CN203691432U

CN203691432U - 远程定向无线宽带网络接入终端

Info

Publication number: CN203691432U
Application number: CN201320831484.5U
Authority: CN
Inventors: 刘瑞; 凌国春; 李晓明
Original assignee: Logging Co of CNPC Great Wall Drilling Co
Current assignee: Logging Co of CNPC Great Wall Drilling Co
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2023-12-17

Abstract

远程定向无线宽带网络接入终端属于数据交换网络技术领域，尤其涉及一种远程定向无线宽带网络接入终端。本实用新型提供一种可自动调整无线网桥的方向和俯仰角且调整精确的远程定向无线宽带网络接入终端。本实用新型包括无线网桥、RS485接口、GPS接收机、电子罗盘、单片机、解码器、电机驱动模块、调整无线网桥朝向的水平转动电机和调整无线网桥俯仰角的垂直转动电机，其结构要点单片机的信号输入端口分别与RS485接口、GPS接收机信号输出端口、电子罗盘信号输出端口相连，单片机的信号输出控制端口依次通过解码器、电机驱动模块分别与水平转动电机控制端口和垂直转动电机控制端口相连。

Description

远程定向无线宽带网络接入终端

技术领域

本实用新型属于数据交换网络技术领域，尤其涉及一种远程定向无线宽带网络接入终端。

背景技术

目前远程录井过程中传输网络建设问题已经解决，即利用无线网桥、天线及移动光纤资源，在油区搭建20～150M带宽的远程录井无线宽带网络系统。搭建无线宽带网络系统需要在数十米高的高塔、录井仪器房顶安装双向通讯网络接入设备，而录井井位总是在变化，在井位搬迁后，两台互相通讯的网络接入设备朝向均要进行调整。为捕捉网络信号，需要工人登高手动调整网络接入设备的方向及俯仰角，工人劳动强度大，且高空作业存在很大的安全风险；为获得稳定的网络讯号，网桥及天线方向往往要经过多次调整，完全依靠人工登高操作，不但会增加安全事故几率，还会影响施工作业工期，不利于提高工作效率。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种可自动调整无线网桥的方向和俯仰角且调整精确的远程定向无线宽带网络接入终端。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括无线网桥、RS485接口、GPS接收机、电子罗盘、单片机、解码器、电机驱动模块、调整无线网桥朝向的水平转动电机和调整无线网桥俯仰角的垂直转动电机，其结构要点单片机的信号输入端口分别与RS485接口、GPS接收机信号输出端口、电子罗盘信号输出端口相连，单片机的信号输出控制端口依次通过解码器、电机驱动模块分别与水平转动电机控制端口和垂直转动电机控制端口相连。

作为一种优选方案，本实用新型所述无线网桥的天线采用定向天线，且内置有避雷器。

作为另一种优选方案，本实用新型所述无线网桥采用UBNT Rocket M5无线网桥。

作为另一种优选方案，本实用新型所述单片机采用C8051F021单片机。

作为另一种优选方案，本实用新型所述GPS接收机采用Trimble BD950GPS接收机。

作为另一种优选方案，本实用新型所述电子罗盘采用DCM302B电子罗盘。

作为另一种优选方案，本实用新型所述解码器采用MV2082解码器。

作为另一种优选方案，本实用新型所述水平转动电机和垂直转动电机均设置在壳体内的框架上，垂直转动电机设置在框架上部，水平转动电机设置在框架下部；垂直转动电机输出轴通过第一联轴器与第一蜗杆相连，第一蜗杆与竖向设置的第一涡轮啮合，第一涡轮的轴两端通过第一轴承与壳体上端侧壁相连，所述无线网桥设置在支架上，支架下端固定在所述第一涡轮的轴上；所述水平转动电机通过第二联轴器与第二蜗杆相连，第二蜗杆与水平设置的第二涡轮啮合，第二涡轮的轴下端通过第二轴承设置在壳体下方的基座上，壳体下端与第二涡轮的轴相连。

