CN206060734U

CN206060734U - 基于ibeacon的无线信号发射模块

Info

Publication number: CN206060734U
Application number: CN201621011399.4U
Authority: CN
Inventors: 潘里峰
Original assignee: Shenzhen Small Rui Polytron Technologies Inc
Current assignee: Shenzhen Small Rui Polytron Technologies Inc
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2026-08-31

Abstract

本实用新型公开一种基于ibeacon的无线信号发射模块，其包括PCB电路板，PCB电路板上设有处理芯片电路、电源电路和下载电路，电源电路和下载电路均与处理芯片电路连接。所述电源电路包括电池、电源控制芯片U1、电容C1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2和电感L3，电源控制芯片U1采用型号为TPS62730的芯片实现。本实用新型采用上述方案，对PCB电路板的电源电路极其参数进行优化设计，实现一种低功耗、维护方便、节能环保的无线信号发射模块。同时，采用CC2541极其跟随电路作为处理芯片，进一步降低了功耗。

Description

基于ibeacon的无线信号发射模块

技术领域

本实用新型涉及无线信号发射器，具体是一种基于iBeacon的无线信号发射模块。

背景技术

在现代生活中，智能手机的使用是越来越普及，应用功能也是五花八门；那么有没有一种产品能够随时随地为智能手机推送用户感兴趣内容呢？在大型的停车场里，你是否会找不到自已的爱车而发愁，有没有一种设备能安装在车上，然后再通过智能手机对爱车进行定位寻车呢？目前，解决上面问题的一个简单有效的方法是利用 iBeacon 技术。

iBeacons是苹果在2013年WWDC上推出一项基于蓝牙4.0（Bluetooth LE | BLE |Bluetooth Smart）的精准微定位技术，当你的手持设备靠近一个Beacon基站时，设备就能够感应到Beacon信号，范围可以从几毫米到50米。其工作方式是，配备有低功耗蓝牙（BLE，Blue tooth low energy，蓝牙低功耗协议）通信功能的设备使用 BLE 技术向周围发送自己特有的 ID，接收到该 ID 的应用软件会根据该 ID 采取一些行动。比如，在店铺里设置iBeacon 通信模块的话，便可让 iPhone 和 iPad 上运行一资讯告知服务器，或者由服务器向顾客发送折扣券及进店积分。此外，还可以在家电发生故障或停止工作时使用iBeacon 向应用软件发送资讯。iBeacons相比较于原来的蓝牙技术有几个特点：首先它不需要配对，苹果在之前对蓝牙设备的控制比较严格，所以只有通过MFI认证过的蓝牙设备才能与iDevice连接，而蓝牙4.0就没有这些限制了；准确与距离。普通的蓝牙（蓝牙4.0之前）一般的传输距离在0.1~10m，而iBeacons信号可以精确到毫米级别，并且最大可支持到50m的范围；功耗更低。其实蓝牙4.0又叫低功耗蓝牙，一个普通的纽扣电池可供一个Beacon基站硬件使用两年。用一句话总结iBeacons那就是该技术就像是室内的GPS，iPhone可以接收iBeacons传输，并获得各种准确的定位信息。比如说当你驾驶到地下停车场，停车之后去购物。回来之后，iPhone应用可以指导你找到自己机车的精确位置。定位只是iBeacons技术的一部分而已，iBeacons还允许你的手机发出简单的“我在这”信号，这意味着iBeacons技术可以完成更多事情。

