CN110212973A - 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 - Google Patents
一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110212973A CN110212973A CN201910571567.7A CN201910571567A CN110212973A CN 110212973 A CN110212973 A CN 110212973A CN 201910571567 A CN201910571567 A CN 201910571567A CN 110212973 A CN110212973 A CN 110212973A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foot
- capacitor
- chip
- circuit
- attenuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002224 dissection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 100
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 19
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 15
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 15
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 14
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000002493 microarray Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种衰减器控制板及GNSS卫星信号转发系统，包括一壳体，壳体内设置有泰斗模块、放大器、功分器、衰减器和衰减器控制板；放大器的输入端连接天线，放大器的输出端连接功分器，功分器连接泰斗模块和衰减器，衰减器控制板连接衰减器；放大器采集外部的卫星信号并放大；功分器将放大后的卫星信号分成两路，一路传输给泰斗模块，另一路传输给衰减器；泰斗模块收到放大后的卫星信号时采集当前的时间信息和位置信息、并传输给衰减器控制板；衰减器控制板对时间信息和位置信息进行解析处理后显示，根据按键操作输出对应的衰减值以控制衰减器中放大后的卫星信号进行相应衰减。从而解决现有在室内不能接收卫星信号并衰减的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种衰减器控制板及GNSS卫星信号转发系统。
背景技术
随着世界通讯技术的不断发展，全球导航卫星系统(GNSS)已成为全世界通用的导航定位系统。该系统的应用与推广离不开终端产品的研发、生产。众所周知，在室内接收不到GNSS卫星信号，为了解决这个问题，目前主要采用两种方案：一是设备产生类似卫星下行信号的模拟器，二是通过转发实际卫星的下行信号到室内。
这两种方案相比，第一种须通过专用芯片或FPGA(Field ProgrammableGateArray)、DSP(Digital Signal Processing)通过算法及射频模组实现，周期长、费用高，且不能提供实时的卫星下行信号。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种衰减器控制板及GNSS卫星信号转发系统，以解决现有在室内不能接收卫星信号并衰减的问题。
本发明实施例提供一种衰减器控制板，连接衰减器和泰斗模块，其包括集成在一电路板上的电源电路、主控电路、串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；
所述电源电路连接主控电路、串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；所述主控电路连接串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；所述串口下载电路连接泰斗模块，所述输出电路连接衰减器；
所述电源电路对输入电压降压并输出第一电压和第二电压以供电；所述主控电路对泰斗模块传输的时间信息和位置信息进行解析处理后传输给显示设定电路，所述串口下载电路下载对应的程序至主控电路中升级系统；所述显示设定电路显示位置信息、当前的时间、当前衰减器的衰减数值；显示设定电路还根据按键操作输出对应的调节信号，主控电路根据调节信号调节衰减值的大小并输出对应的衰减值，主控电路将所述衰减值传输至存储器存储并通过输出电路输出控制衰减器对应衰减。
可选地，所述的衰减器控制板中，还包括与主控电路连接的下载电路，所述下载电路下载ARM芯片的程序并传输至主控电路中进行程序升级。
可选地，所述的衰减器控制板中，还包括与主控电路连接的网络电路，所述网络电路通过外接的网线或无线网络接收设置的衰减参数，主控电路根据衰减参数生成对应的衰减值并通过输出电路输出以控制衰减器对应衰减。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述电源电路包括第一接口、磁珠、开关电压调节芯片、稳压芯片、第一二极管、第二二极管、第一电感、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；
