CN208226995U - 一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱，包括手提式防护箱，内置面板，面板集成电池板、主板、显示板、串口板和开关板；电池板集成有锂电池组和锂电池充放电保护电路；主板集成有5V稳压模块、3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块和电平转换模块；显示板由工控一体机构成，与电平转换模块连接，工控一体机的可触摸显示屏覆盖于面板正面；串口板集成有铱星串口、北斗串口和Zigbee串口；开关板集成有总开关、铱星开关、北斗开关、Zigbee开关和蓝牙开关。本实用新型尺寸较小，携带方便，可靠性高，可连接外部天线和外部工作站，支持手机、平板电脑的无线连接，可实现卫星通讯和无线通讯。

Description

一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱

技术领域

本实用新型属于海洋环境监测领域，更具体的说，是涉及一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱。

背景技术

在海洋环境监测领域，浮标、潜标、Argo、波浪能滑翔器、水下滑翔器等是获取定点海洋环境监测数据的最普遍的搭载平台。作为一种连续、长期、无人值守的观测系统，这些海洋环境监测设备一直以来备受海洋研究者和海洋工程人员的青睐。浮标、Argo、潜标、波浪能滑翔器、水下滑翔器等海洋环境监测系统往往布放于广袤的海面或一定深度的水下，为了能够掌控设备当前所在位置并获取最新的传感器数据，设备往往需要定时或者在每次出水后通过卫星将当前的坐标点与传感器信息发送到岸基监控站，同时岸基监控站也会根据海洋无人平台的实际情况发送一系列控制命令，如更改设备下潜深度、改变运行轨迹、更改通讯频率等。因此，岸基监控站必须配备一套设备能够实时接收海洋无人平台发送的数据进行解析处理，并能够通过人为干预发送指令至海洋无人平台对其进行相关控制。此外，海洋无人平台在布放之前，为保证能够顺利完成工作目标，有必要对海洋无人平台的性能进行一个综合的检测，包括传感器的数据校准、设备的运行状态及对平台设置一些工作参数等。要实现这种人机交互，也必须通过一个纽带来完成。因此设计一款带有短程无线通讯功能及远程卫星通讯功能的指挥箱设备，用于对海洋无人自主运行平台的控制，具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱，尺寸较小，携带方便，可靠性高，可连接外部天线和外部工作站，支持手机、平板电脑的无线连接，可实现卫星通讯和无线通讯。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱，包括手提式防护箱，所述手提式防护箱内设置有面板，所述面板集成有电池板、主板、显示板、串口板和开关板；

所述电池板集成有相互连接的锂电池组和锂电池充放电保护电路；

所述主板集成有5V稳压模块、3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee 模块、蓝牙模块和电平转换模块；所述5V稳压模块将电池板输出的电源稳压到 5V，分别为3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块进行供电；所述3.3V稳压模块将5V电源稳压至3.3V，分别为Zigbee模块、蓝牙模块、电平转换模块进行供电；所述电平转换模块对串口电平进行转换，将铱星模块、北斗模块、Zigbee 模块的TTL电平转换为232电平；

所述显示板由工控一体机构成，与电平转换模块连接，所述工控一体机的可触摸显示屏覆盖于面板正面；

所述串口板集成有铱星串口、北斗串口和Zigbee串口，将主板通过电平转换模块转换后的串口进行输出；

所述开关板集成有总开关、铱星开关、北斗开关、Zigbee开关和蓝牙开关，所述总开关连接于锂电池充放电保护电路和5V稳压模块之间，所述铱星开关连接于5V稳压模块和铱星模块之间，所述北斗开关连接于5V稳压模块和北斗模块之间，所述Zigbee开关连接于3.3V稳压模块和Zigbee模块之间，所述蓝牙开关连接于3.3V稳压模块和蓝牙模块之间。

所述手提式防护箱的上端盖设置有密封圈。

所述面板上设置有电池组充电接口，为电池板上的锂电池组进行充电。

所述面板上设置有LED指示灯组，包括总电源LED指示灯、铱星LED指示灯、北斗LED指示灯、Zigbee LED指示灯、蓝牙LED指示灯，分别连接主板上的3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块。

所述面板上设置有天线组，包括铱星天线、北斗天线、Zigbee天线、蓝牙天线，分别连接主板上的铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)手提式防护箱，尺寸较小，携带方便，且箱体自带密封圈，可有效防止漏水短路等情况的发生。

