蓝牙BLE定位节点模块

蓝牙ble定位节点模块
技术领域
1.本实用新型涉及蓝牙模块技术领域，具体涉及一种蓝牙ble定位节点模块。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，智慧停车场、智慧购物商城、智慧社区等概念已经成为智慧城市建设的“主力军”和“重点对象”。在这些概念中，室内导航定位技术扮演者重要角色。
3.目前，除了蓝牙室内定位技术以外，主流的室内定位技术还有wifi室内定位、超宽带uwb室内定位、rfid室内定位、红外室内定位以及超声波室内定位五中室内定位技术。这五种室内定位技术相比于蓝牙室内定位技术存在的问题尤为突出：首先，wifi室内定位技术定位精度不高，其定位精度只能达到2m左右；其次，超宽带uwb室内定位技术虽然定位精度可达亚米级，但其设备复杂、成本高昂，且相比蓝牙室内定位更难实现；最后，其余三种定位技术不但功耗大，信号穿透力、抗干扰能力极差，而且定位效果也不理想。此外，在现有的蓝牙定位模块中也存在两大突出问题。一方面，这些蓝牙定位模块只采用电池供电。虽然蓝牙较其它方式功耗极低，但是一次性为如此多的定位模块更换电池对于管理者来说是十分困难的工作。同时，大量的电池消耗不仅是对资源的严重浪费，更增加了使用者的投资成本。另一方面，这些蓝牙定位模块只能单纯的发射蓝牙信号，无法满足用户的一些合理的额外需求。同时后期维护起来，在需要查询某个模块状态等信息时，需要将所有模块挨个过滤，不切实际。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种配合蓝牙室内定位技术使用的蓝牙ble定位节点模块。该模块不但完美的解决了上述各种问题，而且成本低廉、容易实现，是室内定位应用的不二之选。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.本实用新型提出了一种蓝牙ble定位节点模块，包括bt05蓝牙模块，所述bt05蓝牙模块连接有单片机；还包括分别与所述bt05蓝牙模块、单片机相连的双电源供电系统，所述双电源供电系统包括24v直流电源、7.4v可充电锂电池，所述24v直流电源通过dc插头连接有电容滤波模块ⅰ及二极管保护模块ⅰ，所述二极管保护模块ⅰ分别连接有3.3v稳压芯片ⅰ、5v稳压芯片ⅰ、12v稳压芯片，其中，所述3.3v稳压芯片ⅰ与bt05蓝牙模块相连、所述的5v稳压芯片ⅰ与所述单片机相连；所述12v稳压芯片连接有锂电池充电模块，所述锂电池充电模块与所述7.4v可充电锂电池相连，所述7.4v可充电锂电池通过电容滤波模块ⅱ以及二极管保护模块ⅱ连接有3.3v稳压芯片ⅱ、5v稳压芯片ⅱ，所述3.3v稳压芯片ⅱ与bt05蓝牙模块相连、所述的5v稳压芯片ⅱ与所述单片机相连。
7.优选的，所述单片机连接有stc
‑
isp下载接口。
8.优选的，所述24v直流电源连接有电源指示灯ⅰ，所述7.4v可充电锂电池连接有电源指示灯ⅱ。
9.优选的，所述单片机连接有时钟。
10.优选的，所述3.3v稳压芯片ⅰ和3.3v稳压芯片ⅱ为ams1117
‑
3.3稳压芯片。
11.优选的，所述5v稳压芯片ⅰ为lm2596
‑
5稳压芯片。
12.优选的，12v稳压芯片为lm7812三端稳压器。
13.优选的，所述5v稳压芯片ⅱ为ams1117
‑
5稳压器。
14.优选的，锂电池充电模块为tp5100充电管理电源模块。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1.该蓝牙ble定位节点模块创新性的采用了双电源供电方式。首先，在24v直流电源供电正常情况下，通过dc插头将24v直流电源接入该蓝牙ble定位节点模块，24v直流电引入后，首先要对该直流电进行滤波和保护电路，将滤波之后的24v直流电分别接至一个3.3v稳压芯片ⅰ、一个5v稳压芯片ⅰ和一个12v稳压芯片；其中，5v稳压芯片ⅰ输出电压作为单片机的工作电压，3.3v稳压芯片ⅰ输出的电压作为bt05蓝牙模块的工作电压；12v稳压芯片输出电压则作为锂电池充电模块的输入电压。类似的，锂电池供电电路首先要经过滤波和保护电路，然后通过一个5v稳压芯片ⅱ、一个3.3v稳压芯片ⅱ输出系统所需的工作电压。此外，锂电池充电模块输入12v的电压会输出7.5v的电压为两节3.7v的锂电池充电，从而实现双电源供电，节约成本、减少浪费、经济环保。
