CN208174683U - 一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，涉及网络装置领域；其包括网络装置本体和设置在本体内部的控制装置，所述控制装置包括依次电性连接的WiFi定位单元、控制单元、无线单元和继电器，所述控制单元与继电器电性连接，所述网络装置本体两侧分别设置定向天线和全向天线，所述继电器分别与定向天线和全向天线电性连接；本实用新型解决了现有的网络装置采用固定类型天线导致资源浪费以及灵活性差的问题，达到了灵活改变天线类型，保证覆盖范围的同时提高信号强度的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络装置领域，尤其是一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置。
背景技术
网络装置是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径且按前后顺序发送信号。网络装置是互联网络的枢纽，目前网络装置已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军；其中网络装置采用的天线分为全向天线和定向天线两种，全向天线：在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，无方向性；一般情况下波瓣宽度越小，增益越大；全向天线在通信系统中一般应用距离近、覆盖范围大且价格便宜，增益一般在9dB以下。定向天线：在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，有方向性；同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大；定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远、覆盖范围小、目标密度大且频率利用率高的环境。WiFi定位原理：一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址；设备在开启WiFi的情况下即可扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密或者是否连接，甚至信号强度不足均可以显示在无线信号列表中，都可以获取到AP广播出来的MAC地址；设备将这些能够标示AP的数据发送到位置服务器，服务器检索出每一个AP的地理位置，并结合每个信号的强弱程度，计算出设备的地理位置并返回到用户设备实现定位。
现有的网络装置一般采用全向天线，但当无设备或者终端接入时，造成资源的浪费；多个设备或者终端接入时，信号强度会减小。因此需要一种能根据使用情况调节网络装置使用天线类型的网络装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，解决了现有的网络装置采用固定类型天线导致资源浪费以及灵活性差的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，包括网络装置本体和设置在本体内部的控制装置，所述控制装置包括依次电性连接的WiFi定位单元、控制单元、无线单元和继电器，所述控制单元与继电器电性连接，所述网络装置本体两侧分别设置定向天线和全向天线，所述继电器分别与定向天线和全向天线电性连接。
优选地，所述WiFi定位单元采用具有统计ID和扫描MAC地址功能的WiFi模块。
优选地，所述网络装置本体上设置两个旋转柱，所述定向天线和全向天线分别安装在旋转柱上实现旋转收纳。
优选地，所述WiFi定位单元与控制单元的电路连接如下：WiFi定位单元U3的TXD引脚与控制单元U2的22引脚连接，WiFi定位单元U3的RXD引脚与控制单元U2的21引脚连接，WiFi定位单元U3的VDD引脚连接VDD，WiFi定位单元U3的GND引脚连接GND，其RESET引脚连接控制单元U2的7引脚，其MAC扫描控制引脚连接控制单元U2的10引脚，其U-RTS引脚连接控制单元U2的13引脚，其U-CTS引脚连接控制单元U2的12引脚。
优选地，所述控制单元与继电器、无线单元的电路连接如下：控制单元U2的11引脚连接电阻R7后连接三极管Q11的基极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极连接二极管D6后连接继电器的2脚，三极管Q11的集电极还连接继电器的5脚，继电器的1脚和6脚均连接+12V，继电器的3脚连接无线单元U1输出端后连接定向天线，继电器的4脚连接无线单元U1输出端后连接全向天线，电阻R7经由电阻R25和发光二极管LED1后连接VCC3.3；无线单元U1的SDIO_IO2引脚连接电阻R5、电容C4和电阻R6后连接继电器的3脚和4脚，电阻R5还连接电容C5后连接GND，电容C5还连接电阻R9后连接GND，电容C4还连接电容C3后连接GND。
优选地，无线单元U1的SDIO_CLK1引脚、SDIO_CLK2引脚分别连接控制单元U2的15引脚和16引脚；其VBAT引脚连接控制单元U2的2引脚。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过设置全向天线和定向天线，设置WiFi定位实现接入网络装置的设备的数量以及定位信息，根据连接情况控制使用天线的类型，解决了现有的网络装置采用固定类型天线导致资源浪费以及灵活性差的问题，达到了灵活改变天线类型，保证覆盖范围的同时提高信号强度的效果；
2.本实用新型通过在无线单元上设置继电器，实现天线类型的切换；
3.本实用新型还在网络装置本体上旋转柱，实现旋转天线，便于收藏和整理，提高其使用的灵活性；
4.本实用新型的无线单元采用休眠模式和工作模式相互切换，实现保证无线通信的稳定性的同时降低整个装置的功耗，提高网络装置的实用性。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本实用新型的控制装置的系统框图；
图2是本实用新型的控制装置的电路图；
图3是本实用新型的网络装置本体结构示意图。
附图标记：1-全向天线，2-定向天线，3-网络装置本体，4-旋转柱。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-3对本实用新型作详细说明。
