CN207475537U - 应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：包括若干个天线和主处理系统及分别与主处理系统连接的WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、若干个天线端切换单元，所述主处理系统包括主处理器及分别与主处理器连接的主存储器、电源管理单元、逻辑控制单元，所述WIFI通信系统还分别与所述主处理系统、第一系统端切换单元连接，所述第一系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，所述LTE通信系统还分别与所述主处理系统、第二系统端切换单元连接，所述第二系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，每个所述天线分别连接一个与其对应的天线端切换单元。

Description

应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置

技术领域

本实用新型涉及一种双系统多天线共享分配装置，特别是公开一种应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置。

背景技术

新型的物联网智能冰箱，需要通过网络连接到用户终端，或者连接到远程数据库。这些设备主要利用两种网络，一种是通过无线局域网WIFI连接家庭路由器网络中转，再连接到公共网；另一种是使用移动通信LTE直接连接运营商网络基站。两套网络要共存使用，WIFI系统，会用到两个天线，LTE系统也要使用两个天线，这样系统中就会有四个天线，而且仅能有四个天线。在产品设计完成交给用户时，已经给两个系统指定好对应的天线，终端用户不能更改。

智能冰箱，多采用金属外壳，金属对天线辐射性能影响很大，安放天线要综合考虑多方面影响。金属和其他电磁部件使得不同位置天线的方向性不同，在实际使用中，各个系统选定好的天线，针对不同方向的信号来源，接收性能差别很大，可能很好，也可能很差。智能冰箱放置在房屋里面或者室外，选好位置很少移动，而信号来源是WIFI路由器或者运营商通信基站，位置都相对固定，对于每台放置好的冰箱，信号来源方向也相对固定。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，使智能冰箱能够更好地与未知方向的信号来源进行连接，减少智能冰箱金属外壳等机体结构对天线的影响，保证在不同的信号品质下，都能稳定的传输数据，提高数据吞吐率；本实用新型的多个天线由两个系统共享，各系统根据不同方向信号强度的不同，选择最优的指向天线。

本实用新型是这样实现的：一种应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：所述双系统多天线共享分配装置包括若干个天线和主处理系统及分别与主处理系统连接的WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、若干个天线端切换单元，所述天线端切换单元的数量与所述天线的数量相同，所述主处理系统包括主处理器及分别与主处理器连接的主存储器、电源管理单元、逻辑控制单元，所述WIFI通信系统还分别与所述主处理系统、第一系统端切换单元连接，所述第一系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，所述LTE通信系统还分别与所述主处理系统、第二系统端切换单元连接，所述第二系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，每个所述天线分别连接一个与其对应的天线端切换单元。

所述主处理系统的主处理器分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元；所述主处理系统的电源管理单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元；所述主处理系统的逻辑控制单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元。

所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元均设有两个公共端口和若干个选择端口，所述第一系统端切换单元的选择端口、第二系统端切换单元的选择端口的数量均与所述双系统多天线共享分配装置的天线数量相同。

每个天线端切换单元均设有一个公共端口、两个选择端口。

所述若干个天线的数量为4～6个，所述天线端切换单元、第一系统端切换单元的选择端口、第二系统端切换单元的选择端口的数量分别与所述双系统多天线共享分配装置的天线数量对应相同。

所述WIFI通信系统的WIFI主射频端口或者WIFI辅射频端口，通过第一系统端切换单元按照顺序分别连接各个天线端切换单元及与各个天线端切换单元相对应的各个天线，并接收射频信号，所述WIFI通信系统的信号接收单元将射频信号解调出有用数据发给所述主处理系统。所述LTE通信系统的LTE主射频端口或者LTE辅射频端口，通过第二系统端切换单元按照顺序分别连接各个天线端切换单元及与各个天线端切换单元相对应的各个天线，并接收射频信号，所述LTE通信系统的信号接收单元将射频信号解调出有用数据发给所述主处理系统。所述主处理系统对所述WIFI通信系统和LTE通信系统解调出的数据进行收集、统计、分析、比较，根据用户的需要，所述主处理系统可以优先处理或仅处理WIFI通信系统或LTE通信系统的需求。