所述第一接口的第1脚连接24V电源端、磁珠的一端和第一二极管的负极；第一接口的第2脚接地，开关电压调节芯片的Vin脚连接磁珠的另一端和第一电容的正极，第一二极管的正极连接第一电容的负极和地，开关电压调节芯片的TAB脚连接GND脚和地；开关电压调节芯片的Feedback脚连接第一电感的一端、第二电容的正极和供电端；开关电压调节芯片的Output脚连接第二二极管的负极和第一电感的另一端；开关电压调节芯片的On/Off脚连接第二二极管的正极、第二电容的负极和地；稳压芯片的IN脚连接供电端、5V电源端和第三电容的正极；稳压芯片的GND脚连接第三电容的负极和地，稳压芯片的OUT脚连接第四电容的正极和3.3V电源端，第四电容的负极接地。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述串口下载电路包括USB转串口芯片、第二接口、第三接口、USB接口、第一晶振、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三二极管、第五电容、第六电容和第七电容；
所述USB转串口芯片的TXD脚、RXD脚连接主控电路，USB转串口芯片的V3脚通过第五电容接地；USB转串口芯片的D+脚、D-脚分别与USB接口的D+脚、D-脚一对一连接；USB转串口芯片的XI脚连接第一晶振的一端和第六电容的一端，USB转串口芯片的XO脚连接第一晶振的另一端和第七电容的一端，第六电容的另一端连接第七电容的另一端和地，USB转串口芯片的VCC脚连接供电端，USB转串口芯片的RTS#脚连接第一三极管的发射极和第二电阻的一端，USB转串口芯片的DTR#脚连接第一三极管的基极；第一三极管的集电极连接第三二极管的负极、还通过第一电阻连接3.3V电源端；第三二极管的正极连接主控电路，第二三极管的发射极连接3.3V电源端，第二三极管的基极连接第二电阻的另一端，第二三极管的集电极通过第三电阻连接主控电路，USB接口的VCC脚连接供电端；第二接口的第1脚、第3脚均连接主控电路；第三接口J3的第1脚、第3脚均连接主控电路。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述网络电路包括PHY芯片、RMII接口、第二晶振、第二电感、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；
所述PHY芯片的MDIO脚通过第四电阻连接主控电路，PHY芯片的MDC脚、PHY芯片的TXD0脚、TXD1脚、TXEN脚、RXD0/MODE0脚、RXD1/MODE1脚、CSR_DV/MODE2脚、nINT/REFCLKO脚均连接主控电路；PHY芯片的nRST脚通过第五电阻接地，PHY芯片的RBIAS脚通过第六电阻接地，PHY芯片的TXP脚连接3.3VE端和RMII接口的TD+脚，PHY芯片的TXN脚连接3.3VE端和RMII接口的TD-脚，PHY芯片的RXP脚连接3.3VE端和RMII接口的RD+脚，PHY芯片的RXN脚连接3.3VE端和RMII接口的RD-脚，PHY芯片的LED1/REGOFF脚连接RMII接口的LED(Y)_A脚和地，PHY芯片的LED2/nINTSEL脚连接RMII接口的LED(G)_A脚和地，PHY芯片的VDD1A脚连接VDD2A脚和3.3VE端，PHY芯片的VDDIO脚连接3-3V端，PHY芯片的VDDCR脚通过第十电容接地；PHY芯片的XTAL1/CLKIN脚连接第七电阻的一端、第二晶振的一端和第九电容的一端；PHY芯片的XTAL2脚连接第七电阻的另一端、第二晶振的另一端和第八电容的一端；第八电容的另一端连接第九电容的另一端和地，RMII接口的TCT脚和RCT脚均连接3.3VE端，RMII接口的LED(Y)_K脚通过第八电阻接地，RMII接口的LED(G)_K脚通过第九电阻接地，RMII接口的SHILED脚和CHS GND脚均接地，第二电感的一端连接3-3V端和第十一电容的一端，第二电感的另一端连接3.3VE端和第十二电容的一端，第十一电容的另一端连接第十二电容的另一端和地。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述显示设定电路包括液晶屏和旋钮按键，所述液晶屏位于壳体一侧的透明窗口处并与主控电路电连接，旋钮按键设置在壳体上并与主控电路电连接；
所述旋钮按键根据按键操作状态生成对应的切换指令和调节指令，主控电路根据切换指令控制所述液晶屏显示对应的界面，根据调节指令控制所述液晶屏显示对应的数值和信息。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述PHY芯片的TXP脚、TXN脚、RXP脚、RXN脚还可分别通过一电阻连接3.3VE端。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述PHY芯片的VDD1A脚、VDD2A脚、VDDIO脚还分别通过一电容接地。
可选地，所述的衰减器控制板中，所述RMII接口RJ的TD+脚、TD-脚、RD+脚、RD-脚还分别通过一电容接地。
本发明实施例第二方面提供了一种GNSS卫星信号转发系统，包括一壳体，所述壳体内设置有泰斗模块、放大器、功分器、衰减器和所述的衰减器控制板；
所述放大器的输入端连接GNSS接收天线，放大器的输出端连接功分器，功分器连接泰斗模块和衰减器，衰减器控制板连接衰减器；
