一种用于实时定位系统的网关的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于实时定位系统的网关，包括控制电路和电源管理电路，所述控制电路连接有电平转换电路、以太网电路、WIFI电路；所述电平转换电路连接有射频电路；所述电源管理电路为射频电路、电平转换电路、控制电路、以及以太网电路。本实用新型网关可以实现TOA定位系统中的标签和锚节点之间的数据通信，解决了标签之间由于数据传输量大而造成的通信数据阻塞等问题。另外，本实用新型网关集成了WIFI电路，可以实现数据的无线传输，解决了网线的束缚，使得该网关具有很大的灵活性，便于室外测试。
【专利说明】—种用于实时定位系统的网关
【技术领域】
[0001]本实用新型属于实时定位【技术领域】，更具体的说，本实用新型涉及一种用于实时定位系统的网关。
【背景技术】
[0002]随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是，受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，导致GPS无法定位。近年来，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、WSN技术、WLAN、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术、接近式定位技术等等。对于不同的建筑物而言，材料结构，建筑物尺度，室内布置等的不同，导致了信号的路径损耗差异很大。与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，定位的难度大。
实用新型内容
[0003]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于实时定位系统的网关。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种用于实时定位系统的网关，包括控制电路和电源管理电路，所述控制电路连接有电平转换电路、以太网电路、WIFI电路；所述电平转换电路连接有射频电路；所述电源管理电路为射频电路、电平转换电路、控制电路、以及以太网电路供电。
[0006]优选的，所述控制电路采用Atmegal280单片机，用于对射频电路数据转换，并通过以太网电路与上位机通信或通过WIFI电路与路由器通信。
[0007]优选的，所述射频电路采用nanoPAN5375芯片，用于标签和锚节点之间的数据通信，并将接收到的数据转发给以太网电路或WIFI电路。
[0008]优选的，所述电平转换电路为74HC245电平转换电路，用于SPI总线上3.3V与2.5V之间的逻辑电平转换，使无线射频电路与控制电路可以直接进行SPI通信。
[0009]优选的，所述以太网电路采用W5100网络电路，用于网关与上位机的以太网通信，实现数据TCP/IP通信。
[0010]优选的，所述WIFI电路采用CC3000芯片，通过其SPI 口与Atmegal280单片机的SPI 口进行连接。
[0011]优选的，还包括用于指示工作模式和数据接收、发送状态的用户指示灯，所述用户指示灯采用四组LED指示灯。
[0012]优选的，所述电源管理电路为整个网关提供稳定的工作电源，电源管理电路采用USB供电或DC-5V供电。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0014]1、本实用新型网关实现TOA定位系统中的标签和锚节点之间的数据通信，解决了标签之间由于数据传输量大而造成的通信数据阻塞等问题。
[0015]2、本实用新型网关集成了 WIFI电路，可以实现数据的无线传输，解决了网线的束缚，使得该网关具有很大的灵活性，便于室外测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1本实用新型用于实时定位系统的网关框架图；
[0017]图2本实用新型用于实时定位系统的网关电源管理电路、电平转换电路和无线射频电路的电路连接图；
[0018]图3本实用新型用于实时定位系统的网关控制电路的电路原理图；
[0019]图4本实用新型用于实时定位系统的网关以太网电路的电路原理图；
[0020]图5本实用新型用于实时定位系统的网关WIFI电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]实施例
[0023]如图1所示，本实施例的一种用于实时定位系统的网关，包括控制电路和电源管理电路，所述控制电路连接有电平转换电路、以太网电路、WIFI电路；所述电平转换电路连接有射频电路；所述电源管理电路为射频电路、电平转换电路、控制电路、以及以太网电路供电。
[0024]如图2所示，所述电源管理电路为整个网关提供稳定的工作电源，电源管理电路采用USB供电或DC-5V供电。二极管Dl和D3起到防止电流倒灌的作用，Dl防止在采用USB供电的时候电流倒灌进Jl直流插座回路中，同理D3防止在才用直流插座供电的时候电流倒灌进USB回路，防止损坏USB线路。磁珠FBl和FB2是滤波作用，防止在USB热拔插过程中产生大的浪涌电流对电源芯片造成损坏。