所述主处理系统的主处理器控制所述第一系统端切换单元或第二系统端切换单元依次连接各个天线端切换单元及与各个天线端切换单元相对应的各个天线，接收特定方向信号。所述主处理系统的主处理器控制所述WIFI通信系统、LTE通信系统按优先级先后连接测试各个天线，WIFI通信系统、LTE通信系统分别接收并解调各个天线收到的射频信号，分析各个天线收到的信号强度，并保存到主存储器中，待两套通信系统对所有天线都测试完成后，主处理器将保存下来的各个天线的信号强度按照通信系统优先级进行排序，由优到差依次分配天线给对应通信系统的对应射频端口。

所述WIFI通信系统、LTE通信系统为通用通信系统，两者的通信原理不同，但组成架构基本相同，都包括信号接收单元和信号发射单元。所述WIFI通信系统的信号接收单元对从天线接收到的小信号进行滤波放大，然后把高频信号通过混频器变成数字信号发送给主处理系统。所述WIFI通信系统的信号发射单元将从主处理系统收到的数字信号调制成载波信号，然后通过混频器变频到相应频率，最后由放大器放大成射频大信号通过天线发射出去。所述LTE通信系统接收信号和发射信号的过程与WIFI通信系统相同。

所述天线需要针对具体冰箱的机体结构环境进行设计，需要满足多个射频频段需求，WIFI频段包括2.4G和5G，LTE的频段覆盖700M到2.6G。不同频段天线性能受环境影响不同，同一天线针对低频和高频的方向性会有不同。天线数量可以根据用户需要和结构环境的不同增加或者减少。

所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、每个天线端切换单元均需要满足大功率需求，本实用新型的LTE最大发射功率能到24dBm，WIFI最大发射功率能到21dBm。所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、每个天线端切换单元的选择端口和公共端口之间的隔离度都要尽量大，大于20dB，这样可以减少不同天线之间及不同通信系统之间的影响。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可以使智能冰箱上多套通信系统使用的多个天线能够共享、优化分配，根据环境的不同、应用场景的不同，把性能最好的天线分配给用户优先使用的通信系统。这种优化分配会是个持续优化的过程，在系统长期待机时，本实用新型会定期更新天线信息。本实用新型可以使用户对冰箱的使用体验更好，也可以使冰箱厂商更好地对冰箱进行远程管理。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

根据附图1，本实用新型为应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，本实施例包括4个天线和一个主处理系统及分别连接主处理系统的WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、4个天线端切换单元。所述主处理系统包括主处理器及分别连接主处理器的主存储器、电源管理单元和逻辑控制单元。所述WIFI通信系统还分别与所述主处理系统、第一系统端切换单元连接，所述第一系统端切换单元还分别与4个天线端切换单元连接，所述LTE通信系统还分别与所述主处理系统、第二系统端切换单元连接，所述第二系统端切换单元还分别与4个天线端切换单元连接，每个天线分别连接一个与其对应的天线端切换单元。

所述主处理系统的主处理器分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、4个天线端切换单元；所述主处理系统的电源管理单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、4个天线端切换单元；所述主处理系统的逻辑控制单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、4个天线端切换单元。

所述4个天线分别为：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线；所述4个天线端切换单元分别为：第一天线端切换单元、第二天线端切换单元、第三天线端切换单元、第四天线端切换单元；所述第一天线连接第一天线端切换单元，所述第二天线连接第二天线端切换单元，所述第三天线连接第三天线端切换单元，所述第四天线连接第四天线端切换单元。

所述第一天线端切换单元包括第一公共端口、第一选择端口、第二选择端口，所述第一公共端口连接所述第一天线，所述第一选择端口连接所述第一系统端切换单元，所述第二选择端口连接所述第二系统端切换单元。所述第二天线端切换单元包括第二公共端口、第三选择端口、第四选择端口，所述第二公共端口连接所述第二天线，所述第三选择端口连接所述第一系统端切换单元，所述第四选择端口连接所述第二系统端切换单元。所述第三天线端切换单元包括第三公共端口、第五选择端口、第六选择端口，所述第三公共端口连接所述第三天线，所述第五选择端口连接所述第一系统端切换单元，所述第六选择端口连接所述第二系统端切换单元。所述第四天线端切换单元包括第四公共端口、第七选择端口、第八选择端口，所述第四公共端口连接所述第四天线，所述第七选择端口连接所述第一系统端切换单元，所述第八选择端口连接所述第二系统端切换单元。