所述放大器采集外部的卫星信号并放大；功分器将放大后的卫星信号分成两路，一路传输给泰斗模块，另一路传输给衰减器；所述衰减器控制板控制衰减器的衰减值，所述泰斗模块收到放大后的卫星信号时采集当前的时间信息和位置信息、并传输给衰减器控制板；所述衰减器控制板对时间信息和位置信息进行解析处理后显示，根据按键操作输出对应的衰减值以控制衰减器中放大后的卫星信号进行相应衰减。
可选地，所述的GNSS卫星信号转发系统中，所述泰斗模块包括基带芯片、读取模块和NMEA串口；所述读取模块连接基带芯片和NMEA串口，NMEA串口与衰减器控制板通讯连接；
所述读取模块收到放大后的卫星信号时当前的时间信息和位置信息，并通过NMEA串口发送至衰减器控制板中进行显示。
本发明实施例提供的技术方案中，GNSS卫星信号转发系统包括一壳体，所述壳体内设置有泰斗模块、放大器、功分器、衰减器和所述的衰减器控制板；所述放大器的输入端连接天线，放大器的输出端连接功分器，功分器连接泰斗模块和衰减器，衰减器控制板连接衰减器；所述放大器采集外部的卫星信号并放大；功分器将放大后的卫星信号分成两路，一路传输给泰斗模块，另一路传输给衰减器；所述泰斗模块收到放大后的卫星信号时采集当前的时间信息和位置信息、并传输给衰减器控制板；所述衰减器控制板对时间信息和位置信息进行解析处理后显示，根据按键操作输出对应的衰减值以控制衰减器中放大后的卫星信号进行相应衰减。从而解决现有在室内不能接收卫星信号的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中GNSS卫星信号转发系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中衰减器控制板上电源电路的电路图。
图3为本发明实施例中衰减器控制板上串口下载电路的电路图。
图4为本发明实施例中衰减器控制板上网络电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的GNSS卫星信号转发系统包括一壳体，所述壳体内设置有泰斗模块10、31.5dB单通道的衰减器控制板20以及放大器30、功分器40和衰减器50；所述放大器30的输入端连接GNSS接收天线，放大器30的输出端连接功分器40，功分器40连接泰斗模块10和衰减器50，衰减器控制板20连接衰减器50。所述放大器30采集外部的卫星信号(即GNSS卫星信号)并放大；功分器40将放大后的卫星信号分成两路，一路传输给泰斗模块10，另一路传输给衰减器50；所述泰斗模块10收到放大后的卫星信号时采集当前的时间信息和位置信息、并传输给衰减器控制板；衰减器控制板20对对时间信息和位置信息进行解析处理后显示，根据按键操作输出对应的衰减值以控制衰减器中放大后的卫星信号进行相应衰减。GNSS卫星信号转发系统可以将衰减器50的信号进行衰减输出，其衰减范围为0～31.5dB，每次最小的衰减值为0.5dB，可以为用户提供较精确的衰减，更好的模拟出实际的效果。
本实施例中，所述泰斗模块10采用的是型号为TD3020C的模块，TD3020C是一款基于型号为TD1010的基带芯片的BDS B1/GPS L1双模导航模块，其内部集成双模基带芯片和双模射频芯片，可同时接入BDS B1信号和GPS L1信号。泰斗模块采用3.3V电压供电，并支持对有源天线供电，支持软件版本升级。所述泰斗模块10支持三种工作模式，即单BDS B1工作模式、单GPS L1工作模式和BDS B1/GPS L1双模工作模式，可通过命令在这三种工作模式之间相互切换。所述泰斗模块10自带有2路串口，如图1所示；即NMEA串口，用于输出NMEA数据、输入指令控制和软件升级(传输升级程序)，其默认波特率为9600bps；备用串口，用于输出自定义格式的数据和软件升级，其默认波特率为115200bps。本实施例利用泰斗模块10的BDS B1/GPS L1双模工作模式和NMEA串口方式(波特率9600bps)进行控制和信息传输。衰减器控制板20上设置一串口(如下所示的第三接口J3)与泰斗模块10进行串口通讯，当读取模块收到功分器传输的放大后的卫星信号时，从基带芯片中读取当前的时间信息、BDS定位信息和GPS定位信息，并通过NMEA串口发送至衰减器控制板中进行当前时间和位置信息的显示。
本实施例中，衰减器控制板20通过外设的旋钮或网络来调节衰减器50的衰减值。所述衰减器控制板采用网络技术实现用户对系统设备的远程监控。衰减器控制板的主控制器采用意法半导体生产的型号为STM32F107VCT6的芯片，该芯片是具有100个引脚的ARM芯片，具有5路串行口，自带以太网MAC层，由ARM芯片通过网络或外设的旋钮即可实现对衰减器的控制。用户只需添加PHY芯片即可实现网络通讯，方便用户的电路设计。
所述衰减器控制板包括集成在一电路板上的电源电路21、主控电路22、串口下载电路24、存储器26、显示设定电路27和输出电路28；所述电源电路21连接主控电路22、串口下载电路24、存储器26、显示设定电路27和输出电路28；所述主控电路22连接下载电路23、串口下载电路24、存储器26、显示设定电路27和输出电路28；所述串口下载电路24连接泰斗模块10，所述输出电路28连接衰减器50。
所述电源电路21对输入电压(本实施例为24V电压)降压并输出第一电压(5V电压)和第二电压(3.3V电压)来供电；主控电路22对泰斗模块传输的时间信息和位置信息进行解析处理后传输给显示设定电路27，串口下载电路24通过其内部的串口下载对应的程序至主控电路22中升级系统，存储器26用于保存当前衰减器的衰减值；显示设定电路27用于显示BDS定位信息、GPS定位信息、当前的时间、当前衰减器的衰减数值，还能根据按键操作输出对应的调节信号，主控电路根据调节信号调节衰减值的大小并输出对应的衰减值，主控电路将所述衰减值传输至存储器存储并通过输出电路28输出控制衰减器对应衰减。