(2)纯硬件实现，可靠性高。手提式防护箱内部所有模块的设计连接均使用硬件实现，没有MCU芯片进行控制，因此不存在设备跑飞、死机等情况的发生。

(3)自容式电池设计。电池板集成一组二次锂电池，可在充电不方便的情况下使用。并含锂电池放电保护电路，可有效防止因过充、过放、短路等一系列意外情况引起的电池安全问题。如果在充电方便的情况下，可以选择使用外部 220V电源经电池组充电接口给箱体供电，从而节省电池电量。

(4)多模通讯方式选择。卫星通讯方面，可以选择当前比较主流的铱星或者北斗进行通讯；无线通讯方面，可以选择Zigbee通讯或者蓝牙通讯。每个通讯方式均有两种模式，可任意选择与切换，适用范围较广。

(5)自带可触摸显示屏。可触摸显示屏集成于箱体面板之上，显示屏自带处理器，可运行Windows XP或Windows 7操作系统，支持主流的软件，同时支持自主设计的上位机软件在触摸板上运行，在某些情况下可以替代外部的电脑等工作站使用。

(6)可连接外部工作站。在某些特殊情况下，自带的可触摸显示屏可能无法完成实际的任务需求，此时可通过三个外部串口连接外部的电脑等工作站的 COM口，从而实现外部工作站对指挥箱的控制。

(7)支持手机、平板电脑的无线连接。通过蓝牙功能，可实现指挥箱与手机、平板电脑的无线连接。连接后的手机或者平板电脑可作为操作终端，对指挥箱进行控制，在机动性和便利性方便，优势较大。

(8)数据收发一目了然。对指挥箱上带的所有模块，均增加了一个LED灯对其收发过程进行监视，即在收到或者发送数据时，LED灯进行闪烁指示，可直观的了解指挥箱的数据收发过程及每个模块的工作状态，增加了可靠性。

(9)可连接外部天线。考虑到指挥箱在室内是用的情况增加了几组天线接口，可连接外部的铱星、北斗、Zigbee及蓝牙的天线。可以保证在室内使用时的信号质量。

附图说明

图1是本实用新型多功能无线卫星双模通讯指挥箱的示意图；

图2是本实用新型多功能无线卫星双模通讯指挥箱的原理框图；

图3是本实用新型中锂电池组的电路图；

图4是本实用新型中锂电池保护电路图；

图5是本实用新型中5V稳压电路图；

图6是本实用新型中3.3V稳压电路图；

图7是本实用新型中磁珠或0欧电阻接地的电路图；

图8是本实用新型中铱星模块的电路图；

图9是本实用新型中北斗模块的电路图；

图10是本实用新型中Zigbee模块的电路图；

图11是本实用新型中蓝牙模块的电路图；

图12是本实用新型中电平转换模块的电路图；

图13是本实用新型中工控一体机的示意图；

图14是本实用新型中串口板原理图；

图15是本实用新型中开关板原理图。

附图标记:1电源开关组；2可触摸显示屏；3LED指示灯组；4上端盖； 5密封圈；6电池组充电接口；7天线组；8串口组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

当前，在无线通讯解决方案中，Zigbee通讯技术和蓝牙通讯技术是应用较为成熟的两种技术，在多数海洋自主移动平台上，两者应用较为广泛。因此，无线通讯方案选择Zigbee通讯和蓝牙通讯的双模无线通讯方案。卫星通讯方面，目前应用于海洋设备数据收发较为广泛的是铱星通讯技术和北斗通讯技术。铱星通讯是来自美国的通讯解决方案，其功耗低，封装小，模块价格相对便宜，全球范围内使用无盲区，可靠性较高，但也存在一些弊端，如通讯费用相对较高、安全性能较差等；北斗通讯技术是我国自主研发的卫星通讯技术，近几年发展迅速，其在我国周边海域使用信号强度极好，通讯费用相对低廉，但功耗较高，目前卫星覆盖率还不是很普遍。考虑到两者的优劣及使用的频度，卫星通讯方案选择中，也考虑将二者进行融合集成为铱星北斗双模卫星通讯。同时考虑到本指挥箱要应用于海洋平台的短程无线数据收发，势必会在船上或者岸边使用，不能保证外部供电一直提供，因此增加一组可充放电二次锂电池用于对指挥箱的供电十分有必要。此外，为了使用方便，增加一块可触摸的显示屏用于数据收发的显示。