所述第一系统端切换单元包括两个公共端口、四个选择端口，两个公共端口分别为：第五公共端口、第六公共端口，所述第五公共端口连接所述WIFI主射频端口，所述第六公共端口连接所述WIFI辅射频端口；所述第一系统端切换单元的每个选择端口分别连接一个天线端切换单元。所述第二系统端切换单元包括两个公共端口、四个选择端口，两个公共端口分别为：第七公共端口、第八公共端口，所述第七公共端口连接所述LTE主射频端口，所述第八公共端口连接所述LTE辅射频端口；所述第二系统端切换单元的每个选择端口分别连接一个天线端切换单元。

所述WIFI通信系统的WIFI主射频端口或者WIFI辅射频端口，通过第一系统端切换单元按照顺序分别连接4个天线端切换单元及与4个天线端切换单元相对应的4个天线，并接收射频信号，所述WIFI通信系统的信号接收单元将射频信号解调出有用数据发给所述主处理系统。所述LTE通信系统的LTE主射频端口或者LTE辅射频端口，通过第二系统端切换单元按照顺序分别连接4个天线端切换单元及与4个天线端切换单元相对应的4个天线，并接收射频信号，所述LTE通信系统的信号接收单元将射频信号解调出有用数据发给所述主处理系统。所述主处理系统对所述WIFI通信系统和LTE通信系统解调出的数据进行收集、统计、分析、比较，根据用户的需要，所述主处理系统可以优先处理或仅处理WIFI通信系统或LTE通信系统的需求。

所述主处理系统的主处理器控制所述第一系统端切换单元或第二系统端切换单元依次连接4个天线端切换单元及与4个天线端切换单元相对应的4个天线，接收特定方向信号。所述主处理系统的主处理器控制所述WIFI通信系统、LTE通信系统按优先级先后连接测试4个天线，WIFI通信系统、LTE通信系统分别接收并解调4个天线收到的射频信号，分析各个天线收到的信号强度，并保存到主存储器中，待两套通信系统对所有天线都测试完成后，主处理器将保存下来的4个天线的信号强度按照通信系统优先级进行排序，由优到差依次分配天线给对应通信系统的对应射频端口。

所述WIFI通信系统、LTE通信系统为通用通信系统，两者的通信原理不同，但组成架构基本相同，都包括信号接收单元和信号发射单元。所述WIFI通信系统的信号接收单元对从天线接收到的小信号进行滤波放大，然后把高频信号通过混频器变成数字信号发送给主处理系统。所述WIFI通信系统的信号发射单元将从主处理系统收到的数字信号调制成载波信号，然后通过混频器变频到相应频率，最后由放大器放大成射频大信号通过天线发射出去。所述LTE通信系统接收信号和发射信号的过程与WIFI通信系统相同。

所述天线需要针对具体冰箱的机体结构环境进行设计，需要满足多个射频频段需求，WIFI频段包括2.4G和5G，LTE的频段覆盖700M到2.6G。不同频段天线性能受环境影响不同，同一天线针对低频和高频的方向性会有不同。天线数量可以根据用户需要和结构环境的不同增加或者减少。

所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、每个天线端切换单元均需要满足大功率需求，本实用新型的LTE最大发射功率能到24dBm，WIFI最大发射功率能到21dBm。所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、每个天线端切换单元的选择端口和公共端口之间的隔离度都要尽量大，大于20dB，这样可以减少不同天线之间及不同通信系统之间的影响。

本实用新型的工作过程如下：智能冰箱开机后，由用户判断或者设备自动判断，是否为WIFI和LTE双通信系统，如果为WIFI和LTE双通信系统，则两套通信系统按照优先级先后连接测试所有天线，将测得的各个天线的信号强度按照通信系统优先级进行排序，由优到差依次分配天线给对应通信系统的对应射频端口；如果为WIFI或LTE单通信系统，则只有WIFI通信系统或LTE通信系统连接测试所有天线，然后将测得的各个天线的信号强度进行排序，由优到差依次分配天线给对应通信系统的对应射频端口。智能冰箱会在初始开机时，提示用户选择优先使用的通信系统，冰箱日常使用时也会根据应用的不同需求，调整两个通信系统的优先级。