进一步实施例中，所述衰减器控制板还包括与主控电路22连接的下载电路23，所述下载电路通过其内部的SWD接口下载ARM芯片的程序并传输至主控电路22中进行程序升级。
进一步实施例中，所述衰减器控制板还包括与主控电路22连接的网络电路25，所述网络电路25通过外接的网线或无线网络接收用户设置的衰减参数，主控电路根据衰减参数生成对应的衰减值并通过输出电路输出以控制衰减器对应衰减。
请一并参阅图2，所述电源电路21包括第一接口J1、磁珠F1、开关电压调节芯片U1、稳压芯片U2、第一二极管D1(优选为TVS管)、第二二极管D2(优选为贴片肖特基二极管)、第一电感L1、第一电容C1(优选容值为470μF)、第二电容C2(优选容值为470μF)、第三电容C3(优选容值为220μF)和第四电容C4(优选容值为220μF)；所述第一接口J1的第1脚连接24V电源端、磁珠F1的一端和第一二极管D1的负极；第一接口J1的第2脚接地，开关电压调节芯片U1的Vin脚连接磁珠F1的另一端和第一电容C1的正极，第一二极管D1的正极连接第一电容C1的负极和地，开关电压调节芯片U1的TAB脚连接GND脚和地；开关电压调节芯片U1的Feedback脚连接第一电感L1的一端、第二电容C2的正极和供电端VBTN；开关电压调节芯片U1的Output脚连接第二二极管D2的负极和第一电感L1的另一端；开关电压调节芯片U1的On/Off脚连接第二二极管D2的正极、第二电容C2的负极和地；稳压芯片U2的IN脚连接供电端VBTN、5V电源端和第三电容C3的正极；稳压芯片U2的GND脚连接第三电容C3的负极和地，稳压芯片U2的OUT脚连接第四电容C4的正极和3.3V电源端，第四电容C4的负极接地。
本实施例采用型号为LM2596的开关电压调节芯片U1来实现第一接口J1传输的5～24V电压输入，LM2596具有宽电压，纹波小，电源转化率高等特点。GNSS卫星信号转发系统的输入电压为12V，输出电压为5V，再采用型号为ASM117-3.3的正向低压降稳压芯片(即稳压芯片U2)将5V电压(来自供电端VBTN)转换成3.3V电压。其中5V电压为串口电路电压使用，3.3V电压为GNSS卫星信号转发系统使用。第一电容C1至第四电容C4分别对所连引脚上的电压进行滤波。
所述主控电路22包括主控制器(型号为STM32F107VCT6的芯片)及其外围电路(如第一晶振电路，复位电路等)，此处第一晶振采用25MHZ的无源第一晶振。下载电路23采用SWD模式下载，即由JTMS和JTCK两根信号线、电源线、地线构成，完成ARM芯片的程序下载。主控电路22和下载电路23为现有技术，此处不做详述。
请一并参阅图3，所述串口下载电路24包括USB转串口芯片U3、第二接口J2、第三接口J3、USB接口J4、第一晶振Y1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三二极管D3、第五电容C5、第六电容C6和第七电容C7；所述USB转串口芯片U3的TXD脚、RXD脚对应连接主控制器的RXD1脚、TXD1脚；USB转串口芯片U3的V3脚通过第五电容C5接地；USB转串口芯片U3的D+脚、D-脚分别与USB接口J4的D+脚、D-脚一对一连接；USB转串口芯片U3的XI脚连接第一晶振Y1的一端和第六电容C6的一端，USB转串口芯片U3的XO脚连接第一晶振Y1的另一端和第七电容C7的一端，第六电容C6的另一端连接第七电容C7的另一端和地，USB转串口芯片U3的VCC脚连接供电端VBTN，USB转串口芯片U3的RTS#脚连接第一三极管Q1的发射极和第二电阻R2的一端，USB转串口芯片U3的DTR#脚连接第一三极管Q1的基极；第一三极管Q1的集电极连接第三二极管D3的负极、还通过第一电阻R1连接3.3V电源端；第三二极管D3的正极连接主控制器的RESET脚，第二三极管Q2的发射极连接3.3V电源端，第二三极管Q2的基极连接第二电阻R2的另一端，第二三极管Q2的集电极通过第三电阻R3连接主控制器的BOOT0脚，USB接口J4的VCC脚连接供电端VBTN；第二接口J2的第1脚、第3脚分别与主控制器的RXD2脚、TXD2脚一对一连接；第三接口J3的第1脚、第3脚分别与主控制器的RXD3脚、TXD3脚一对一连接。
本实施例中，所述USB转串口芯片U3的型号为CH340G，CH340G是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口或者USB转打印口的功能。CH340G支持5V电压或者3.3V电压。当使用5V工作电压时，USB转串口芯片U3的VCC脚输入供电端VBTN的5V电压，并且V3脚应该外接容值为4700pF或者0.01uF的电源退耦电容(即第五电容C5)。当使用3.3V工作电压时，USB转串口芯片U3的V3脚通过芯片内部控制与VCC脚连接，同时输入3.3V电压，并且与USB转串口芯片U3连接的其它电路的工作电压不能超过3.3V。
本实施例采用5V电压为USB转串口芯片U3供电，由开关电压调节芯片U1的供电端VBTN提供。USB接口J4为下载口，将USB信号传输至USB转串口芯片U3中，转换成对应的串口信号(TXD1、RXD1)输出。
所述串口下载电路24除了具有串口功能，还可以实现对系统软件的下载和升级。STM32F107芯片除了可以使用SWD模式下载程序还可以使用串口下载，因此本电路利用其功能实现系统一键下载。其中第三接口J3为串口3通道，该通道的接收端与泰斗模块10的输出端相连接，实时读取当前泰斗模块的信息，如北斗、GPS、经纬度等关键信息。第二接口J2为备用串口通道。