本实用新型的多功能无线卫星双模通讯指挥箱，如图1所示，包括手提式防护箱，所述手提式防护箱内部设置有面板，所述面板集成有五大模块，电池板、主板、显示板、串口板和开关板，每个模块之间使用排线连接。所述手提式防护箱的上端盖4设置有密封圈5。所述面板上设置有电源开关组1、LED指示灯组 3、电池组充电接口6、天线组7和串口组8，所述电池组充电接口6为电池板上的锂电池组进行充电。手提式防护箱优选长宽高为280mm×260mm×200mm。

本实用新型多功能无线卫星双模通讯指挥箱的各个模块之间互相联系，协作完成对海洋无人平台的控制，其系统框架如图2所示。各部分主要功能分别为：

所述电池板集成有相互连接的锂电池组和锂电池充放电保护电路，为整个系统提供电源，同时在锂电池组充放电过程中进行保护，防止由于锂电池异常充放电(如过充、过放、短路等)造成损坏或爆炸，提高了安全等级。

所述主板集成有5V稳压模块、3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee 模块、蓝牙模块和电平转换模块。所述5V稳压模块将电池板输出的电源稳压到 5V，分别为3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块进行供电。所述3.3V稳压模块将5V电源稳压至3.3V，分别为Zigbee模块、蓝牙模块、电平转换模块进行供电。所述铱星模块、北斗模块、Zigbee模块均连接电平转换模块，电平转换模块对串口电平进行转换，将铱星模块、北斗模块、Zigbee模块的TTL电平转换为232电平。

其中，所述3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块分别连接有总电源LED指示灯、铱星LED指示灯、北斗LED指示灯、Zigbee LED 指示灯、蓝牙LED指示灯，构成设置于面板上的LED指示灯组3，将各个模块的工作状态以LED闪烁的形式进行指示。考虑到通讯模块对天线的要求，所述铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块分别连接有铱星天线、北斗天线、 Zigbee天线、蓝牙天线，构成设置于面板上的天线组7，当指挥箱在室内使用的时候，使用外接天线进行通讯，提高通讯的成功率。

所述显示板由工控一体机构成，与主板上的各个接口通过电平转换模块进行电平转换后直接相连，可替代外部的电脑等工作站使用，所述工控一体机的可触摸显示屏2覆盖于面板正面。

所述串口板集成有铱星串口、北斗串口和Zigbee串口，将主板通过电平转换模块转换后的串口进行输出，可直接连接外部的手机、电脑、工作站等外部设备，从而实现外部设备对指挥箱的控制。其中，铱星串口、北斗串口和Zigbee 串口构成设置于面板上的串口组8，铱星串口、北斗串口和Zigbee串口均连接电平转换模块。

所述开关板集成有总开关、铱星开关、北斗开关、Zigbee开关和蓝牙开关，构成设置于面板上的电源开关组1。

所述总开关连接于锂电池充放电保护电路和5V稳压模块之间，所述铱星开关连接于5V稳压模块和铱星模块之间，所述北斗开关连接于5V稳压模块和北斗模块之间，所述Zigbee开关连接于3.3V稳压模块和Zigbee模块之间，所述蓝牙开关连接于3.3V稳压模块和蓝牙模块之间。指挥箱所有的用电开关均集成于此，可保证指挥箱在使用锂电池组供电期间，最大限度的节省电量，提高指挥箱的续航时间。

(1)电池板

锂电池组采用16节锂电池进行8并2串组成，单只锂电池电压为3～4.2V，容量为1.7Ah，组合后的锂电池组总电压为6～8.4V，容量为13.6Ah，如图3所示。其中，BATTERY+、BATTERY-是16节锂电池8并2串组合后输出的总电源正与总电源负，BT1～BT16是16节锂电池。

为了安全起见，增加锂电池充放电保护电路，可以在锂电池的充电过程中，监控过压、过流、过放、短路等异常行为的发生，防止因为锂电池的异常充放电造成信标机电源系统的故障，根据实际情况，可选择日本精工半导体公司生产的锂电池专用保护芯片S-8252。S-8252系列内置高精度电压检测电路和延迟电路，是用于2节串联锂离子/锂聚合物可充电电池的保护IC。S-8252系列最适合于对 2节串联锂离子/锂聚合物可充电电池组的过充电、过放电和过电流的保护。通过 S-8252搭建的锂电池充放电保护电路如图4所示。

