无线中继网关及无线中继系统的制作方法

1.本实用新型涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种无线中继网关及无线中继系统。


背景技术：

2.现有的大多数传感器，包括温度、湿度、电阻等传感器，由于受到功耗要求的限制，无线传输距离较短。目前，通常采用无线网关对传感器的信号进行转发，但是，现有的无线网关的信号转发能力较差。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种无线中继网关，能够提高信号转发能力。
4.本实用新型还提出一种包括上述无线中继网关的无线中继系统。
5.根据本实用新型第一方面实施例的无线中继网关，包括：信号处理模块包括处理单元、存储单元和对外接口，所述存储单元与所述处理单元连接，所述对外接口与所述处理单元连接，所述处理单元用于信号转换，所述存储单元用于暂存信号；传感器通讯模块，所述传感器通讯模块的通讯端与所述处理单元的通讯端连接，所述传感器通讯模块的受控端与所述处理单元的第一控制端连接；信号收发模块，所述信号收发模块的输入输出端与所述处理单元的输入输出端连接，所述信号收发模块的受控端与所述处理单元的第二控制端连接。
6.根据本实用新型实施例的无线中继网关，至少具有如下有益效果：传感器通讯模块用于与传感器进行通讯；信号收发模块用于接收或发送信号；信号处理模块用于处理信号收发模块或传感器通讯模块接收的信号。传感器通讯模块与传感器进行通讯，从而获取传感器产生的信号，经过信号处理模块的处理，即，存储单元将信号暂存，由处理单元对信号进行转换，再通过信号收发模块将信号发送出去，有利于提高信号转发的能力。此外，信号收发模块也可以接收信号，经过信号处理模块对信号的处理，再由信号收发模块将该信号发送，以提高信号转发能力。另外，对外接口的设置，可以利用计算机等终端设备对无线中继网关进行配置和调试，或者利用对外接口将接收的信号上传至终端。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述传感器通讯模块包括射频收发单元、射频变压单元和第一天线，所述第一天线与所述射频变压单元的输入输出端连接，所述射频变压单元的通讯端与所述射频收发单元的第一通讯端连接，所述射频收发单元的第二通讯端与所述信号处理模块的通讯端连接，以便于与传感器通讯。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述信号处理模块还包括指示灯单元，所述指示灯单元与所述处理单元的第三控制端连接，以便于指示工作状态。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述信号收发模块包括lora单元、射频开关单元和第二天线，所述lora单元的输入输出端与所述处理单元的输入输出端连接，所述lora单
元的输出端与所述射频开关单元的输入端连接，所述lora单元的输入端与所述射频开关单元的输出端连接，所述射频开关单元的受控端与所述处理单元的第二控制端连接，所述第二天线与所述射频开关单元的输入输出端连接，以便于实现信号收发。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述lora单元包括lora芯片u10、电感l101、电感l102和电容c113，所述lora芯片u10的输入输出引脚与所述处理单元的输入输出端连接，所述lora芯片u10的输入引脚与所述射频开关单元的输出端连接，所述lora芯片u10的输出引脚与所述电感l101的第一端连接，所述电感l102的第一端与所述lora芯片u10的功率引脚连接，所述电感l101的第二端和所述电感l102的第二端分别与所述电容c113的第一端连接，所述电容c113的第二端与所述射频开关单元的输入端连接，以便于更好地发送信号。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述lora单元还包括电感l103、电容c106和电容c107，所述电感l103的第一端和所述电容c106的第一端分别与所述lora芯片u10的输入引脚连接，所述电感l103的第二端接地，所述电容c106的第二端与所述电容c107的第一端连接，所述c107的第二端与所述射频开关单元的输出端连接，以便于更好地接收信号。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述射频开关单元包括开关芯片u11、电容c119、电阻r115、电阻r116、电容c120和电容c121，所述开关芯片u11的第一受控引脚分别连接于所述电容c120的第一端和所述电阻r116的第一端，所述开关芯片u11的第二受控引脚分别连接于所述电容c121的第一端和所述电阻r115的第一端，所述电阻r115的第二端和所述电阻r116的第二端分别与所述处理单元的第二控制端连接，所述电容c120的第二端和所述电容c121的第二端均接地，所述开关芯片u11的输入输出引脚与所述电容c119的第一端连接，所述电容c119的第二端与所述第二天线连接，以便于切换信号通道。
