一种无线双向传输中继装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种无线双向传输中继装置。
【背景技术】
[0002]伴随着物联网技术的飞速发展，其应用领域也在不断拓展。物联网技术在粮情测控领域也将得到广泛的应用。在粮情测控系统中，无线系统逐渐取代有线系统成为主流。在数据采集传输过程中，存在着下行通信设备和上行通信设备通信距离超过无线射频电路的有效传输距离的问题，同时存在着上行通信设备与下行通信设备在面临着复杂工业环境时同频干扰的问题，以及在双向传输时用多时隙换取数据的可靠传输的问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种无线双向传输中继装置，以解决下行通信设备和上行通信设备超过有效传输距离、同频干扰、以及数据的可靠传输等技术问题。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种无线双向传输中继装置，包括无线上行通信模块、无线下行通信模块和主控模块，所述无线上行通信模块和无线下行通信模块均内置MCU控制电路、无线射频电路、开关电路和为上述电路供电的电源电路，所述无线射频电路通过通用串行总线与MCU控制电路的信号收发端连接，所述开关电路与MCU控制电路的控制端连接，所述MCU控制电路通过通用串行总线与主控模块连接。所述主控模块用于控制无线上行和下行通信模块同时通信，通过开关电路可以灵活配置频率信道，用于无线上行/下行通信设备和主控模块之间数据的双向转发。
[0006]作为上述方案的进一步优化，所述主控模块为由ATmega64_16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成。
[0007]作为上述方案的进一步优化，所述上行通信模块和下行通信模块的MCU控制电路为由ATmega32-16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成。
[0008]作为上述方案的进一步优化，所述无线射频电路为由单片射频发射器CCllOO芯片及其外围电路组成，所述单片射频发射器CCllOO芯片通过SPI总线与MCU控制电路的信号收发端连接。
[0009]作为上述方案的进一步优化，所述MCU控制电路与主控模块之间还设有电平检测电路，用于判断上行通信模块与主控模块之间、下行通信模块与主控模块之间的数据到达情况，进而控制、协调系统数据转发工作。
[0010]本实用新型相比现有技术具有以下优点:本实用新型提供了一种无线双向传输中继装置，该装置成本低、运算速度快，极大提高了系统的抗干扰性能和稳定性;与传统的单天线中继数据传输相比，本实用新型的无线双向传输中继装置可以有效、便捷地排除同频干扰，并且有效提升系统数据双向传输的速率和中继的工作效率。
【附图说明】
[0011]图1为无线双向传输中继装置的数据转发模型图；
[0012]图2为无线双向传输中继装置的电路结构框图；
[0013]图3为主控模块的电路原理图；
[OOM]图4为M⑶控制电路的电路原理图，其中，A为上行通信模块，B为下行通信模块；
[0015]图5为无线射频模块的电路原理图，其中，A为上行通信模块，B为下行通信模块；
[0016]图6为开关电路的电路原理图，其中，A为上行通信模块，B为下行通信模块；
【具体实施方式】
[0017]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0018]实施例1
[0019]本实用新型提供的一种无线双向传输中继装置，其数据转发模型如图1所示，图中S为上行通信设备、D为下行通信设备、R为本实用新型的无线双向传输中继装置，其中:R负责转发S或D发来的数据;在第一时隙进行源设备到中继之间的数据传输，第二时隙进行中继到目的设备的数据传输；同时可在同一时隙中继器接受到上行和下行通信设备的数据，并且可以在下个时隙将数据转发送到目的通信设备，有效提升系统数据双向传输的速率和中继的工作效率。
[0020]该无线双向传输中继装置的结构如图2-6所示，包括无线上行通信模块、无线下行通信模块和主控模块，所述无线上行通信模块和无线下行通信模块均内置有各自的MCU控制电路、无线射频电路、开关电路和为上述电路供电的电源电路。
