[发明专利]无线网络系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种无线网络系统。

背景技术

随着无线通讯技术蓬勃发展，人类的生活与无线通讯密不可分，以大范围无线通讯为例，人们可藉由持有的行动装置例如手机、笔电经由4G行动通讯技术来浏览网页或收发mail；此外，于医学或保全系统的小范围无线通讯例如无线感测网络、无线区域网络的相关应用也相当普遍。

习知的无线通讯技术有ZigBee或2.5G、3G、4G、LTE等，然而，由此些无线通讯技术所发射的射频信号易受干扰，若欲将此些无线通讯技术应用于复杂场域时，例如密集都会地区、工业厂区、地下化交通捷运设施与矿坑等，其通讯品质通常不佳；再者，如家中常使用的Wi-Fi其通讯距离约为数公尺至数十公尺等级，部分无线通讯技术传输距离较短，若欲于较广的区域布建无线网络时，需要布建较大量的基地台(Access point)才能涵盖较大的范围，如此成本昂贵；再者，此些无线通讯技术的基地台必须仰赖电源供应方能运作，若是欲将无线通讯布建于无电源供给的区域时，收发端装置依靠现有的电池容量并无法长时间使用(如常见的智能手机于1-2日长时间使用后即须重新充电)，且此些无线通讯技术也必须支付固定通讯费用或租用特定频段才能进行通讯。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种无线网络系统。

在一些实施例中，前述无线网络系统包含无线感测模块、网关及服务器。其中无线感测模块包含感测单元、射频单元及控制单元；感测单元获取环境信号；射频单元对环境信号进行扩频处理以产生扩频后环境信号，且射频单元根据控制信号发射扩频后环境信号；控制单元操作于一休眠模式及一工作模式，于休眠模式时，控制单元根据预设时间值或预设时间差以切换至工作模式，于工作模式时，控制单元产生控制信号。网关通讯连接于无线感测模块，以接收并解调扩频后环境信号以获得环境信号，且网关转发环境信号。服务器自网关接收环境信号。

在一些实施例中，网关经由长距离无线传输技术(Long Range)通讯连接于无线感测模块。

在一些实施例中，其中感测单元更用以判断环境信号是否异常，当环境信号异常时，感测单元输出一警告信号至控制单元，控制单元更用以根据警告信号由休眠模式切换至工作模式。

在一些实施例中，其中感测单元选自气体侦测器、烟雾侦测器、温度侦测器、震动侦测器、亮度侦测器、音量侦测器与湿度侦测器，环境信号选自特定气体浓度信息、烟雾信息、温度信息、震动信息、亮度信息、音量信息与湿度信息。

在一些实施例中，服务器产生预设时间值或预设时间差，网关接收并转发预设时间值或预设时间差至无线感测模块。

在一些实施例中，其中网关经由具避免碰撞机制的载波侦测多重存取、分时多工存取及分频多工存取将环境信号转发至服务器。

在一些实施例中，其中网关包含多个射频单元，且网关的每一射频单元工作于不同频段。

在一些实施例中，于控制单元操作于工作模式时，若感测单元为关闭，控制单元传送另一控制信号至感测单元以开启感测单元来获取环境信号。

在一些实施例中，射频单元更用以根据实时时间纪录扩频后环境信号的发射时间，网关更用以根据实时时间纪录扩频后环境信号的接收时间，服务器更用以根据下式计算无线感测模块与网关之间的一第一估算距离d：

d＝c×t；

其中，c代表该扩频后环境信号自该射频单元至该网关之间的传递速度，t代表该发射时间与该接收时间的时间差，且该服务器以类神经网络演算法根据该第一估算距离d、该网关接收的该扩频后环境信号的信号强度对应的第二估算距离、该网关接收的该扩频后环境信号的信噪比对应的第三估算距离及该网关与该无线感测模块之间的实际距离训练该网关与该无线感测模块之间的距离误差，以产生该网关与该无线感测模块之间的第四估算距离。

在一些实施例中，射频单元更用以根据一实时时间纪录该扩频后环境信号的一发射时间，该网关更用以根据该实时时间纪录该扩频后环境信号的一接收时间，该服务器更用以根据下式计算该无线感测模块与该网关之间的一估算距离d：

d＝c×t；

其中，c代表该扩频后环境信号自该射频单元至该网关之间的传递速度，t代表该发射时间与该接收时间的时间差，且该服务器以类神经网络演算法根据该估算距离d、该网关接收的该扩频后环境信号的信号强度、该网关接收的该扩频后环境信号的信噪比及该网关与该无线感测模块之间的实际距离训练该网关与该无线感测模块之间的距离误差，以产生该网关与该无线感测模块之间的另一估算距离。