13.根据本实用新型第二方面实施例的无线中继系统，包括终端、至少两个传感器和至少两个如第一方面所述的无线中继网关，所述传感器与所述无线中继网关无线连接，至少一个所述无线中继网关与所述终端无线连接，相邻的两个所述无线中继网关无线连接。
14.根据本实用新型实施例的无线中继系统，至少具有如下有益效果：终端通过无线中继网关采集传感器的数据或对传感器进行控制，相邻的两个无线中继网关之间无线连接，以便于将距离较远的传感器的信号通过多个无线中继网关传递给终端，或者便于终端通过多个无线中继网关对距离较远的传感器进行控制，有利于数据的采集以及对传感器的控制，并且有利于提高信号转发能力。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例的无线中继网关的结构框图；
18.图2为本实用新型实施例的无线中继系统的示意图；
19.图3为图1所示的无线中继网关的具体结构框图；
20.图4为图3所示的无线中继网关的信号处理模块的电路图；
21.图5为图3所示的无线中继网关的传感器通讯模块的电路图；
22.图6为图3所示的无线中继网关的信号收发模块的电路图。
23.附图标记如下：
24.信号处理模块100、处理单元110、存储单元120、对外接口130、指示灯单元140；
25.传感器通讯模块200、射频收发单元210、射频变压单元220、第一天线230；
26.信号收发模块300、lora单元310、射频开关单元320、第二天线330。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.参照图1和图2，一种无线中继系统，包括终端、至少两个传感器和至少两个无线中继网关，传感器与无线中继网关无线连接，至少一个无线中继网关与终端无线连接，相邻的两个无线中继网关无线连接。其中，终端通过无线中继网关采集传感器的数据或对通过无线中继网关对传感器进行控制，相邻的两个无线中继网关通过各自的信号收发模块300实现无线连接，以便于将距离较远的传感器的信号通过多个无线中继网关传递给终端，或者以便于终端通过多个无线中继网关对距离较远的传感器进行控制，有利于数据的采集和对传感器的控制，以及有利于提高信号转发能力。
31.此外，参照图2，多个传感器可以与同一个无线中继网关无线连接。
32.需要说明的是，终端可以采用计算机或移动通信设备等。
33.参照图1、图3和图4，一种无线中继网关，包括信号处理模块100、传感器通讯模块200和信号收发模块300。信号处理模块100包括处理单元110、存储单元120和对外接口130，存储单元120与处理单元110连接，对外接口130与处理单元110连接，处理单元110用于信号转换，存储单元120用于暂存信号；传感器通讯模块200的通讯端与处理单元110的通讯端连接，传感器通讯模块200的受控端与处理单元110的第一控制端连接；信号收发模块300的输入输出端与处理单元110的输入输出端连接，信号收发模块300的受控端与处理单元110的第二控制端连接。
34.其中，传感器通讯模块200用于与传感器进行通讯；信号收发模块300用于接收或发送信号；在信号处理模块100中，处理单元110用于转换信号收发模块300或传感器通讯模块200接收的信号；存储单元120用于暂存信号；对外接口130用于与计算机等终端连接，以便于信号的上传，或者便于利用计算机等终端对无线中继网关进行调试或配置。例如，处理单元110将传感器通讯模块200接收的信号，转换为带有地址信息或标签的信号；或者，处理
单元110将信号收发模块300接收的信号，转换为带有转发次数信息的信号。
35.传感器通讯模块200与传感器进行通讯，从而获取传感器产生的信号，经过信号处理模块100对信号进行处理，再通过信号收发模块300将信号发送出去，有利于提高信号转发的能力。此外，信号收发模块300也可以接收信号，经过信号处理模块100对信号的处理，再由信号收发模块300将该信号发送，以提高信号转发能力。
36.需要说明的是，在本实施例中，处理单元110采用hc32f005-qfn20芯片，有利于降低功能，并提高信号处理能力。此外，处理单元110还可以采用rfx2402c芯片、rtl8188er芯片等处理芯片。
37.此外，参照图3和图4，信号处理模块100还包括指示灯单元140，指示灯单元140与处理单元110的第三控制端连接。其中，指示灯单元140包括指示灯和限流电阻。指示灯单元140用于指示当前无线中继网关的工作状态，若无线中继网关不能正常工作，则处理单元110熄灭指示灯，以便于通过有无光信号来判断无线中继网关的好坏，有利于及时维护。
