CN207216796U - 一种便携无线抢答器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种便携无线抢答器，它包括主持人控制端、多个选手终端和无线通讯网络，无线通讯网络采用zigbee2007协议，主持人控制端包括无线接收模块、嵌入式处理器、显示器、第一按键模块、语音模块和第一电源模块；选手终端包括无线发射模块、第二按键模块和第二电源模块。所述的第一电源模块和第二电源模块均采用双降压电路，双降压电路包括一次降压模块和二次降压模块。此便携无线抢答器最多支持254位选手同时使用，方便携带，电源利用率高，省电节能，不依赖计算机，反应灵敏，可靠性高，且方便升级换代。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子领域，具体涉及一种便携无线抢答器。
技术背景
现有的抢答器多为采用模拟电路、数字电路、单片机、PLC芯片或者计算机控制系统等，对于采用模拟和数字电路方案，多用数码管显示抢答者编号，显示十分单调。随着功能增加，电路越复杂，并且成本偏高、故障率高，扩展选手抢答数量复杂度高。采用计算机控制系统虽然程序简单，反应灵敏，但必须配合计算机使用，有局限性且不方便携带；采用PLC控制器方式价格过高且采用有线连接，不实用。采用单片机方式的抢答器存在以下问题：扩展选手数量不便，受到单片机管脚数量制约，产品升级换代受到制约。采用无线通信方式的抢答器多为PT2262/PT2272无线收发模块，如果有两名或者以上选手在一小段时间内按下抢答按键，识别抢答者出错率高，如果需要显示需要配合其他电路或者控制器，造成成本高昂。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述抢答器的不足，设计一种便携无线抢答器，不依赖于计算机，使用方便，反应灵敏，可靠性高，支持大数量抢答选手同时使用，且方便升级换代。
本实用新型的技术方案是一种便携无线抢答器，包括主持人控制端、多个选手终端和无线通讯网络，无线通讯网络采用zigbee2007协议，主持人控制端包括无线接收模块、嵌入式处理器、显示器、第一按键模块、语音模块和第一电源模块；选手终端包括无线发射模块、第二按键模块和第二电源模块。
所述的无线接收模块输出端、第一按键模块输出端、第一电源模块输出端均和嵌入式处理器输入端相连；所述的语音模块输入端、显示器输入端均和嵌入式处理器输出端相连；所述的第一按键模块输出端和无线接收模块输入端连接。
所述的第二按键模块输出端、第二电源模块输出端均和无线发射模块输入端相连。
所述的第一电源模块和第二电源模块均采用双降压电路，双降压电路包括一次降压模块和二次降压模块。
所述的一次降压模块芯片为MP2359; 所述的二次降压模块芯片为AMS1117；一次降压模块和二次降压模块依次串联。
所述的主持人控制端无线接收模块芯片为CC2431；所述的主持人控制端嵌入式处理器芯片为STM32F407；所述的显示器为TFT-LCD显示屏。
所述的选手终端无线发射模块芯片为CC2431。
所述的便携无线抢答器支持254个选手终端同时使用。
本实用新型的有益效果是方便携带，电源利用率高，省电节能，不依赖计算机，反应灵敏，可靠性高，最多支持254个选手终端，且方便升级换代。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1 本实用新型方框示意图。
图2 嵌入式处理器5电路图。
图3显示器6接口连接关系图。
图4 无线接收模块4/无线发射模块10电路图。
图5 第二按键模块11电路图。
图6 第一按键模块7电路图。
图7 一次降压模块电路图。
图8二次降压模块电路图。
实施例
一种便携无线抢答由选手终端2、主持人控制端1和无线通讯网络3组成，无线通信遵循zigbee2007协议栈，如图1所示。本系统默认选手数量为8位，可根据实际需要扩展，最多支持254位选手同时使用。统一供电方式为锂电池供电，通过电源转换电路将12v电压转换为3.3v供抢答器电路使用。
电源系统供电来源为12vDC输出的可充电锂电池，本方案采用双降压电路，一次降压模块电路如图6所示，先将12v电压将至5v，芯片采用MP2359，D3、R29组成芯片启动电路；R27、R28决定了输出电压和输入电压的关系；C14、L4、C15、C16组成电源滤波电路。二次降压模块电路如图7所示，将5v降压为3v，采用AMS1117-3.3芯片，C17为输入电压滤波电容；C18,C19为输出电压滤波电容。12v降为5v直流采用MP2359DC-DC转换芯片,5v降压为3v采用ASM1117-3.3线性降压芯片。DC-DC芯片利用率为90%，线性稳压芯片利用率为3.3/5=66%，系统电源利用率为59.4%，远远高于直接将12v降压为3.3v的方案（27.5%），这样就提升了抢答系统一次充电后使用时间，也为便携式长时间使用提供了稳定电源。
如图4所示，无线接收模块4/无线发射模块10包括CC2431芯片，R13提供晶振电路的工作电流；C13、C10起到电源滤波作用；C11、C12、XTAL1组成晶振电路；R15、D2构成电源指示电路；L1、L2、L3、R16、R17、C13组成RF收发模块；R18,RESET2组成复位模块；U3接插件、R19和IO口组成DEBUG下载模块。