[0021 ]所述主控模块和MCU控制电路均由低功耗高性能的AVR系列单片机及其外围电路构成，使得该装置的处理数度更快，持续工作时间更长，其中，主控模块为由ATmega64-16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成，无线上行通信模块和无线下行通信模块的MCU控制电路为由ATmega32-16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成。
[0022]所述无线上行通信模块和无线下行通信模块的无线射频电路为由单片射频发射器CCl 100芯片及其外围电路组成，所述单片射频发射器CCl 100芯片通过SPI总线与其相应的ATmega32-16AI单片机芯片的信号收发端连接。通过对无线射频电路的频率调节，可以设定无线上行通信模块与无线下行通信模块处于不同的频率波段，比如，设定无线上行模块工作在300-348MHZ频率波段，无线下行通信工作在400-464MHZ频率波段，以避免上行和下行双向通信时的同频干扰。
[0023]所述无线上行通信模块和无线下行通信模块的开关电路通过通用串行总线与其相应的ATmega32-16AI单片机芯片的控制端连接。ATmega32-16AI单片机芯片可通过读取开关电路的电平信息对其相应的单片射频发射器CCllOO芯片相关的寄存器进行配置，可方便、灵活地配置通讯信道。
[0024]所述无线上行通信模块和无线下行通信模块的ATmega32-16AI单片机芯片的串行接口引脚TXD、RXD分别与主控模块的ATmega64-16AI单片机芯片的串行接口 TXD1、RXD1、TXDO、RXDO通信连接，其输出引脚PCO分别与主控模块的ATmega64-16AI单片机芯片的输入引脚PAO、ΡΒ0连接，其输入引脚PCl分别与主控模块的ATmega64-16AI单片机芯片的输出引脚PA1、PB1连接;所述无线上行通信模块和无线下行通信模块的ATmega32-16AI单片机芯片的引脚PC6、及主控模块的ATmega64-16AI单片机芯片的引脚ro2、PA2各自连接有发光二极管。通过电平检测和指示电路，各模块可判断相邻模块是否有数据接受，进而控制、协调系统数据转发工作，保证数据双向传输的速率。
【主权项】
1.一种无线双向传输中继装置，其特征在于，包括无线上行通信模块、无线下行通信模块和主控模块，所述无线上行通信模块和无线下行通信模块均内置MCU控制电路、无线射频电路、开关电路和为上述电路供电的电源电路，所述无线射频电路通过通用串行总线与MCU控制电路的信号收发端连接，所述开关电路与MCU控制电路的控制端连接，所述MCU控制电路通过通用串行总线与主控模块连接。2.根据权利要求1所述的一种无线双向传输中继装置，其特征在于，所述主控模块为由ATmega64-16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成。3.根据权利要求1所述的一种无线双向传输中继装置，其特征在于，所述上行通信模块和下行通信模块的MCU控制电路为由ATmega32-16AI单片机芯片及其外围振荡电路组成。4.根据权利要求1所述的一种无线双向传输中继装置，其特征在于，所述无线射频电路为由单片射频发射器CCl 100芯片及其外围电路组成，所述单片射频发射器CCl 100芯片通过SPI总线与MCU控制电路的信号收发端连接。5.根据权利要求1所述的一种无线双向传输中继装置，其特征在于，所述MCU控制电路与主控模块之间还设有电平检测电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线双向传输中继装置，包括无线上行通信模块、无线下行通信模块和主控模块，所述无线上行通信模块和无线下行通信模块均内置MCU控制电路、无线射频电路、开关电路和为上述电路供电的电源电路，所述无线射频电路通过通用串行总线与MCU控制电路的信号收发端连接，所述开关电路与MCU控制电路的控制端连接，所述MCU控制电路通过通用串行总线与主控模块连接。本实用新型相比现有技术具有以下优点：与传统的单天线中继数据传输相比，本实用新型的无线双向传输中继装置可以有效、便捷地排除同频干扰，并且有效提升系统数据双向传输的速率和中继的工作效率。
【IPC分类】H04B1/40, H04B7/15
【公开号】CN205195705
【申请号】CN201520888188
【发明人】徐磊, 王占文, 陈昊, 褚倩云, 方红雨, 李晓辉
【申请人】安徽大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月5日