其次，本实用新型所述电机驱动模块采用L298N驱动模块。

另外，本实用新型所述水平转动电机和垂直转动电机均采用28BYJ-48电机。

本实用新型有益效果。

本实用新型无线网桥负责电磁波的接收、解调、滤波、放大和发送；RS485接口负责接收、转换来自远程控制平台的指令，并将该指令发送给主控单元；GPS接收机负责搜寻对方网络接入设备的地理位置信息，并将该信息完成编译后提交给单片机；电子罗盘负责实时跟踪对方网络接入设备当前方向、俯仰信息，并将该信息完成编译后提交给单片机；单片机负责接收、处理RS485接口、GPS接收机、电子罗盘提交的数据，并通过解码器、电机驱动模块控制水平转动电机、垂直转动电机带动无线网桥进行方向、俯仰角调整。

由上述可知，采用本实用新型，无需人工调整无线网桥的方向和俯仰角，减少高空作业风险，降低劳动强度，提高工作效率。另外，通过RS485接口可利用远程控制平台远程操控，灵活控制网络覆盖区域内的无线网桥的方向和俯仰角。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型电路原理框图。

图2是本实用新型解码器、电机驱动模块、水平转动电机、垂直转动电机电路连接框图。

图3是本实用新型水平转动电机和垂直转动电机与相关部件连接结构示意图。

图3中，1为基座、2为第二涡轮、3为第二蜗杆、4为框架、5为壳体、6为第一蜗杆、7为第一涡轮、8为支架、9为无线网桥、10为垂直转动电机、11为水平转动电机。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括无线网桥9、RS485接口、GPS接收机、电子罗盘、单片机、解码器、电机驱动模块、调整无线网桥9朝向的水平转动电机11和调整无线网桥9俯仰角的垂直转动电机10，单片机的信号输入端口分别与RS485接口、GPS接收机信号输出端口、电子罗盘信号输出端口相连，单片机的信号输出控制端口依次通过解码器、电机驱动模块分别与水平转动电机11控制端口和垂直转动电机10控制端口相连。

RS485通讯接口实现远程计算机与本产品的通讯，选用SP490E，低功耗差分收发器，满足RS-485 和RS-422 标准规范，数据传输速率高达10Mbps。

所述无线网桥9的天线采用定向天线，且内置有避雷器。天线可选用UBNT AM-5G19 120°Rocket。

所述无线网桥9采用UBNT Rocket M5无线网桥。UBNT Rocket M5无线网桥支持POE供电，可实现无线网络接入和覆盖，使用802.11a/n协议，工作温度-30°C～+75°C。

所述单片机采用C8051F021单片机。C8051F021单片机完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有32 个数字I/O 引脚，两个12 位DAC，具有可编程数据更新方式，64K 字节FLASH 存储器，工作温度-40°C ～+85°C。

所述GPS接收机采用Trimble BD950GPS接收机。Trimble BD950，其工作温度-40°C～+75°C，能够适应露天工作环境；高精度和高可靠性满足本产品厘米级精确定位的要求；体积小、功耗低、易集成等特点方便将其整合于产品中。

所述电子罗盘采用DCM302B电子罗盘。DCM302B，工作温度-40℃～+85℃，满足露天工作要求；方位角精度0.5°～0.8°、倾角分辨率0.1°，满足产品精度要求；配置多种接口，便于整合于本产品中。

所述解码器采用MV2082解码器。MV2082，内置解码板，自动匹配协议，支持多种常用协议，工作温度-10℃～+55℃。其将模拟信号转换成电信号，自动匹配通讯协议。

所述水平转动电机11和垂直转动电机10均设置在壳体5内的框架4上，垂直转动电机10设置在框架4上部，水平转动电机11设置在框架4下部；垂直转动电机10输出轴通过第一联轴器与第一蜗杆6相连，第一蜗杆6与竖向设置的第一涡轮7啮合，第一涡轮7的轴两端通过第一轴承与壳体5上端侧壁相连，所述无线网桥9设置在支架8上，支架8下端固定在所述第一涡轮7的轴上；所述水平转动电机11通过第二联轴器与第二蜗杆3相连，第二蜗杆3与水平设置的第二涡轮2啮合，第二涡轮2的轴下端通过第二轴承设置在壳体5下方的基座1上，壳体5下端与第二涡轮2的轴相连。

所述电机驱动模块采用L298N驱动模块。该芯片可以驱动两台直流电机，转速可调、抗干扰能力强、具有过电压和过电流保护，工作温度-30°C～+130°C。其驱动水平/垂直转动电动机，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作。