芯片S-8252的正电源输入端口VDD经第三电阻R3与锂电池组的总电源正 BATTERY+连接，电池正负极连接端口VC经第四电阻R4与锂电池组中串联节点B-连接，负电源输入端口VSS直接与锂电池组的总电源负BATTERY-连接，正电源输入端口VDD和负电源输入端口VSS之间连接有第三电容C3，电池正负极连接端口VC和负电源输入端口VSS之间连接有第六电容C6，放电控制端口DO和充电控制端口CO分别连接有第三晶体管Q3和第四晶体管Q4，第三晶体管Q3的源极与负电源输入端口VSS连接，第三晶体管Q3的漏极与第四晶体管Q4的漏极，第四晶体管Q4的源极经第五电阻R5与电压检测端口。

POWER+、POWER-是经过锂电池充放电保护电路保护后供给整个电路使用的负载电源的正极与负极；第三电阻R3、第四电阻R4是用以防止静电冲击及电源波动，并检测过充电电压值，电阻值均优选470Ω，电压检测比较精确；第五电阻R5是充电器反接抑制电阻，为控制充电器在逆连接时的流经电流，其值尽可能取大，在此选择2K效果较好；第三电容C3和第六电容C6为滤波电容，均优选为0.01pF；第三晶体管Q3为N沟道MOSFET，用于电源的放电控制；第四晶体管Q4为N沟道MOSFET，用于电源的充电控制。

(2)主板

主板第一部分是稳压模块，其分为两块，5V稳压模块选择一块5V的LDO (电源稳压芯片)，3.3V稳压模块选择一块3.3V的LDO。5V稳压模块输出电源供给铱星模块和北斗模块使用，3.3V稳压模块主要用于Zigbee模块、蓝牙模块、总电源LED指示灯及电平转换模块使用。

5V稳压模块的电路如图5所示，采用7805，1脚为电源输入口、2脚为接地端口、3脚为电源输出口。1脚连接有二极管SK54，二极管SK54防止电源反接，2脚接地，1脚和2脚之间并联有第四电容C4和第九电容C9，2脚和3脚之间连接有第五电容C5。第四电容C4和第五电容C5均为滤波电容，均选取无极性独石电容，容量为0.01uF；第九电容C9为整流电容，整合来自锂电池组输出的电源，选取极性钽电容，容量为2.2uF/16V。

3.3V稳压模块的电路如图6所示，采用ASM1117，1脚为接地端口GND、 2脚为电源输出口、3脚为电源输入口。1脚接地，1脚和2脚之间并联有第二电容C2和第八电容C8，1脚和3脚之间并联有第一电容C1和第七电容C7。第一电容C1和第二电容C2均为滤波电容，选取无极性独石电容，容量为0.01uF；第七电容C7和第八电容C8均为整流电容，选取极性钽电容，容量均为10uF/16V。

除此之外，对5V稳压模块中地线部分使用第一磁珠或0欧电阻FB1进行连接，3.3V稳压模块中地线部分使用第一磁珠或0欧电阻FB2进行连接，如图7 所示。

主板上集成的铱星模块选用IRIDIUM的9602模块作为指挥箱的卫星通讯手段。IRIDIUM9602的主要特点有(1)双向数据传输；(2)频率：1616MHz ～1626.5MHz；(3)传输距离远，覆盖全球；(4)透明数据传输，无附加协议，编程方便；(5)通信接口为TTL接口，方便与MCU直接连接；(6)功耗较低，静态平均功耗≤1W；(7)体积小，安置简单，可适用于小型仪器。

如图8所示，1脚和2脚均为电源正端口，3脚和4脚均为电源地端口，6 脚为数据发送端口，7脚为数据接收端口，8脚、15脚和15脚均为信号地端口、 20脚为铱星外部LED接口，21脚为铱星外部天线接口。3脚、4脚、8脚、15 脚和18脚均接地；铱星数据的收发通过6脚、7脚完成；20脚连接铱星LED指示灯LED_IRDM，铱星模块上电灯亮，掉电灯灭；21脚连接铱星天线 ANT_IRIDIUM。