下面按照WIFI和LTE双通信系统，WIFI通信系统优先的情况来对本实用新型的工作过程进行详细说明。

首先，WIFI通信系统对所有天线进行连接测试，所述主处理系统控制第一天线端切换单元切换到所述第一选择端口，控制第二天线端切换单元切换到所述第三选择端口，控制第三天线端切换单元切换到所述第五选择端口，控制第四天线端切换单元切换到所述第七选择端口，所述WIFI通信系统先连接测试第一天线：所述主处理系统控制所述第一系统端切换单元连接第一天线端切换单元与WIFI通信系统的WIFI主射频端口，WIFI通信系统通过第一天线接收目标路由器发来的射频信号，WIFI主射频端口接收射频信号，通过WIFI通信系统的信号接收单元解调出有用信号发送给主处理系统，主处理系统的主处理器读取信号强度等有用信息，并保存在主存储器中；然后，WIFI通信系统依次连接测试第二天线、第三天线、第四天线，具体连接测试过程与WIFI通信系统连接测试第一天线的过程相同。所述WIFI通信系统测试完所有天线的接收性能并保存好数据后，LTE通信系统对所有天线进行连接测试，所述主处理系统控制第一天线端切换单元切换到所述第二选择端口，控制第二天线端切换单元切换到所述第四选择端口，控制第三天线端切换单元切换到所述第六选择端口，控制第四天线端切换单元切换到所述第八选择端口，所述LTE通信系统先连接测试第一天线：所述主处理系统控制所述第二系统端切换单元连接第一天线端切换单元与LTE通信系统的LTE主射频端口，LTE通信系统通过第一天线接收目标运营商基站发来的射频信号，LTE主射频端口接收射频信号，通过LTE通信系统的信号接收单元解调出有用信号发送给主处理系统，主处理系统的主处理器读取信号强度等有用信息，并保存在主存储器中；然后，LTE通信系统依次连接测试第二天线、第三天线、第四天线，具体连接测试过程与LTE通信系统连接测试第一天线的过程相同。所述LTE通信系统测试完所有天线的接收性能并保存好数据后，所述主处理器对保存的所有天线的信号强度进行分析对比，分别按照两种通信系统对射频性能的要求将所有天线进行排序，因WIFI通信系统优先，从优到差依次分配4个天线给WIFI主射频端口、WIFI辅射频端口、LTE主射频端口、LTE辅射频端口。

Claims (5)

1.一种应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：所述双系统多天线共享分配装置包括若干个天线和主处理系统及分别与主处理系统连接的WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元、若干个天线端切换单元，所述天线端切换单元的数量与所述天线的数量相同，所述主处理系统包括主处理器及分别与主处理器连接的主存储器、电源管理单元、逻辑控制单元，所述WIFI通信系统还分别与所述主处理系统、第一系统端切换单元连接，所述第一系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，所述LTE通信系统还分别与所述主处理系统、第二系统端切换单元连接，所述第二系统端切换单元还与若干个天线端切换单元分别连接，每个所述天线分别连接一个与其对应的天线端切换单元。

2.根据权利要求 1 所述的应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：所述主处理系统的主处理器分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元；所述主处理系统的电源管理单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元；所述主处理系统的逻辑控制单元分别连接所述WIFI通信系统、LTE通信系统、第一系统端切换单元、第二系统端切换单元和若干个天线端切换单元。

3.根据权利要求 1 所述的应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：所述第一系统端切换单元、第二系统端切换单元均设有两个公共端口和若干个选择端口，所述第一系统端切换单元的选择端口、第二系统端切换单元的选择端口的数量均与所述双系统多天线共享分配装置的天线数量相同。

4.根据权利要求 1 所述的应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：每个天线端切换单元均设有一个公共端口、两个选择端口。

5.根据权利要求 1或3 所述的应用于智能冰箱的双系统多天线共享分配装置，其特征在于：所述若干个天线的数量为4～6个，所述天线端切换单元、第一系统端切换单元的选择端口、第二系统端切换单元的选择端口的数量分别与所述双系统多天线共享分配装置的天线数量对应相同。