目前，现有市场上的 iBeacon 产品（使用 iBeacon 技术的无线信号发射器）的功耗较大，不利于维护，以及节能。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种基于ibeacon的无线信号发射模块，对现有的电路进行改进，使其降低功耗，方便维护，节能环保。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种基于ibeacon的无线信号发射模块，包括PCB电路板，PCB电路板上设有处理芯片电路、电源电路和下载电路，电源电路和下载电路均与处理芯片电路连接；所述电源电路包括电池、电源控制芯片U1、电容C1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2和电感L3，电源控制芯片U1采用型号为TPS62730的芯片实现，电源控制芯片U1的SW引脚串联电感L2后连接电源控制芯片U1的VOUT引脚、电容C3的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C5的一端、电感L3的一端以及电源DVDD，电容C3的另一端和电容C5的另一端接地；电感L3的另一端连接电源控制芯片U1的VIN引脚、电容C4的一端、电容C6的一端、电容C1的一端、电源VBAT以及电池的正极，电容C4的另一端、电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电池的负极接地；电源控制芯片U1的GND引脚接地，电源控制芯片U1的ON/BYP引脚连接至处理芯片电路。优选的，各电容参数如下：电容C1= C3= C5=2.2uF，电容C4=C6=10uF，通过上述改进的电源电路以及优化的各个参数，使其保持低功耗供电。

进一步的，所述电池采用型号为CR2477的钮扣电池，结合上述具有超低功耗的特点的电源电路，一颗CR2477的钮扣电池可以持续工作1.5年，省电节能，无需经常维护。

进一步的，所述处理芯片电路包括型号为CC2541的芯片U9、晶振Y1、晶振Y3、电阻42、PCB板载天线、射频巴伦（BALUN）芯片U2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、电容C45、电容C47、电容C48、电容C50、电容C51、电容C54、电容C59以及电容C60，芯片U9的第0引脚和第1引脚接地，芯片U9的第10引脚连接电源DVDD以及电容C40的一端，电容C40的另一端接地；芯片U9的第21引脚连接电源DVDD、电容C47的一端和C48的一端，C47的另一端和C48的另一端接地；芯片U9的第22引脚连接电容C51的一端和电容C59的一端，电容C51的另一端和电容C59的另一端接地，芯片U9的第22引脚和芯片U9的第23引脚之间连接晶振Y1；芯片U9的第24引脚、芯片U9的第27引脚、芯片U9的第28引脚、芯片U9的第29引脚连接电源DVDD、电容C44的一端和电容C45的一端，电容C44的一端和电容C45的一端接地；芯片U9的第25引脚和芯片U9的第26引脚之间串联射频巴伦芯片U2后连接电容C7的一端和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电容C7的另一端连接电容C9的一端和PCB板载天线，电容C9的另一端接地；芯片U9的第30引脚串联电阻R42后接地；芯片U9的第31引脚连接电源DVDD以及电容C43的一端，电容C43的另一端接地；芯片U9的第32引脚串联电容C60后接地，芯片U9的第33引脚串联电容C54后接地，芯片U9的第32引脚和芯片U9的第33引脚之间连接晶振Y3；芯片U9的第39引脚连接电源DVDD和电容C41的一端，芯片U9的第40引脚连接电容C42的一端，电容C41的另一端和电容C42的另一端接地。优选的，所述射频巴伦芯片U2采用型号为FB1608-T8L2R4AT/LF的芯片实现，所述晶振Y1采用参数为32MHZ 3225 9pF10PPM的晶振，晶振Y3采用32.768KHz 12.5pF 20PPM的晶振。

本实用新型采用上述方案，对PCB电路板的电源电路极其参数进行优化设计，实现一种低功耗、维护方便、节能环保的无线信号发射模块。同时，采用CC2541极其跟随电路作为处理芯片，进一步降低了功耗。本实用新型结构简单，易于实现，具有很好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的无线信号发射模块的处理芯片电路的电路原理图；

图2为本实用新型的无线信号发射模块的电源电路的电路原理图；

图3为本实用新型的无线信号发射模块的下载电路的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

作为一个具体的实施例，本实用新型的一种基于ibeacon的无线信号发射模块，包括PCB电路板，PCB电路板上设有处理芯片电路、电源电路和下载电路，电源电路和下载电路均与处理芯片电路连接。