请一并参阅图4，所述网络电路25包括PHY芯片U4、RMII接口RJ、第二晶振Y2、第二电感L2、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9；所述PHY芯片U4的MDIO脚通过第四电阻R4连接主控制器的EHT_MDIO脚，PHY芯片U4的MDC脚连接主控制器的EHT_MDC脚；PHY芯片U4的TXD0脚、TXD1脚、TXEN脚、RXD0/MODE0脚、RXD1/MODE1脚、CSR_DV/MODE2脚、nINT/REFCLKO脚分别与主控制器的RMII_TXD0脚、RMII_TXD1脚、RMII_TXEN脚、RMII_RXD0脚、RMII_RXD1脚、RMII_CSR脚、RMII_CLK脚一对一连接；PHY芯片U4的nRST脚通过第五电阻R5接地，PHY芯片U4的RBIAS脚通过第六电阻R6接地，PHY芯片U4的TXP脚连接3.3VE端和RMII接口RJ的TD+脚，PHY芯片U4的TXN脚连接3.3VE端和RMII接口RJ的TD-脚，PHY芯片U4的RXP脚连接3.3VE端和RMII接口RJ的RD+脚，PHY芯片U4的RXN脚连接3.3VE端和RMII接口RJ的RD-脚，PHY芯片U4的LED1/REGOFF脚连接RMII接口RJ的LED(Y)_A脚和地，PHY芯片U4的LED2/nINTSEL脚连接RMII接口RJ的LED(G)_A脚和地，PHY芯片U4的VDD1A脚连接VDD2A脚和3.3VE端，PHY芯片U4的VDDIO脚连接3-3V端，PHY芯片U4的VDDCR脚通过第十电容C10接地；PHY芯片U4的XTAL1/CLKIN脚连接第七电阻R7的一端、第二晶振Y2的一端和第九电容C9的一端；PHY芯片U4的XTAL2脚连接第七电阻R7的另一端、第二晶振Y2的另一端和第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第九电容C9的另一端和地，RMII接口RJ的TCT脚和RCT脚均连接3.3VE端，RMII接口RJ的LED(Y)_K脚通过第八电阻R8接地，RMII接口RJ的LED(G)_K脚通过第九电阻R9接地，RMII接口RJ的SHILED脚和CHS GND脚均接地，第二电感L2的一端连接3-3V端和第十一电容C11的一端，第二电感L2的另一端连接3.3VE端和第十二电容C12的一端，第十一电容C11的另一端连接第十二电容C12的另一端和地。
优选地，所述PHY芯片U4的TXP脚、TXN脚、RXP脚、RXN脚还可分别通过一电阻连接3.3VE端，以在无信号(TPTX±、TPRX±)传输时将这四个脚上拉为高电平，确保PHY芯片U4(型号为LAN8720)性能稳定。PHY芯片U4的VDD1A脚、VDD2A脚、VDDIO脚还分别通过一电容接地，对3.3VE端和3-3V端的电源进行滤波，使供电更加稳定。所述RMII接口RJ的TD+脚、TD-脚、RD+脚、RD-脚还分别通过一电容接地，以对信号(TPTX±、TPRX±)进行滤波使其波形稳定。
其中，EHT_MDIO表示数据输入信号，EHT_MDC为周期性时钟信号，RMII_TXEN为发送使能信号。RMII_TXD0和RMII_TXD1表示数据发送信号，4个一组数据信号。RMII_RXD0和RMII_RXD1表示数据接收信号，4个一组数据信号。RMII_CSR为载波监听信号，RMII_CLK为连续时钟信号，EHT_RESET为以太网复位信号，LINK_LED为网络连接指示灯，SPEED_LED为网络发送指示灯。TPTX±为PHY芯片U4和RMII接口RJ发送端连接信号，TPRX±为PHY芯片U4和RMII接口RJ接收端连接信号。
本系统的网络部分采用型号为LAN8720A的芯片作为系统的PHY芯片。LAN8720A是低功耗的10/100M以太网PHY层芯片，I/O引脚电压符合IEEE802.3-2005标准，支持通过RMII接口与以太网MAC层通信，内置10-BASE-T/100BASE-TX全双工传输模块，支持10Mbps和100Mbps。LAN8720A可以通过自协商的方式与目的主机最佳的连接方式(速度和双工模式)，支持HPAuto-MDIX自动翻转功能，无需更换网线即可将连接更改为直连或交叉连接。
ARM芯片(即主控电路22中的主控制器)通过其内部的以太网总线和LAN8720连接，采用RMII接口进行通讯。本实施例采用UDP模式(用户数据报协议)进行点对点通讯，可以实现用户对设备的远程监控。本实施例利用LWIP网络协议栈实现用户通过网络助手对设备的衰减值进行控制，用户在网络助手上输入当前要的衰减值，设备接收到信息后执行其操作。
所述存储器26为AT24C02芯片，其大小为256字节，数据可保存100年左右，因此足够系统的需求。用户可以将所需要的衰减值通过网络指令或外部旋钮按键直接输入并保存在其内部，每次重新开机后仍然是当前设定值。该芯片同时可以保存设备的IP地址，由于用户所需的设备不止一台，因此每台的设备的IP地址都是不同的，用户可以通过网络助手进行当前设备的IP地址更改，并可将更改后的IP地址进行保存。
所述显示设定电路27包括液晶屏和旋钮按键，所述液晶屏位于壳体一侧的透明窗口处并与主控电路电连接，旋钮按键设置在壳体上并与主控电路电连接(如壳体一侧开孔使旋钮按键的按压部分露出，旋钮按键的引脚与X电连接)。