主持人控制端1包含功能强大的STM32F407嵌入式处理器5、CC431无线接收模块4、TFT-LCD显示屏6、第一按键模块7、语音模块8和第一电源模块9。时钟主频高达168M的ST嵌入式处理器控制精度更高，控制速度更快。嵌入式处理器5电路图如图2所示，其中，R1、D1组成电源指示电路；BEEP1、Q1、R2、R3组成语音模块；JTAG1、R4、R5、R6、R7、R8组成JTAG下载电路； C1、C2、Y1组成外部低频震荡电路，主要为系统待机和低功耗设计提供时钟；R9、C3、C4、Y2组成系统主时钟外部震荡电路，主要为HSE提供外部时钟源，为PLL倍频使用；R10、R11、C5、C6、C7、C8组成电源管理电路；R12、C9、RESET1组成复位电路。
LCD1为显示屏直插接口，与STM32F407的相应PB针脚连接，如图3所示，通过STM32F407的PB口控制LCD1的片选、写/读信号，通过PD口控制数据。第一按键模块7设置有按键开始S1、停止S2、设置S3、完成S4、增加S5和减少S6，电路如图6所示。按键S1的输出端连接到CC2431的针脚P0_1， 按键S2输出端连接到CC2431的针脚P2_0，按键S3输出端连接到STM32F407的针脚PA0，按键S4输出端连接到STM32F407的针脚PE2，按键S5输出端连接到STM32F407的针脚PE3，按键S6输出端连接到STM32F407的针脚PE4。STM32F407的针脚PA9连接到CC2431的针脚P03，STM32F407的针脚PA10连接到CC2431的针脚P02。
选手终端2主要由CC2431无线发射模块10、第二按键模块11和第二电源模块12组成。第二按键模块11 设置有抢答按键S7，按键S7输出端连接到无线发射模块10中CC2431的针脚P0_1，电路如图5所示。
本实施例的工作原理是，主持人控制端1无线接收模块4接收到选手终端2发送的选手编号后立即通过串口发送至STM32F407，STM32F407接收到选手编号将进行逻辑判断，同时封锁其他选手终端发送信号，这样保证了在规定抢答时间内和抢答指令发送后有效而无需担心有选手违规抢答的情况发生。同时，开始抢答信号和停止抢答信号也由STM32F407发出，发出信号通过串口进入无线通讯网络3，信号均为高电平有效。开始按键S1和停止按键S2按下后均翻转信号电平，开始信号为高时，CC2431接受电路才会接收来自选手终端2的信号，停止抢答信号为高时，CC2431接收电路将不会接受来自无线通讯网络3的抢答信号。
选手按下抢答按键S7，即拉低P0_1口电平，CC2431判断P0_1电平为低即通过无线通讯网络3向主持人控制端1无线接收模块4发送选手编号。
TFT-LCD显示屏6上显示选手信息、倒计时时间和选手分数值。主持人可通过主持人控制端1按键增加S5和减少S6对选手进行计分，通过按键设置S4、增加S5和减小S6设置抢答时间。
Claims (7)
1.一种便携无线抢答器，包括主持人控制端（1）、选手终端（2）和无线通讯网络（3），无线通讯网络采用zigbee2007协议， 其特征在于：主持人控制端（1）包括无线接收模块（4）、嵌入式处理器（5）、显示器（6）、第一按键模块（7）、语音模块（8）和第一电源模块（9）；选手终端（2）包括无线发射模块（10）、第二按键模块（11）和第二电源模块（12）。
2.根据权利要求1所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的无线接收模块（4）输出端、第一按键模块（7）输出端、第一电源模块（9）输出端均和嵌入式处理器（5）输入端相连；所述的语音模块（8）输入端、显示器（6）输入端均和嵌入式处理器（5）输出端相连；所述的第一按键模块（7）输出端和无线接收模块（4）输入端连接。
3.根据权利要求1所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的第二按键模块（11）输出端、第二电源模块（12）输出端均和无线发射模块（10）输入端相连。
4.根据权利要求1所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的第一电源模块（9）和第二电源模块（12）均采用双降压电路，双降压电路包括一次降压模块和二次降压模块。
5.根据权利要求4所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的一次降压模块芯片为MP2359; 所述的二次降压模块芯片为AMS1117；所述的一次降压模块和所述的二次降压模块依次串联。
6.根据权利要求1所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的无线接收模块（4）芯片为CC2431；所述的嵌入式处理器（5）芯片为STM32F407；所述的显示器（6）为TFT-LCD显示屏。
7.根据权利要求1所述的便携无线抢答器，其特征在于：所述的无线发射模块（10）芯片为CC2431。
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| CN201721320771.4U CN207216796U (zh) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 一种便携无线抢答器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111080999A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-28 | 林捷 | 一种应用于智力竞赛的无线抢答系统 |
-
2017
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