，这样，只增加几个字节的通讯吞吐量，对基础无线通讯业务基本不产生流量压力影响。

[0055] 可选的，本发明的无线通讯装置100还包括显示单元120，该显示单元120设置在无线装置主体110外表面并与主控单元112相连，用以显示无线信号状态。具体地，本实施例的显示单元120可采用指示灯。

[0056] 需要说明的是，本实施例中的指示灯可用于显示上述自协商结束后的最终协商结果。具体地，该指示灯系统需要提前设定4个状态定义：第一、指示灯常亮：指示此处设备接收信号强度裕量充足，在设定最高速下正常通讯。第二、指示灯慢闪：指示此处设备接收信号强度经自动协商后，满足基本无线通讯要求。第三、指示灯快闪：指示此处设备接收信号强度经自动协商后，在最低速下信号强度裕量临界。第四、指示灯灭：指示此处设备接收信号强度低于接收灵敏度要求。

[0057] 本发明通过设置的指示灯可反应出无线接口物理链路信号的状态，使得工程人员现场可以直观判断无线网络状态，也就是说，工程人员可直接参考指示灯的状态判断出无线通讯装置的无线电路状态，由此简化了站点工勘环节。

[0058] 具体地，如图1和图2所示，结合本发明设置的无线收发单元111、主控单元112以及显示单元120，本发明无线通讯装置的自动无线维护流程具体如下：在存储模块112b中设定预设功率阈值，再通过比较模块112a对实际功率与预设的功率阈值进行比较，响应于接收到的实际功率小于功率阈值时，同时向调整模块111b发送相应的调整策略。该调整模块111b接收到调整策略请求后，根据上述调整策略进行增大发射功率，并降低通讯速率，当然，在进行具体调整之前还需要检测发射功率是否达上限，通讯速率是否达下限，当发射功率未达到上限，通讯速率也未达下限后，进一步增加发射功率，并降低通讯速率，直至实际功率不小于功率阈值时，这样，整个反馈协商成功信息，主控单元112接收端收到信息，进一步刷新显示单元120的状态，当显示单元120采用指示灯时，可根据指示灯中预设的定义状态判断调整的结果，也就是说，根据指示灯的状态进一步判断该装置是否可以进行正常通讯，这样，协商结束，即整个无线维护的调整过程结束。

[0059] 具体地，本发明的主控单元112还包括基础业务模块112c，该基础业务模块112c完成无线通讯装置的基础通讯功能，显然，本发明的无线通讯装置既具备基础通讯功能，又能同时实现无线维护功能。

[0060] 可选的，无线通讯装置100还包括无线天线130，无线天线130与无线收发单元111相连。该无线天线130用于对无线进行进行放大、发送和接收。

[0061] 需要说明的是，本发明的无线通讯装置100包括设备外壳及内部核心功能模块，其中，无线收发单元111、主控单元112设置在无线通讯装置100内部，即设置在无线通讯主体110上，相当于内部核心功能模块，显示单元120与无线天线130设置在装置100外壳外部。具体地，无线收发单元111负责无线信号的调制解调与主控模块112的交互通讯，这样，比较模块112a与检测模块111a、调整模块111b以及显示单元120共同配合完成无线线路的维护功能。

[0062] 如图3所示，本发明的第二方面，提供一种无线通讯方法，包括：检测无线收发单元所发出的无线信号的实际功率，根据实际功率与预设的功率阈值输出调整策略，根据调整策略调整无线收发单元的发射功率和/或通讯速率。

[0063] 本发明提供的无线通讯装置以及无线通讯方法，可通过主控单元输出调整策略，调整模块根据调整策略调整无线收发单元的发射功率和/或通讯速率，并且，还可以根据指示灯反应出无线接口物理链路信号状态，使得工程人员现场可以直观判断无线网络状态，简化了站点工勘环节。当无线网络受障碍物或其他无线干扰出现信号劣化时，其设备自身集成的调整策略，即采用自定义的自动协商机制，该机制免去了人工设置的繁琐，大大提示了现场无线网络的维护效率，此外，本发明采用的调整策略中自定义的协商交互报文只增加几个字节的通讯吞吐量，对基础无线通讯业务基本不产生流量压力影响。

[0064] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。