除了铱星模块，主板还集成了北斗模块，选用博纳雨天自主研制的TM0558，集成了射频收发芯片BN622、5W功放芯片BN161P，以及基带芯片和LNA电路，通过外接SIM卡和无源天线即可实现北斗一号的短报文通信功能和定位功能。北斗模块采用邮票孔的表贴封装，集成度高，功耗低(发射功率≤5W；待机功耗≤0.65w)，同等设计应用条件下该模块已经做到业界领先的外形尺寸 38mm×38mm×3.5mm，并且其内置相关电源转换电路，外部仅需单独+5V供电即可，极大的降低了系统集成时对布局面积的要求。非常适合小型化手持终端、个人佩戴终端以及高集成度系统内置应用的场景。

如图9所示，1脚、3脚、4脚、9脚、11脚、16脚、18脚、19脚、20脚、 22脚、23脚、27脚、28脚、29脚、33脚和35脚均为接地端口，均接地。2脚为射频发射端口，17脚为射频接收端口，2脚和17脚均连接北斗天线 ANT_TM0558。5脚、6脚、7脚和8脚均为SIM卡接口，14脚为串口发送端， 15脚为串口接收端，24脚为北斗外部LED接口，连接有北斗LED指示灯 LED_TM0558，北斗信号强闪烁，信号弱常亮。30脚、31脚、32脚和36脚均为电源端口。34脚为电源使能接口，高电平有效，34脚和35脚之间连接有第十电容C10，容值为10nF。

无线通讯手段方面，主板上集成的Zigbee技术是一种功率消耗很低的局域网通讯协议，该协议传输距离短、功率低且属于无线通讯。选用SM63A作为 Zigbee模块。SM63A工作电压为1.8～3.6V，工作功率较低，接收电流为18.5mA，发送电流为25mA，支持多信道通讯，自动避免信道干扰，SM63A使用频率为 240MHz～930MHz，数据传输速率为1200～38400Bit/s。

如图10所示，1脚为电源地端口，接地；2脚为电源正端口，3脚为数据接收端口，4脚为数据发送端口；5脚为Zigbee外部LED接口，连接有Zigbee LED 指示灯LED_ZIGBEE；10脚为外部天线接口，连接有Zigbee天线ANT_ZIGBEE。

考虑到指挥箱连接电脑的等较大工作站外部设备时的不便利性，增加蓝牙通讯功能，可与日常使用的手机、平板电脑等进行连接。将蓝牙作为Zigbee通讯的中继，即可通过手机、平板电脑等带有蓝牙功能的设备通过指挥箱上携带的 Zigbee进行数据收发。蓝牙模块选用深圳市四海盛电科技有限公司研发的 SH-HC-06蓝牙模块。采用英国CSR公司BlueCore4-Ext芯片，遵循蓝牙V2.0+ EDR蓝牙规范，最高传输速率可达2.1M，传输距离超过20米。支持UART接口，并支持SPP蓝牙串口协议，具有成本低、体积小、收发灵敏性高等优点，只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。在软件方面支持AT指令，用户可根据需要使用AT指令更改串口波特率、设备名称、配对密码等参数，使用灵活。供电电源为3.1～4.2V，配对功耗30～40Ma，配对完毕通信8mA。该模块主要用于短距离的数据无线传输领域。可以方便的和PC机的蓝牙设备相连，也可以两个模块之间的数据互通。避免繁琐的线缆连接，能直接替代串口线。

如图11所示，BLUTH芯片的1脚为蓝牙外部LED接口，连接有蓝牙LED 指示灯LED_BLUTH，连接前闪烁，连接后常亮，可实现对蓝牙工作状态的指示功能；2脚为串口数据接收端口，与Zigbee模块中的3脚连接；3脚为串口数据发送端口，与Zigbee模块中的4脚连接；4脚为电源地端口，接地；5脚为电源正端口，6脚为外部天线接口，连接有蓝牙天线ANT_BLUTH。

考虑到铱星、北斗、Zigbee和蓝牙均是使用TTL电平，而电脑等工作台的串口电平一般都为RS-232电平。因此使用两个MAX3232芯片对接口电平进行转换。MAX3232收发器采用专有的低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0V 至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能。器件仅需4个104(0.1μF) 的外部小尺寸电荷泵电容。确保在120kbps数据速率下维持RS-232输出电平。 MAX3232提供1μA关断模式，有效降低功耗并延长便携式产品的电池使用寿命。关断模式下，接收器保持有效状态，对外部设备(例如调制解调器)进行监测，仅消耗1μA电源电流。