其中，所述液晶屏采用LCD16032液晶屏作为人机交互界面，该界面上主要显示两部分功能，一是开机初始化完成后获取当前的地理位置和北京时间来显示获取到的主要的GNSS信息，如GPS、BD(北斗)信号，CN值，当前位置的经纬度(整数部分)，获取当前的年月日和北京时间(如2018-11-2611:45:53)；地理位置中的北斗定位界面(如显示BD:44dB N：22E：113)与GPS定位界面(如显示GPS:46dB N：22E：113)是交替出现的。二是显示当前衰减器的衰减数值(如显示：当前衰减值：10dB)。二者通过设备上的旋钮按键进行切换，当系统初始化完成后，显示的界面为GNSS信息界面，其中GPS和BD信号是交替显示的。当用户按下旋钮按键时生成切换指令，主控电路根据切换指令将系统切换成衰减器界面，液晶屏上当前显示的是衰减数值界面，用户通过转动旋钮按键调节衰减值大小，主控电路根据旋钮操作生成对应的衰减值。系统的衰减值的步距为0.5dB，当用户调整好衰减器的输出值后，再次按下旋钮按键；主控电路检测旋钮按键被再次触发时在液晶屏上显示调整好后的衰减值，并将调整好后的衰减值保存在AT24C02芯片中，完成操作后，系统界面恢复到之前的GNSS信息界面。
衰减值的调节还可以通过网络助手发送指令来进行调节，具体过程为：
首先打开电脑端的网络调试助手，选择UDP通讯模式，连接好当前的主机IP和目标IP，初始化电脑主机将本地IP调整为192.168.1.252，点击连接后，调整目标主机地址为192.168.1.250。将设备的网口和主机网口连接后，用户即可自行对设备的衰减器进行控制，输入当前要衰减的数值，点击发送后由网络电路29接收，通过输出电路输出至衰减器即可实现相应控制。
衰减器的衰减值范围是0～31.5dB，其中衰减步距为0.5dB值，网络助手可以发送0～63个字符代表0～31.5dB。当用户需要将设备的衰减值调整为20dB时，只需要在网络助手上输入40，点击发送后，液晶屏会从之前泰斗模块定位界面转换成衰减值界面，延时2s后自动返回泰斗模块定位界面。设置好的衰减值会自动保存在存储器中，每次开机后，衰减值自动显示为最后一次设置的衰减值。
设备(GNSS转发系统)的IP地址和本地(用户使用的电脑)IP都可以自行调整，设备IP地址调节：发送字符130，设备IP++；发送字符131，设备IP--；发送字符132，设备IP保存。本地IP地址调节：发送字符133，本地IP++；发送字符134，本地IP--；发送字符135，本地IP保存。修改设备IP后，网络助手的目标IP需调整为修改后的IP，同理当本地IP修改后也是如此。本地IP不建议用户经常修改。当用户需要使用交换机进行设备监控时，修改当前的设备IP地址即可。
本实施例中，所述输出电路28采用型号为74HC14D的六位反向施密特触发器进行数据输出(0-31.5dB)，其输出数据保持稳定。输出电路28连接衰减器进行衰减控制。
综上所述，本发明提供的衰减器控制板及GNSS卫星信号转发系统，能通过室外的GNSS接收天线锁定天空卫星信号，将卫星信号从室外引到室内，或引到其他收不到卫星信号的地方，能使GNSS卫星接收终端收到可调整的卫星信号，在室内即可完成应在室外完成的各项工作；其体积小、功耗低、易于操作、功能强大，适用于有带GNSS功能的终端生产测试车间、大型基站实验室、地下停车场、隧道、高铁公交车站等需要对GNSS信号进行定位、授时测试或使用的场景，GNSS/SINS组和导航系统测试。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种衰减器控制板，连接衰减器和泰斗模块，其特征在于，包括集成在一电路板上的电源电路、主控电路、串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；
所述电源电路连接主控电路、串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；所述主控电路连接串口下载电路、存储器、显示设定电路和输出电路；所述串口下载电路连接泰斗模块，所述输出电路连接衰减器；
所述电源电路对输入电压降压并输出第一电压和第二电压以供电；所述主控电路对泰斗模块传输的时间信息和位置信息进行解析处理后传输给显示设定电路，所述串口下载电路下载对应的程序至主控电路中升级系统；所述显示设定电路显示位置信息、当前的时间、当前衰减器的衰减数值；显示设定电路还根据按键操作输出对应的调节信号，主控电路根据调节信号调节衰减值的大小并输出对应的衰减值，主控电路将所述衰减值传输至存储器存储并通过输出电路输出控制衰减器对应衰减。
2.根据权利要求1所述的衰减器控制板，其特征在于，还包括与主控电路连接的下载电路，所述下载电路下载ARM芯片的程序并传输至主控电路中进行程序升级。
3.根据权利要求1所述的衰减器控制板，其特征在于，还包括与主控电路连接的网络电路，所述网络电路通过外接的网线或无线网络接收设置的衰减参数，主控电路根据衰减参数生成对应的衰减值并通过输出电路输出以控制衰减器对应衰减。
4.根据权利要求3所述的衰减器控制板，其特征在于，所述电源电路包括第一接口、磁珠、开关电压调节芯片、稳压芯片、第一二极管、第二二极管、第一电感、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；
所述第一接口的第1脚连接24V电源端、磁珠的一端和第一二极管的负极；第一接口的第2脚接地，开关电压调节芯片的Vin脚连接磁珠的另一端和第一电容的正极，第一二极管的正极连接第一电容的负极和地，开关电压调节芯片的TAB脚连接GND脚和地；开关电压调节芯片的Feedback脚连接第一电感的一端、第二电容的正极和供电端；开关电压调节芯片的Output脚连接第二二极管的负极和第一电感的另一端；开关电压调节芯片的On/Off脚连接第二二极管的正极、第二电容的负极和地；稳压芯片的IN脚连接供电端、5V电源端和第三电容的正极；稳压芯片的GND脚连接第三电容的负极和地，稳压芯片的OUT脚连接第四电容的正极和3.3V电源端，第四电容的负极接地。