38.参照图3和图5，传感器通讯模块200包括射频收发单元210、射频变压单元220和第一天线230，第一天线230与射频变压单元220的输入输出端连接，射频变压单元220的通讯端与射频收发单元210的第一通讯端连接，射频收发单元210的第二通讯端与信号处理模块100的通讯端连接。其中，射频收发单元210通过射频变压单元220选择无线频段，并利用第一天线230与传感器进行通讯，通讯频率更稳定，有利于与传感器稳定地通讯，以提高信号收发的稳定性，以便于提高信号转发能力。
39.需要说明的是，射频收发单元210可以采用cc1101rgpr芯片，射频变压单元220可以采用0433bm15a0001e芯片，以便于稳定通讯。此外，射频收发单元210还可以采用cc2530等芯片；射频变压单元220rfxf8553等芯片。
40.参照图3和图6，信号收发模块300包括lora单元310、射频开关单元320和第二天线330，lora单元310的输入输出端与处理单元110的输入输出端连接，lora单元310的输出端与射频开关单元320的输入端连接，lora单元310的输入端与射频开关单元320的输出端连接，射频开关单元320的受控端与处理单元110的第二控制端连接，第二天线330与射频开关单元320的输入输出端连接。
41.其中，lora单元310用于收发信号；射频开关单元320用于切换信号通道。射频开关单元320受到处理单元110的控制，通过处理单元110对射频开关单元320的控制，实现对信号通道的切换，以便于收发信号。lora单元310通过射频开关单元320，利用第二天线330接收信号，或者利用第二天线330将信号发送出去，实现对信号的收发。此外，在处理单元110对射频开关单元320的控制下，有利于切换更适合的信号通道，以便于提高信号转发能力。
42.参照图6，lora单元310包括lora芯片u10、电感l101、电感l102和电容c113，lora芯片u10的输入输出引脚与处理单元110的输入输出端连接，lora芯片u10的输入引脚与射频开关单元320的输出端连接，lora芯片u10的输出引脚与电感l101的第一端连接，电感l102的第一端与lora芯片u10的功率引脚连接，电感l101的第二端和电感l102的第二端分别与电容c113的第一端连接，电容c113的第二端与射频开关单元320的输入端连接。
43.其中，电感l101和电容c113用于滤除干扰，以使lora芯片u10与射频开关单元320之间的信号传输更稳定。lora芯片u10的功率引脚用于提高输出功率，并通过电感l102与电容c113的第一端连接，以便在滤除干扰的同时，提高第二天线330发送信号的功率，以便于
更好地转发信号，有利于提高转发信号的能力。
44.需要说明的是，lora芯片u10可以采用sx1278芯片，抗干扰性强，功耗低，有利于提高信号转发能力。此外，lora芯片u10还可以采用sx1276芯片、sx1277芯片等。
45.参照图6，lora单元310还包括电感l103、电容c106和电容c107，电感l103的第一端和电容c106的第一端分别与lora芯片u10的输入引脚连接，电感l103的第二端接地，电容c106的第二端与电容c107的第一端连接，c107的第二端与射频开关单元320的输出端连接。其中，电感l103、电容c106和电容c107共同用于滤除电路中的干扰，以使lora芯片u10与射频开关单元320之间的信号传输更稳定，以便于信号的转发，有利于提高转发信号的能力。
46.参照图6，射频开关单元320包括开关芯片u11、电容c119、电阻r115、电阻r116、电容c120和电容c121，开关芯片u11的第一受控引脚分别连接于电容c120的第一端和电阻r116的第一端，开关芯片u11的第二受控引脚分别连接于电容c121的第一端和电阻r115的第一端，电阻r115的第二端和电阻r116的第二端分别与处理单元110的第二控制端连接，电容c120的第二端和电容c121的第二端均接地，开关芯片u11的输入输出引脚与电容c119的第一端连接，电容c119的第二端与第二天线330连接。
47.其中，电容119用于隔离第二天线330接收到的电磁干扰，以避免电路损坏。电阻r115和电阻r116用于限流，以避免处理单元110的第二控制端与开关芯片u11之间的电流过大，从而避免电路烧毁，有利于提高电路的稳定性。此外，电容c120和电容c121用于滤除干扰，以使信号处理模块100对开关芯片u11的控制更稳定，有利于信号通道的准确切换，以提高信号收发的能力。
48.此外，信号收发模块300还包括接口p2，用于与计算机等终端设备连接，以便于对信号收发模块300进行调试。
49.需要说明的是，开关芯片u11可以采用pe4259芯片，工作频率更稳定，有利于稳定切换信号通道。此外，开关芯片u11还可以采用hmc435ams8ge芯片、hmc345alp3e芯片等。
50.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。