其中，参见图1，处理芯片电路包括型号为CC2541的芯片U9、晶振Y1、晶振Y3、电阻42、PCB板载天线、射频巴伦（BALUN）芯片U2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、电容C45、电容C47、电容C48、电容C50、电容C51、电容C54、电容C59以及电容C60，芯片U9的第0引脚和第1引脚接地，芯片U9的第10引脚连接电源DVDD以及电容C40的一端，电容C40的另一端接地；芯片U9的第21引脚连接电源DVDD、电容C47的一端和C48的一端，C47的另一端和C48的另一端接地；芯片U9的第22引脚连接电容C51的一端和电容C59的一端，电容C51的另一端和电容C59的另一端接地，芯片U9的第22引脚和芯片U9的第23引脚之间连接晶振Y1；芯片U9的第24引脚、芯片U9的第27引脚、芯片U9的第28引脚、芯片U9的第29引脚连接电源DVDD、电容C44的一端和电容C45的一端，电容C44的一端和电容C45的一端接地；芯片U9的第25引脚和芯片U9的第26引脚之间串联射频巴伦芯片U2后连接电容C7的一端和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电容C7的另一端连接电容C9的一端和PCB板载天线，电容C9的另一端接地；芯片U9的第30引脚串联电阻R42后接地；芯片U9的第31引脚连接电源DVDD以及电容C43的一端，电容C43的另一端接地；芯片U9的第32引脚串联电容C60后接地，芯片U9的第33引脚串联电容C54后接地，芯片U9的第32引脚和芯片U9的第33引脚之间连接晶振Y3；芯片U9的第39引脚连接电源DVDD和电容C41的一端，芯片U9的第40引脚连接电容C42的一端，电容C41的另一端和电容C42的另一端接地。优选的，射频巴伦芯片U2采用型号为FB1608-T8L2R4AT/LF的芯片实现，晶振Y1采用参数为32MHZ 3225 9pF 10PPM的晶振，晶振Y3采用32.768KHz 12.5pF 20PPM的晶振。

上述电路中，电容C54、C60是Y3晶振的偏置电容，保证晶振的起振频率稳定在符合CC2541芯片的要求。Y3是32.768KHZ晶振，为CC2541芯片提供休眠暗无天时的工作时钟信号。电容C40、C41、C42、C43、C44、C45、C47、C48是CC2541芯片的DVDD电源供电端的滤波电容，保证供给到芯片的电源都是干净和无干扰的。电阻R42是CC2541的外部偏置电阻，为芯片提供偏置电流。芯片U2是射频电路上的BALUN，作用是平衡CC2541与天线回路之间的信号。电容C7、C8、C9三颗器件组成天线电路中的兀网络，作用是调节天线线路的阻抗，以达到标准的50欧姆。芯片U9是CC2541，这是一款针对低能耗以及私有 2.4GHz 应用的功率优化的真正片载系统 (SoC) 解决方案，整机的软件和BLE协议均烧录在该芯片中。T1为PCB板载天线，为整机提供无线信号的收发

参见图2，电源电路包括电池、电源控制芯片U1、电容C1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2和电感L3，电源控制芯片U1采用型号为TPS62730的芯片实现，电源控制芯片U1的SW引脚串联电感L2后连接电源控制芯片U1的VOUT引脚、电容C3的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C5的一端、电感L3的一端以及电源DVDD，电容C3的另一端和电容C5的另一端接地；电感L3的另一端连接电源控制芯片U1的VIN引脚、电容C4的一端、电容C6的一端、电容C1的一端、电源VBAT以及电池的正极，电容C4的另一端、电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电池的负极接地；电源控制芯片U1的GND引脚接地，电源控制芯片U1的ON/BYP引脚连接至处理芯片电路。

上述电路中，各电容参数如下：电容C1= C3= C5=2.2uF，电容C4=C6=10uF，通过上述改进的电源电路以及优化的各个参数，使其保持低功耗供电。

电池采用型号为CR2477的钮扣电池，结合上述具有超低功耗的特点的电源电路，一颗CR2477的钮扣电池可以持续工作1.5年，省电节能，无需经常维护。

上述电源电路中，U3为钮扣电池，为整机提供电源供给。电容C1、C4、C6为供电电路的滤波电容，滤除电池供电中出现的杂波。芯片U1为电源供电控制芯片，保证以最低功耗满足整机的最优工作状态。L1和C3组成U2芯片的外部振荡电路。L2和C5组成DVDD电源供电端的LC滤波电路。