[0025]所述电平转换电路为74HC245电平转换电路，用于SPI总线上3.3V与2.5V之间的逻辑电平转换，使无线射频电路与控制电路可以直接进行SPI通信。U2和U4为74HC245三态门控制电路，起到不同逻辑电压之间的电平转换和总线扩展功能。
[0026]无线射频电路采用的是nanotron公司的nanoPAN5375芯片,用于标签和锚节点之间的数据通信，并将接收到的数据转发给以太网电路或WIFI电路，连接到Atmegal280单片机的SPI接口
[0027]如图3所示，所述控制电路采用Atmegal280单片机，用于对射频电路数据转换，并通过以太网电路与上位机通信或通过WIFI电路与路由器通信，控制电路是用于实时定位系统的网关的核心部分，采用Atmegal280单片机，该单片机最为系统的主控芯片，实现对射频电路数据的处理、以太网与上位机的通信以及WIFI与路由器之间的通信。图中，R33和C15组成一个简单的复位电路，为单片机提供上电复位服务。R34和R35的作用是对单片机的SPI总线中的发送和接收信号线进行上拉服务，确保SPI通信时序的正确。U8的8位拨码开关对系统MAC地址进行配置。
[0028]如图4所示，所述以太网电路采用W5100网络电路，用于网关与上位机的以太网通信，实现数据TCP/IP通信。R60和R61采用精度为1%的精密电阻构成12.3K的阻值并连接到地，为W5100芯片的以太网物理层提供一个准确的偏置。R57?R59采用4.7K的阻值连接到3.3V电源，起到对片选、读/写信号的上拉作用，保证W5100的正确工作在SPI从机模式。磁珠FB3和电容C30、C31、C32构成Π型滤波网络，对W5100输出的1.8V电压进行滤波处理；磁珠FB5和电容C33、C34、C35构成Π型滤波网络，对W5100的3.3V供电系统进行滤波处理；R53、R54和C26，R62、R63和C29分别构成低通滤波器，对以太网的发送和接收差分对信号分别进行低通滤波处理。
[0029]如图5所示，所述WIFI电路采用CC3000芯片，通过其SPI 口与Atmegal280单片机的SPI 口进行连接。采用TI公司提供的CC3000W1-Fi电路，通过其SPI 口与Atmegal280单片机的SPI 口进行连接，作为单片机的从机工作，电路中的R25?R29将两者的SPI 口连接在一起，起到抑制信号发射的作用，提高系统通信的可靠性。
[0030]为了给用户更好的体验，本实用新型的网关还包括用于指示工作模式和数据接收、发送状态的用户指示灯，所述用户指示灯采用四组LED指示灯。
[0031]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于实时定位系统的网关，包括控制电路和电源管理电路，其特征在于，所述控制电路连接有电平转换电路、以太网电路、WIFI电路；所述电平转换电路连接有射频电路；所述电源管理电路为射频电路、电平转换电路、控制电路、以及以太网电路供电。
2.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述控制电路采用Atmegal280单片机，用于对射频电路数据转换，并通过以太网电路与上位机通信或通过WIFI电路与路由器通信。
3.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述射频电路采用nanoPAN5375芯片，用于标签和锚节点之间的数据通信，并将接收到的数据转发给以太网电路或WIFI电路。
4.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述电平转换电路为74HC245电平转换电路，用于SPI总线上3.3V与2.5V之间的逻辑电平转换，使无线射频电路与控制电路可以直接进行SPI通信。
5.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述以太网电路采用W5100网络电路，用于网关与上位机的以太网通信，实现数据TCP/IP通信。
6.根据权利要求2所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述WIFI电路采用CC3000芯片，通过其SPI 口与Atmegal280单片机的SPI 口进行连接。
7.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，还包括用于指示工作模式和数据接收、发送状态的用户指示灯，所述用户指示灯采用四组LED指示灯。
8.根据权利要求1所述的用于实时定位系统的网关，其特征在于，所述电源管理电路为整个网关提供稳定的工作电源，电源管理电路采用USB供电或DC-5V供电。
【文档编号】H04L12/66GK204089862SQ201420567859
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】肖金超, 蒋健波, 资双飞, 邓龙辉, 刘继海, 程海梅 申请人:广州中国科学院沈阳自动化研究所分所, 中国科学院沈阳自动化研究所