一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，包括网络装置本体3和设置在本体内部的控制装置，控制装置包括依次电性连接的WiFi定位单元、控制单元、无线单元和继电器，控制单元与继电器电性连接，网络装置本体3两侧分别设置定向天线2和全向天线1，继电器分别与定向天线2和全向天线1电性连接。WiFi定位单元采用具有统计ID和扫描MAC地址功能的WiFi模块。
实施例1
控制单元采用STM32系列单片机，无线单元采用BCM系列，WiFi定位单元采用HX-M02系列；继电器采用可单刀双掷的HRS系列。
WiFi定位单元与控制单元的电路连接如下：WiFi定位单元U3的TXD引脚与控制单元U2的22引脚连接，WiFi定位单元U3的RXD引脚与控制单元U2的21引脚连接，WiFi定位单元U3的VDD引脚连接VDD，WiFi定位单元U3的GND引脚连接GND，其RESET引脚连接控制单元U2的7引脚，其MAC扫描控制引脚连接控制单元U2的10引脚，其U-RTS引脚连接控制单元U2的13引脚，其U-CTS引脚连接控制单元U2的12引脚。
控制单元与继电器、无线单元的电路连接如下：控制单元U2的11引脚连接电阻R7后连接三极管Q11的基极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极连接二极管D6后连接继电器的2脚，三极管Q11的集电极还连接继电器的5脚，继电器的1脚和6脚均连接+12V，继电器的3脚连接无线单元U1输出端后连接定向天线，继电器的4脚连接无线单元U1输出端后连接全向天线，电阻R7经由电阻R25和发光二极管LED1后连接VCC3.3；无线单元U1的SDIO_IO2引脚连接电阻R5、电容C4和电阻R6后连接继电器的3脚和4脚，电阻R5还连接电容C5后连接GND，电容C5还连接电阻R9后连接GND，电容C4还连接电容C3后连接GND。
HX-M02模块具有两种工作模式，一为透明传输数据模式，二为MAC地址扫描模式，其的30引脚是控制MAC扫描模式的控制引脚，模块将监听环境中所有支持2.4G的终端，获取其的信号强度或者MAC地址或者IP地址，从串口发送监听结果，将对应引脚的电平从高电平置为低电平即可实现控制，根据IP地址实现接入设备的计数，根据MAC地址发送至服务器进行定位，根据信号强度计算相隔的距离，并采用三边测量法计算实现定位，因此该模块可实现接入设备的计数和接入设备的定位。
工作原理：根据WiFi定位单元获取的数据，控制单元进行处理并获取接入设备数量和接入设备的定位，若接入设备少且位置信息相差不远，则控制继电器的单刀双掷接通3脚，连接定向天线，实现节约资源的同时提高信号强度；若接入设备多且位置信息分散，则将则控制继电器的单刀双掷接通4脚，连接全向天线；实现根据接入设备的数量信息和定位信息合理控制天线的使用类型，保证信号强度的同时减少资源浪费。
实施例2
网络装置本体3上设置两个旋转柱4，定向天线2和全向天线1分别安装在旋转柱4上实现旋转收纳。通过转动天线，实现360度旋转，便于需要收藏时的收纳，同时也可通过旋转调节其的覆盖范围。
实施例3
无线单元U1的SDIO_CLK1引脚、SDIO_CLK2引脚分别连接控制单元U2的15引脚和16引脚；其VBAT引脚连接控制单元U2的2引脚。无线单元采用休眠模式和工作模式相互切换，休眠模式和工作模式对应的晶振频率不一致，其工作模式采用26MHZ，休眠模式采用32KHZ；实现保证无线通信的稳定性的同时降低整个装置的功耗，提高网络装置的实用性。
Claims (6)
1.一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，包括网络装置本体(3)和设置在本体内部的控制装置，其特征在于：所述控制装置包括依次电性连接的WiFi定位单元、控制单元、无线单元和继电器，所述控制单元与继电器电性连接，所述网络装置本体(3)两侧分别设置定向天线(2)和全向天线(1)，所述继电器分别与定向天线(2)和全向天线(1)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，其特征在于：所述WiFi定位单元采用具有统计ID和扫描MAC地址功能的WiFi模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，其特征在于：所述网络装置本体(3)上设置两个旋转柱(4)，所述定向天线(2)和全向天线(1)分别安装在旋转柱(4)上实现旋转收纳。
4.根据权利要求1所述的一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，其特征在于：所述WiFi定位单元与控制单元的电路连接如下：WiFi定位单元U3的TXD引脚与控制单元U2的22引脚连接，WiFi定位单元U3的RXD引脚与控制单元U2的21引脚连接，WiFi定位单元U3的VDD引脚连接VDD，WiFi定位单元U3的GND引脚连接GND，其RESET引脚连接控制单元U2的7引脚，其MAC扫描控制引脚连接控制单元U2的10引脚，其U-RTS引脚连接控制单元U2的13引脚，其U-CTS引脚连接控制单元U2的12引脚。
5.根据权利要求1所述的一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，其特征在于：所述控制单元与继电器、无线单元的电路连接如下：控制单元U2的11引脚连接电阻R7后连接三极管Q11的基极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极连接二极管D6后连接继电器的2脚，三极管Q11的集电极还连接继电器的5脚，继电器的1脚和6脚均连接+12V，继电器的3脚连接无线单元U1输出端后连接定向天线，继电器的4脚连接无线单元U1输出端后连接全向天线，电阻R7经由电阻R25和发光二极管LED1后连接VCC3.3；无线单元U1的SDIO_IO2引脚连接电阻R5、电容C4和电阻R6后连接继电器的3脚和4脚，电阻R5还连接电容C5后连接GND，电容C5还连接电阻R9后连接GND，电容C4还连接电容C3后连接GND。
6.根据权利要求5所述的一种基于全向天线和定向天线的可调网络装置，其特征在于：无线单元U1的SDIO_CLK1引脚、SDIO_CLK2引脚分别连接控制单元U2的15引脚和16引脚；其VBAT引脚连接控制单元U2的2引脚。
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