17.2.通过设置单片机，在使用蓝牙ble定位节点模块之前，我们可以根据需要为单片机编程，从而使移动端获得某个bt05蓝牙模块的状态，方便后期维护，在需要查询某个bt05蓝牙模块状态等信息时，无需将多个bt05蓝牙模块挨个过滤，简单方便。
18.3.该定位节点模块除了具有传统蓝牙模块发射蓝牙信号等一切基本功能外，还创新性的集蓝牙低功耗、双电源供电和单片机控制于一体。因此，该模块更能适应庞大、复杂的定位环境，更容易满足用户的额外需求，更方便对定位模块进行后期维护。
附图说明
19.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：
20.图1是本实用新型系统运行框图。
21.图2是24v直流电源滤波和电路保护电路图。
22.图3是lm2596
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5稳压电路原理图。
23.图4是7.4v锂电池供电电路图。
24.附图标记说明:
25.1、24v直流电源；2、dc插头；3、电容滤波模块ⅰ；4、电源指示灯ⅰ；5、二极管保护模块ⅰ；6、3.3v稳压芯片ⅰ；7、5v稳压芯片ⅰ；8、12v稳压芯片；9、bt05蓝牙模块；10、单片机；11、移动端；12、时钟；13、stc
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isp下载接口；14、锂电池充电模块；15、7.4v可充电锂电池；16、电容滤波模块ⅱ；17、电源指示灯ⅱ；18、二极管保护模块ⅱ；19、5v稳压芯片ⅱ；20、3.3v稳压芯片ⅱ。
具体实施方式
26.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。
27.如图1
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4所示，本实施例提出了一种蓝牙ble定位节点模块，包括bt05蓝牙模块9，bt05蓝牙模块9连接有单片机10；还包括分别与bt05蓝牙模块9、单片机10相连的双电源供电系统，双电源供电系统包括24v直流电源1、7.4v可充电锂电池15，24v直流电源1通过dc插头2连接有电容滤波模块ⅰ3及二极管保护模块ⅰ5，二极管保护模块ⅰ5分别连接有3.3v稳压芯片ⅰ6、5v稳压芯片ⅰ7、12v稳压芯片8，其中，3.3v稳压芯片ⅰ6与bt05蓝牙模块9相连、5v稳压芯片ⅰ7与单片机10相连；12v稳压芯片8连接有锂电池充电模块14，锂电池充电模块14与7.4v可充电锂电池15相连，7.4v可充电锂电池15通过电容滤波模块ⅱ16以及二极管保护模块ⅱ18连接有3.3v稳压芯片ⅱ20、5v稳压芯片ⅱ19，3.3v稳压芯片ⅱ20与bt05蓝牙模块9相连、5v稳压芯片ⅱ19与单片机10相连。
28.单片机10采用stc15w202s，该单片机10主要用来响应命令、控制bt05蓝牙模块9与移动终端进行通信。
29.单片机10连接有stc
‑
isp下载接口13，stc
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isp下载接口13是为单片机10的程序烧录提供接口。
30.24v直流电源1连接有电源指示灯ⅰ4，7.4v可充电锂电池15连接有电源指示灯ⅱ17，用来直观的判断电源电路是否能正常工作。
31.单片机10连接有时钟12。
32.3.3v稳压芯片ⅰ6和3.3v稳压芯片ⅱ20为ams1117