如图12所示，图(a)中芯片MAX3232A的1脚为倍压电荷泵电容的正端口，3脚为倍压电荷泵电容的负端口，1脚和3脚之间连接有第十一电容C11。4 脚为反相电荷泵电容的正端口，5脚为反相电荷泵电容的负端口，4脚和5脚之间连接有第十二电容C12。2脚为电荷泵电压正端口，该端口经第十五电容C15 后接地；6脚为电荷泵电压负端口，该端口经第十四电容C14后接地；15脚为电源地端口，接地；16脚为供电电源端口，连接3.3V稳压模块的输出端，采用 3.3V稳压模块输出的直流电源供电，16脚该端口经第十三电容C13后接地。11 脚为TTL/CMOS发送器输入端口，连接铱星模块中IRIDIUM的6脚；12脚为 TTL/CMOS接收器输出端口，连接铱星模块中IRIDIUM的7脚；9脚为 TTL/CMOS接收器输出端口，连接Zigbee模块的3脚；10脚为RS-232接收器输入端口，连接Zigbee模块的4脚；7脚为RS-232发送器输出端口，8脚为RS-232 接收器输入端口，13脚为RS-232接收器输入端口，14脚为RS-232发送器输出端口。其中，第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容 C14、第十五电容C15均为104(0.1μF)的外部小尺寸电荷泵电容。

如图12所示，图(b)中芯片MAX3232B的1脚为倍压电荷泵电容的正端口，3脚为倍压电荷泵电容的负端口，1脚和3脚之间连接有第十六电容C16。4 脚为反相电荷泵电容的正端口，5脚为反相电荷泵电容的负端口，4脚和5脚之间连接有第十七电容C17。2脚为电荷泵电压正端口，该端口经第二十电容C20 后接地；6脚为电荷泵电压负端口，该端口经第十九电容C19后接地；15脚为电源地端口，接地；16脚为供电电源端口，连接3.3V稳压模块的输出端，采用 3.3V稳压模块输出的直流电源供电，16脚该端口经第十八电容C18后接地。11 脚为TTL/CMOS发送器输入端口，连接北斗模块中TM0558的14脚；12脚为 TTL/CMOS接收器输出端口，连接北斗模块中TM0558的15脚；13脚为RS-232 接收器输入端口，14脚为RS-232发送器输出端口。其中，第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20均为104 (0.1μF)的外部小尺寸电荷泵电容。

(3)显示板

显示板的工控一体机选用朗歌斯生产的LS530CM，如图13所示，(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为后视图，具体参数表1所示。

表1

(4)串口板

串口板由3个DB9接头依次排列构成，DB9接头采用三线制，即接收线、发送线及地线。3个DB9在箱体内部通过MAX3232芯片分别连接铱星、北斗及 Zigbee的串口；在外部通过串口转接线连接电脑等工作站的COM口。从而实现电脑等工作站对铱星、北斗及Zigbee等的直接控制。原理图如图14所示，图(a)中，DB9-9602为铱星串口，2脚连接电平转换模块中芯片MAX3232A的13脚， 3脚连接电平转换模块中MAX3232A的14脚，5脚接地。图(b)中，DB9-0558 为北斗串口，2脚连接电平转换模块中芯片MAX3232B的13脚，3脚连接电平转换模块中MAX3232B的14脚，5脚接地。图(c)中，DB9-Zigbee为Zigbee 串口，2脚连接电平转换模块中芯片MAX3232A的8脚，3脚连接电平转换模块中MAX3232A的7脚，5脚接地。

(5)开关板

由于指挥箱在某些特殊情况下(如岸边、床上、荒野等)需要使用电池供电，因此降低能耗、节省电量，增加续航时间十分有必要。考虑到指挥箱携带模块众多，在同一个时间段内并非所有模块同时工作，因此需要给所有模块均增加一个电源开关。在模块使用期间，打开电源开关，模块工作；在模块不使用期间，关闭电源开关，模块掉电。这种方式不仅简单可靠，而且可以从电源根部对模块的耗能进行截止，可最大范围的降低功耗，增加指挥箱的续航时间。在电源开关选择上，总开关SW_MAIN、铱星开关SW_IRDM、北斗开关SW_TM0558、Zigbee 开关SW_ZIGBEE、蓝牙开关SW_BLUTH均选择使用带有LED指示灯的开关，即开关闭合，LED灯亮；开关断开，LED熄灭。可直观有效的防止因为误操作导致某个开关常闭而造成的能耗浪费。