参见图3的下载电路，T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T12、T13和T14组成整机的程序软件下载端口。电阻R1、电容C2组成烧录端口的复位电路，保证烧录端口的正常工作。

本实用新型的无线信号发射模块通过上述电路，其信号覆盖范围大，最小10m最大可达到85m，利用配置工具调节发射功率可改变信号覆盖范围；模块的发射功率可以做到-20dBm至4dBm，还可以根据要求对其进行调整输出功率。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于ibeacon的无线信号发射模块，其特征在于：包括PCB电路板，PCB电路板上设有处理芯片电路、电源电路和下载电路，电源电路和下载电路均与处理芯片电路连接；

所述电源电路包括电池、电源控制芯片U1、电容C1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2和电感L3，电源控制芯片U1采用型号为TPS62730的芯片实现，电源控制芯片U1的SW引脚串联电感L2后连接电源控制芯片U1的VOUT引脚、电容C3的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C5的一端、电感L3的一端以及电源DVDD，电容C3的另一端和电容C5的另一端接地；电感L3的另一端连接电源控制芯片U1的VIN引脚、电容C4的一端、电容C6的一端、电容C1的一端、电源VBAT以及电池的正极，电容C4的另一端、电容C6的另一端、电容C1的另一端以及电池的负极接地；电源控制芯片U1的GND引脚接地，电源控制芯片U1的ON/BYP引脚连接至处理芯片电路。

2.根据权利要求1所述的无线信号发射模块，其特征在于：电容C1= C3= C5=2.2uF，电容C4=C6=10uF。

3.根据权利要求1或2所述的无线信号发射模块，其特征在于：所述电池采用型号为CR2477的钮扣电池。

4.根据权利要求1或2所述的无线信号发射模块，其特征在于：所述处理芯片电路包括型号为CC2541的芯片U9、晶振Y1、晶振Y3、电阻42、PCB板载天线、射频巴伦芯片U2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、电容C45、电容C47、电容C48、电容C50、电容C51、电容C54、电容C59以及电容C60，芯片U9的第0引脚和第1引脚接地，芯片U9的第10引脚连接电源DVDD以及电容C40的一端，电容C40的另一端接地；芯片U9的第21引脚连接电源DVDD、电容C47的一端和C48的一端，C47的另一端和C48的另一端接地；芯片U9的第22引脚连接电容C51的一端和电容C59的一端，电容C51的另一端和电容C59的另一端接地，芯片U9的第22引脚和芯片U9的第23引脚之间连接晶振Y1；芯片U9的第24引脚、芯片U9的第27引脚、芯片U9的第28引脚、芯片U9的第29引脚连接电源DVDD、电容C44的一端和电容C45的一端，电容C44的一端和电容C45的一端接地；芯片U9的第25引脚和芯片U9的第26引脚之间串联射频巴伦芯片U2后连接电容C7的一端和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电容C7的另一端连接电容C9的一端和PCB板载天线，电容C9的另一端接地；芯片U9的第30引脚串联电阻R42后接地；芯片U9的第31引脚连接电源DVDD以及电容C43的一端，电容C43的另一端接地；芯片U9的第32引脚串联电容C60后接地，芯片U9的第33引脚串联电容C54后接地，芯片U9的第32引脚和芯片U9的第33引脚之间连接晶振Y3；芯片U9的第39引脚连接电源DVDD和电容C41的一端，芯片U9的第40引脚连接电容C42的一端，电容C41的另一端和电容C42的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的无线信号发射模块，其特征在于：所述射频巴伦芯片U2采用型号为FB1608-T8L2R4AT/LF的芯片实现。