所述水平转动电机11和垂直转动电机10均采用28BYJ-48电机。28BYJ-48步进电机定位精确，可调速。

下面结合附图说明本实用新型的工作过程。

两台互相通讯的远程定向无线宽带网络接入终端，由其中一台利用GPS定位和电子罗盘自动搜寻对方方位，并自动调整自身朝向和俯仰角；利用远程控制平台为远程定向无线宽带网络接入终端调整指定方向和俯仰角。两台相对位置合理的远程定向无线宽带网络接入终端能够实现畅通、稳定通讯，从而搭建覆盖油田作业区域的无线宽带网络系统。

可利用电信（联通、移动）现有通讯基站高塔，在塔上部架设远程定向无线宽带网络接入终端，并将其用POE供电单元与站内设备进行连接，通过光电转换、差分、解调、分离、信号调度后接入局域网光纤系统，实现与局域网络系统并网。以基站高塔为中心，半径10km区域为无线宽带局域网覆盖区域，在该区域内的现场小队仪器房顶支架上安装远程定向无线宽带网络接入端，使之与通讯基站的远程定向无线宽带网络接入端进行通信，实现通讯基站与井队基站链路，井队网络设备可通过该链路接入油田局域网络系统，还可以利用无线AP实现井场WIFI覆盖。

产品A和产品B互相通讯，如果要调整产品A的朝向和俯仰角，令A把B作为搜寻目标，A的GPS接收机Trimble BD950搜寻并接收B捕获的GPS卫星发射信号；A的电子罗盘DCM302B实时跟踪B天线的当前方向和俯仰信息；主控单元C8051F021单片机通过串行口接收，完成GPS、电子罗盘获取信息的接收和处理，并将这些信息输出给A的驱动单元L298N，由L298N驱动水平和垂直转动电机，从而带动无线网桥9进行方向和俯仰角调整。

调整产品B的朝向和俯仰角则反之。

主控单元C8051F021单片机还接收来自RS485通讯接口的信息，即远程计算机的方向控制指令，经处理后输出给驱动单元（解码器、电机驱动模块），由驱动单元带动无线网桥9完成指定方向的调整。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.远程定向无线宽带网络接入终端，包括无线网桥（9）、RS485接口、GPS接收机、电子罗盘、单片机、解码器、电机驱动模块、调整无线网桥（9）朝向的水平转动电机（11）和调整无线网桥（9）俯仰角的垂直转动电机（10），其特征在于单片机的信号输入端口分别与RS485接口、GPS接收机信号输出端口、电子罗盘信号输出端口相连，单片机的信号输出控制端口依次通过解码器、电机驱动模块分别与水平转动电机（11）控制端口和垂直转动电机（10）控制端口相连。

2.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述无线网桥（9）的天线采用定向天线，且内置有避雷器。

3.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述无线网桥（9）采用UBNT Rocket M5无线网桥。

4.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述单片机采用C8051F021单片机。

5.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述GPS接收机采用Trimble BD950GPS接收机。

6.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述电子罗盘采用DCM302B电子罗盘。

7.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述解码器采用MV2082解码器。

8.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述水平转动电机（11）和垂直转动电机（10）均设置在壳体（5）内的框架（4）上，垂直转动电机（10）设置在框架（4）上部，水平转动电机（11）设置在框架（4）下部；垂直转动电机（10）输出轴通过第一联轴器与第一蜗杆（6）相连，第一蜗杆（6）与竖向设置的第一涡轮（7）啮合，第一涡轮（7）的轴两端通过第一轴承与壳体（5）上端侧壁相连，所述无线网桥（9）设置在支架（8）上，支架（8）下端固定在所述第一涡轮（7）的轴上；所述水平转动电机（11）通过第二联轴器与第二蜗杆（3）相连，第二蜗杆（3）与水平设置的第二涡轮（2）啮合，第二涡轮（2）的轴下端通过第二轴承设置在壳体（5）下方的基座（1）上，壳体（5）下端与第二涡轮（2）的轴相连。

9.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述电机驱动模块采用L298N驱动模块。

10.根据权利要求1所述远程定向无线宽带网络接入终端，其特征在于所述水平转动电机（11）和垂直转动电机（10）均采用28BYJ-48电机。