5.根据权利要求4所述的衰减器控制板，其特征在于，所述串口下载电路包括USB转串口芯片、第二接口、第三接口、USB接口、第一晶振、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三二极管、第五电容、第六电容和第七电容；
所述USB转串口芯片的TXD脚、RXD脚连接主控电路，USB转串口芯片的V3脚通过第五电容接地；USB转串口芯片的D+脚、D-脚分别与USB接口的D+脚、D-脚一对一连接；USB转串口芯片的XI脚连接第一晶振的一端和第六电容的一端，USB转串口芯片的XO脚连接第一晶振的另一端和第七电容的一端，第六电容的另一端连接第七电容的另一端和地，USB转串口芯片的VCC脚连接供电端，USB转串口芯片的RTS#脚连接第一三极管的发射极和第二电阻的一端，USB转串口芯片的DTR#脚连接第一三极管的基极；第一三极管的集电极连接第三二极管的负极、还通过第一电阻连接3.3V电源端；第三二极管的正极连接主控电路，第二三极管的发射极连接3.3V电源端，第二三极管的基极连接第二电阻的另一端，第二三极管的集电极通过第三电阻连接主控电路，USB接口的VCC脚连接供电端；第二接口的第1脚、第3脚均连接主控电路；第三接口J3的第1脚、第3脚均连接主控电路。
6.根据权利要求5所述的衰减器控制板，其特征在于，所述网络电路包括PHY芯片、RMII接口、第二晶振、第二电感、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻；
所述PHY芯片的MDIO脚通过第四电阻连接主控电路，PHY芯片的MDC脚、TXD0脚、TXD1脚、TXEN脚、RXD0/MODE0脚、RXD1/MODE1脚、CSR_DV/MODE2脚、nINT/REFCLKO脚均连接主控电路；PHY芯片的nRST脚通过第五电阻接地，PHY芯片的RBIAS脚通过第六电阻接地，PHY芯片的TXP脚连接3.3VE端和RMII接口的TD+脚，PHY芯片的TXN脚连接3.3VE端和RMII接口的TD-脚，PHY芯片的RXP脚连接3.3VE端和RMII接口的RD+脚，PHY芯片的RXN脚连接3.3VE端和RMII接口的RD-脚，PHY芯片的LED1/REGOFF脚连接RMII接口的LED(Y)_A脚和地，PHY芯片的LED2/nINTSEL脚连接RMII接口的LED(G)_A脚和地，PHY芯片的VDD1A脚连接VDD2A脚和3.3VE端，PHY芯片的VDDIO脚连接3-3V端，PHY芯片的VDDCR脚通过第十电容接地；PHY芯片的XTAL1/CLKIN脚连接第七电阻的一端、第二晶振的一端和第九电容的一端；PHY芯片的XTAL2脚连接第七电阻的另一端、第二晶振的另一端和第八电容的一端；第八电容的另一端连接第九电容的另一端和地，RMII接口的TCT脚和RCT脚均连接3.3VE端，RMII接口的LED(Y)_K脚通过第八电阻接地，RMII接口的LED(G)_K脚通过第九电阻接地，RMII接口的SHILED脚和CHS GND脚均接地，第二电感的一端连接3-3V端和第十一电容的一端，第二电感的另一端连接3.3VE端和第十二电容的一端，第十一电容的另一端连接第十二电容的另一端和地。
7.根据权利要求1所述的衰减器控制板，其特征在于，所述显示设定电路包括液晶屏和旋钮按键，所述液晶屏位于壳体一侧的透明窗口处并与主控电路电连接，旋钮按键设置在壳体上并与主控电路电连接；
所述旋钮按键根据按键操作状态生成对应的切换指令和调节指令，主控电路根据切换指令控制所述液晶屏显示对应的界面，根据调节指令控制所述液晶屏显示对应的数值和信息。
8.根据权利要求6所述的衰减器控制板，其特征在于，所述PHY芯片的TXP脚、TXN脚、RXP脚、RXN脚还可分别通过一电阻连接3.3VE端。
9.一种GNSS卫星信号转发系统，其特征在于，包括一壳体，所述壳体内设置有泰斗模块、放大器、功分器、衰减器和如权利要求1-8任一项所述的衰减器控制板；
所述放大器的输入端连接GNSS接收天线，放大器的输出端连接功分器，功分器连接泰斗模块和衰减器，衰减器控制板连接衰减器；
所述放大器采集外部的卫星信号并放大；功分器将放大后的卫星信号分成两路，一路传输给泰斗模块，另一路传输给衰减器；所述泰斗模块收到放大后的卫星信号时采集当前的时间信息和位置信息、并传输给衰减器控制板；所述衰减器控制板对时间信息和位置信息进行解析处理后显示，根据按键操作输出对应的衰减值以控制衰减器中放大后的卫星信号进行相应衰减。
10.根据权利要求9所述的GNSS卫星信号转发系统，其特征在于，所述泰斗模块包括基带芯片、读取模块和NMEA串口；所述读取模块连接基带芯片和NMEA串口，NMEA串口与衰减器控制板通讯连接；
所述读取模块收到放大后的卫星信号时，从基带芯片中读取当前的时间信息和位置信息，并通过NMEA串口发送至衰减器控制板中进行显示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910571567.7A CN110212973A (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910571567.7A CN110212973A (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110212973A true CN110212973A (zh) | 2019-09-06 |