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3.3稳压芯片。
33.由于系统需要5v的工作电压，因此电路中需要将24v电变换成5v电，5v稳压芯片ⅰ7为lm2596
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5稳压芯片。
34.12v稳压芯片8为lm7812三端稳压器。
35.5v稳压芯片ⅱ19为ams1117
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5稳压器。
36.锂电池充电模块14为tp5100充电管理电源模块，其作用是负责为两节3.7v的锂电池提供7.4v的充电电压，并提供保护。
37.24v直流供电电路：
38.负责引入24v直流电的是dc插座，本设计采用dip插件封装的dc插座。dc插座将24v直流电源1引入后，需要进行滤波和电路保护。本设计采用简单的电容滤波电路和二极管保护电路，电容滤波电路属于无源滤波，输入电压加在电容两端，当输入电压高于电容电压时电容充电，当输入电压低于电容电压时电容放电。对于负载电路来说，电容充放电的过程就是滤波的过程。
39.7.4v锂电池供电电路：
40.如图4所示，jp2和jp3是两节锂电池的电池盒，两节锂电池都是3.7v的，为串联连接，故总电源电压为7.4v。锂电池电源之后是电容滤波电路和二极管保护电路，类似于24v直流电供电电路，需要将输入的7.4v电压转换成5v的单片机10工作电压，故本设计采用ams1117
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5稳压器；同时还需要将输入的7.4v电压转换成3.3v的工作电压，为bt05蓝牙模块9供电，故本设计还采用ams1117
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3.3稳压芯片。
41.锂电池充电电路：
42.为了确保每次锂电池使用之后都能得到及时充电，从而为下一次24v直流电电源故障时应用锂电池做准备，就需要在24v直流电源1正常时由它为锂电池充电。首先利用lm7812三端稳压器将24v直流电稳压到12v为tp5100充电管理电源模块供电，然后tp5100充电管理电源模块会输出8.4v的电压为两节串联起来的3.7v锂电池充电(该锂电池满电电压为4.2v)。
43.该蓝牙ble定位节点模块采用stc15w202s型单片机10。通过为单片机10写入程序，可以实现通过stc15w202s单片机10控制蓝牙ble定位节点模块与具有蓝牙功能的移动终端进行通信，例如当移动终端发出获取某个蓝牙ble定位节点模块的mac地址的命令时，该蓝牙ble定位节点模块就会自动返回给移动终端其mac地址。
44.由此可以看出，本设计实现了一种蓝牙ble定位节点模块，以cc2541为核心，遵循蓝牙4.0核心规范，工作在2.4ghz频段，能发射蓝牙信号，其特征是:采用24v直流电源和7.4v可充电锂电池相互配合的双电源供电方式，模块集成了stc15w202s单片机可控制蓝牙ble定位节点模块与具有蓝牙功能的移动终端之间相互通信。一方面，当24v直流电源稳定工作时，由24v直流电源充当整个蓝牙ble定位节点模块的供电电源，此时若两节可充电锂电池电量不满，则24v直流电源同时为两节锂电池充电；当24v直流电源发生故障时，两节串联起来的锂电池共7.4v充当整个蓝牙ble定位节点模块的供电电源，直到24v直流电源恢复工作。另一方面，根据实际蓝牙定位时，用户的各种需求，可以通过stc15w202s单片机控制蓝牙ble定位节点模块与具有蓝牙功能的移动终端进行通信，例如当移动终端发出获取某个蓝牙ble定位节点模块的mac地址的命令时，该蓝牙ble定位节点模块就会自动返回给移动终端其mac地址。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。