图15为开关连接原理图，铱星开关SW_IRDM的1脚不连接，2脚与3脚短路连接控制铱星模块，直接连接IRIDIUM的1脚和2脚；4脚连接5V稳压模块的输出端，实现采用5V稳压模块输出的直流电源为铱星模块供电；5脚接地。北斗开关SW_TM0558的1脚不连接，2脚与3脚短路连接控制北斗模块，直接连接M0558的30脚、31脚、32脚和36脚；4脚连接5V稳压模块的输出端，实现采用5V稳压模块输出的直流电源为北斗模块供电；5脚接地。Zigbee开关 SW_ZIGBEE的1脚不连接，2脚与3脚短路连接控制Zigbee模块，直接连接 ZIGBEE的2脚；4脚连接3.3V稳压模块的输出端，实现采用3.3V稳压模块输出的直流电源为Zigbee模块供电；5脚接地。蓝牙开关SW_BLUTH的1脚不连接，2脚与3脚短路连接控制蓝牙模块，直接连接BLUTH的5脚；4脚连接3.3V 稳压模块的输出端，实现采用3.3V稳压模块输出的直流电源为蓝牙模块供电；5 脚接地。总开关SW_BLUTH的1脚不连接，2脚与3脚短路连接5V稳压电路中二极管SK54输入端；4脚连接锂电池充放电保护电路的负载电源正极 POWER+，控制总体供电情况；5脚接地。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种多功能无线卫星双模通讯指挥箱，包括手提式防护箱，其特征在于，所述手提式防护箱内设置有面板，所述面板集成有电池板、主板、显示板、串口板和开关板；

所述电池板集成有相互连接的锂电池组和锂电池充放电保护电路；

所述主板集成有5V稳压模块、3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块和电平转换模块；所述5V稳压模块将电池板输出的电源稳压到5V，分别为3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块进行供电；所述3.3V稳压模块将5V电源稳压至3.3V，分别为Zigbee模块、蓝牙模块、电平转换模块进行供电；所述电平转换模块对串口电平进行转换，将铱星模块、北斗模块、Zigbee模块的TTL电平转换为232电平；

所述显示板由工控一体机构成，与电平转换模块连接，所述工控一体机的可触摸显示屏(2)覆盖于面板正面；

所述串口板集成有铱星串口、北斗串口和Zigbee串口，将主板通过电平转换模块转换后的串口进行输出；

所述开关板集成有总开关、铱星开关、北斗开关、Zigbee开关和蓝牙开关，所述总开关连接于锂电池充放电保护电路和5V稳压模块之间，所述铱星开关连接于5V稳压模块和铱星模块之间，所述北斗开关连接于5V稳压模块和北斗模块之间，所述Zigbee开关连接于3.3V稳压模块和Zigbee模块之间，所述蓝牙开关连接于3.3V稳压模块和蓝牙模块之间。

2.根据权利要求1所述的多功能无线卫星双模通讯指挥箱，其特征在于，所述手提式防护箱的上端盖(4)设置有密封圈(5)。

3.根据权利要求1所述的多功能无线卫星双模通讯指挥箱，其特征在于，所述面板上设置有电池组充电接口(6)，为电池板上的锂电池组进行充电。

4.根据权利要求1所述的多功能无线卫星双模通讯指挥箱，其特征在于，所述面板上设置有LED指示灯组(3)，包括总电源LED指示灯、铱星LED指示灯、北斗LED指示灯、Zigbee LED指示灯、蓝牙LED指示灯，分别连接主板上的3.3V稳压模块、铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块。

5.根据权利要求1所述的多功能无线卫星双模通讯指挥箱，其特征在于，所述面板上设置有天线组(7)，包括铱星天线、北斗天线、Zigbee天线、蓝牙天线，分别连接主板上的铱星模块、北斗模块、Zigbee模块、蓝牙模块。