Family
ID=67795195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910571567.7A Pending CN110212973A (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110212973A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050221765A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-06 | Ying Shen | System and method for calibrating modules of a wide-range transceiver |
| CN104955081A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-30 | 中国电力科学研究院 | 一种用于微功率无线通信测试的可编程式衰减系统及方法 |
| CN107257245A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-17 | 海能达通信股份有限公司 | 抗干扰收发单元、收发装置及抗干扰衰减处理方法 |
-
2019
- 2019-06-28 CN CN201910571567.7A patent/CN110212973A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050221765A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-06 | Ying Shen | System and method for calibrating modules of a wide-range transceiver |
| CN104955081A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-30 | 中国电力科学研究院 | 一种用于微功率无线通信测试的可编程式衰减系统及方法 |
| CN107257245A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-17 | 海能达通信股份有限公司 | 抗干扰收发单元、收发装置及抗干扰衰减处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102663979B (zh) | 一种电子标签显示终端控制系统和方法 | |
| CN108011814A (zh) | 一种基于窄带物联网的多协议智能网关及其实现方法 | |
| CN201673377U (zh) | 基于gps/北斗双模授时的无线校时系统 | |
| CN108377590A (zh) | 一种区域化智能无线灯控系统 | |
| CN209402537U (zh) | 物联网多功能网关 | |
| CN203930486U (zh) | 多用途物联网智能中央控制器 | |
| CN207339913U (zh) | 一种物联网网关和利用该物联网网关的系统 | |
| CN110212973A (zh) | 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 | |
| CN211981910U (zh) | 基于riscv架构的物联网控制模组及物联网系统 | |
| CN207995122U (zh) | 一种基于窄带物联网的多协议智能网关 | |
| CN108064671A (zh) | 一种山地柑橘园灌溉系统及方法 | |
| CN210201835U (zh) | 一种衰减器控制板及gnss卫星信号转发系统 | |
| CN112650338B (zh) | 一种基于物联网节能环保林业育苗检测系统和方法 | |
| CN107907155A (zh) | 一种养殖物联网传感变送器 | |
| CN107391032A (zh) | 基于k64‑mcu的led幕墙控制器 | |
| CN209402509U (zh) | 一种外置式数传电台 | |
| CN201726410U (zh) | 一种提花机花纹数据传输系统 | |
| CN206628076U (zh) | 医院护士巡检系统 | |
| CN202549227U (zh) | 一种电子标签显示终端以及控制系统 | |
| CN109523770A (zh) | 一种农产品冷链监控系统 | |
| CN101211503A (zh) | 一种电力线载波电能表及通信方法 | |
| Huang et al. | Design of intelligent automatic weather station based on internet of things | |
| CN211267163U (zh) | 一种基于蓝牙Mesh技术便携部署的LED驱动电源控制装置 | |
| CN109861724A (zh) | 一种udp协议和电力载波相结合的智能投饵机通信方法 | |
| CN215072400U (zh) | 一种用于无人机远程数据传输的4g通信模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |