CN208272970U - 一种无线中继器和新型多媒体数据无线中继传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线中继器，包括信号收发电路单元、控制器以及电源处理模块，在控制器和信号收发电路单元之间连接有一条状态反馈线，电源处理模块和信号收发电路单元之间连接有一个电子开关，电子开关由控制器进行控制。该无线中继器具有能够自动检测中继器的工作状态，并在工作异常时，由控制器控制信号收发电路单元进行重启以实现信号的重新传输，避免了信息的丢失并且减少了人工维护。

Description

一种无线中继器和新型多媒体数据无线中继传输系统

技术领域

本实用新型涉及一种无线中继器和具有该无线中继器的新型多媒体数据无线中继传输系统。

背景技术

无线通信技术在应急指挥通信、抢险救灾、军事演习、作战指挥及工程领域都有广泛应用。通常，现场人员需要将现场发生的视频、语音等各种信息实时的传送到指挥中心，指挥中心也需要向现场发送各种指令等数据。

但是由于无线通讯信号会随着通讯距离的增大而减弱，从而导致远距离无线通讯数据无法被发送到指定位置。为了解决远距离无线数据的传输，通常会采用一个或多个无线中继器作为无线信号的重新发送或转发来扩大转发距离。

然而，现有的无线中继器在有雷击或电磁干扰等状态下，容易造成中继器信号传输错误或者死机等运行不正常的情况，当中继器运行不正常时则需要工作人员对其进行重新启动已恢复数据的传输，这样既造成了数据的丢失或传输的时间延后，又增加的工作人员的工作负担。

实用新型内容

本实用新型针对以上的问题提出了一种新型多媒体数据无线中继传输系统。本实用新型采用的技术手段如下：

一种无线中继器，包括，第一信号收发电路单元、第一控制器以及第一电源处理模块，所述第一信号收发电路单元包括外置天线Ⅰ、信号放大电路Ⅰ和无线传输芯片Ⅰ，所述外置天线Ⅰ与信号放大电路Ⅰ连接，用于将外置天线Ⅰ接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅰ发送，所述信号放大电路Ⅰ与无线传输芯片Ⅰ连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，所述无线传输芯片Ⅰ与第一控制器连接，所述第一控制器用于控制无线信号的接入和中继，所述无线传输芯片Ⅰ具有一个状态引脚，所述状态引脚与第一控制器连接形成状态反馈线Ⅰ用于监测无线传输芯片Ⅰ的工作状态，所述无线中继器还包括电子开关Ⅰ，所述电子开关Ⅰ的输入端与第一电源处理模块的输出端连接，所述电子开关Ⅰ的输出端分别与信号放大电路Ⅰ和无线传输芯片Ⅰ的电源引脚连接，所述电子开关Ⅰ的控制引脚与第一控制器连接；

进一步地，还包括第二控制器和显示单元，所述第二控制器与第一控制器连接用于监测和控制中继器的工作，所述显示单元与第二控制器连接用于中继器的控制和状态显示；

进一步地，包括多组第一信号收发电路单元，所述多组第一信号收发电路单元并联连接，每一组的信号收发电路的第一控制器通过SPI接口与第二控制器连接；

进一步地，包括多组第一信号收发电路单元，所述多组第一信号收发电路单元并联连接，每一组的信号收发电路的第一控制器通过SPI接口与第二控制器连接，所述多组第一信号收发电路单元通过功分器共用一个外置天线Ⅰ；

进一步地，外置天线Ⅰ为定向与全向结合天线；

进一步地，所述无线传输芯片Ⅰ与第一控制器连接通过SPI接口连接，所述第一信号收发电路单元的收发频率范围是300MHz-3GHz；

一种新型多媒体数据无线中继传输系统，包括无线链路管理器和至少一个无线中继器，所述无线中继器采用本实用新型所公开的无线中继器；

进一步地，所述无线链路管理器包括第二信号收发电路单元、第三控制器、第二电源处理模块，所述第二信号收发电路单元包括外置天线Ⅱ、信号放大电路Ⅱ和无线传输芯片Ⅱ，所述外置天线Ⅱ与信号放大电路Ⅱ连接，用于将外置天线Ⅱ接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅱ发送，所述信号放大电路Ⅱ与无线传输芯片Ⅱ连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，所述无线传输芯片Ⅱ与第三控制器连接，所述无线传输芯片Ⅱ具有一个状态引脚，所述状态引脚与第三控制器连接形成状态反馈线Ⅱ用于监测无线传输芯片Ⅱ的工作状态，所述无线中继器还包括电子开关Ⅱ，所述电子开关Ⅱ的输入端与第二电源处理模块的输出端连接，所述电子开关Ⅱ的输出端分别与信号放大电路Ⅱ和无线传输芯片Ⅱ的电源引脚连接，所述电子开关Ⅱ的控制引脚与第三控制器连接；

进一步地，所述无线链路管理器包括多组第二信号收发电路单元，所述多组第二信号收发电路单元并联连接，所述无线链路管理器还包括第四控制器和第二显示模块，所述第二显示模块与第四控制器连接，每一组的信号收发电路单元的第三控制器通过SPI接口与第四控制器连接，所述每组第二信号收发电路单元各具有一个外置天线Ⅱ/通过功分器共用一个外置天线Ⅱ。

与现有技术比较，本实用新型所述的无线中继器具有以下有益效果：1、通过将无线传输芯片的状态引脚与第一控制器连接，并且增加了电子开关，使得控制器能够自动检测中继器的工作状态，并且在检测到工作异常时，控制器控制无线传输芯片和信号放大电路进行重启以实现数据的再次传输，减少了中继器工作异常时，数据传输的延时；2、该无线中继器还包括第二控制器和显示单元，方便对中继器进行调试、控制和显示各种工作状态和操作过程；3、该无线中继器包括多组信号收发单元，使得该无线中继器可以用于同时进行接收和发射信号，也可以在一组或多组信号收发单元损坏后，其它组的信号收发单元仍能够继续工作，保证了工作的可靠性；4、本实用新型公开的多媒体数据无线传输系统具有结构简单，工作性能可靠，使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本实用新型公开的无线中继器的第一种实施例的模块结构示意图；

图2为本实用新型公开的无线链路管理器的模块结构示意图；

图3为本实用新型公开的无线中继器的第二种实施例的模块结构示意图；

图4为本实用新型公开的多媒体数据无线中继传输系统的模块结构示意图；

图5为本实用新型公开的无线中继器中无线传输芯片的电路结构示意图；

图6为本实用新型公开的无线中继器中第一控制器和电子开关的电路结构示意图；

图7为电源处理模块的电路结构示意图。

图中：10、第一信号收发电路单元，100、外置天线Ⅰ，101、信号放大电路Ⅰ，102、无线传输芯片Ⅰ，11、第一控制器，12、第一电源处理模块，13、状态反馈线Ⅰ，14、电子开关Ⅰ，15、第二控制器，16、第一显示单元，17、功分器，18、第一看门狗电路；

20、第二信号收发电路单元，200、外置天线Ⅱ，201、信号放大电路Ⅱ，202、无线传输芯片Ⅱ，21、第三控制器，22、第二电源处理模块，23、状态反馈线Ⅱ，24、电子开关Ⅱ，25、第四控制器，26、第二显示模块，27、第二看门狗电路。

具体实施方式

实施例1

如图1所示为本实用新型公开的无线中继器，包括，第一信号收发电路单元10、第一控制器11以及第一电源处理模块12，其中第一控制器11可以采用单片机/DSP/FPGA等进行数据处理，第一信号收发电路单元10包括外置天线Ⅰ100、信号放大电路Ⅰ101和无线传输芯片Ⅰ102，外置天线Ⅰ100采用定向与全向结合形式的天线，外置天线Ⅰ100与信号放大电路Ⅰ101连接，用于将外置天线Ⅰ100接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅰ100发送，信号放大电路Ⅰ101与无线传输芯片Ⅰ102连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，无线传输芯片Ⅰ102与第一控制器11通过SPI接口连接，第一控制器11用于控制无线信号的接入和中继，第一信号收发电路单元10的收发频率范围是300MHz-3GHz。无线传输芯片Ⅰ102具有一个状态引脚，状态引脚与第一控制器11的一个引脚连接形成状态反馈线Ⅰ13用于监测无线传输芯片Ⅰ102的工作状态，无线中继器还包括电子开关Ⅰ14，电子开关Ⅰ14的输入端与第一电源处理模块12的输出端连接，电子开关Ⅰ14的输出端分别与信号放大电路Ⅰ101和无线传输芯片Ⅰ102的电源引脚连接，电子开关Ⅰ14的控制引脚与第一控制器11连接。具体地，在该无线中继器正常工作过程中，第一控制器11控制电子开关Ⅰ14闭合，第一电源处理模块12向信号放大电路Ⅰ101和无线传输芯片Ⅰ102提供合适的工作电压，无线传输芯片Ⅰ102的状态引脚为低电平，无线中继器每完成一次信号接收或传输时，第一控制器11检测一次无线传输芯片Ⅰ102的状态引脚，当检测到状态引脚为低电平时，无线中继器继续下一次的信号接收或转发，当无线中继器的工作异常时，状态引脚变为高电平，当第一控制器11检测到状态引脚为高电平后，第一控制器11控制电子开关Ⅰ14的控制引脚，使电子开关Ⅰ14断开，使得信号放大电路Ⅰ101和无线传输芯片Ⅰ102断电，之后第一控制器11再次控制电子开关Ⅰ14闭合，使得信号放大电路Ⅰ101和无线传输芯片Ⅰ102重新获得工作电压，完成对无线中继器的重启。

进一步地，该无线中继器还包括第二控制器15和第一显示单元16，第二控制器15与第一控制器11通过SPI接口连接用于监测和控制无线中继器的工作，第二控制器15还连接有第一看门狗电路18用于对第二控制器15进行监测以防止第二控制器因静电或电磁干扰等原因造成程序跑飞或死机等状况，第二控制器15还连接有第一显示单元16，第一显示单元16用于对无线中继器的控制和状态进行显示。

进一步地，该无线中继器包括多组第一信号收发电路单元10，多组第一信号收发电路单元10并联连接，每一组的信号收发电路单元10的第一控制器11通过SPI接口与第二控制器15连接以便于第二控制器15对每一组第一信号收发电路单元进行控制、监和显示。多组第一信号收发电路单元可以共用一个电子开关Ⅰ，也可以每一组信号收发电路单元单独连接一个电子开关Ⅰ以便于控制器单独对每一路进行控制。当该无线中继器具有多组第一信号收发电路时，如图1所示，每组信号收发电路可以分别具有一个外置天线Ⅰ100以实现无线信号的接收和发送，如图3所示，多组第一信号收发电路单元也通过功分器17共用一个外置天线Ⅰ100以实现无线信号的接收和发送。

在本实施例中，如图5、图6和图7所示，第一控制器11采用STM32F03F4P6芯片，无线传输芯片Ⅰ102采用Ra-01模块的无线传输芯片，Ra-01无线传输芯片的第15引脚(NSS引脚)为该芯片的状态引脚，STM32F03F4P6芯片通过SPI接口与Ra-01芯片连接，同时Ra-01芯片的第15引脚(NSS引脚)与STM32F03F4P6芯片的第10引脚(PA4/NSS1)连接，STM32F03F4P6芯片的第14引脚(PB1)与电子开关Ⅰ14(图6中的K1为电子开关)的控制引脚连接，电子开关Ⅰ14的输入引脚与第一电源处理模块的输出引脚连接，如图7所示，在本实施例中，第一电源处理模块12采用ASM1117-3.3芯片，用于将外界的直流电源转换成信号放大电路Ⅰ和无线传输芯片Ⅰ工作所需要的工作电压3.3V，电子开关Ⅰ的输出引脚与信号放大电路Ⅰ和无线传输芯片Ⅰ的电源引脚连接，在电子开关Ⅰ闭合时，第一电源处理模块通过电子开关Ⅰ向其提供工作电压。

实施例2

如图4所示为本实用新型公开的一种新型多媒体数据无线中继传输系统，包括无线链路管理器和至少一个无线中继器，无线中继器采用本实用新型所公开的无线中继器，无线链路管理器用于对无线中继器进行监视和管理，多个无线中继器用于进行信号的接收和中继。如图2所示为本实用新型中无线链路管理器的模块结构示意图，包括第二信号收发电路单元20、第三控制器21、第二电源处理模块22，第二信号收发电路单元20包括外置天线Ⅱ200、信号放大电路Ⅱ201和无线传输芯片Ⅱ202，外置天线Ⅱ200与信号放大电路Ⅱ201连接，用于将外置天线Ⅱ200接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅱ200发送，信号放大电路Ⅱ201与无线传输芯片Ⅱ202连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，无线传输芯片Ⅱ202与第三控制器21连接，无线传输芯片Ⅱ202具有一个状态引脚，态引脚与第三控制器21连接形成状态反馈线Ⅱ23用于监测无线传输芯片Ⅱ202的工作状态，无线链路管理器还包括电子开关Ⅱ24，电子开关Ⅱ24的输入端与第二电源处理模块22的输出端连接，电子开关Ⅱ24的输出端分别与信号放大电路Ⅱ201和无线传输芯片Ⅱ202的电源引脚连接，电子开关Ⅱ24的控制引脚与第三控制器21连接。进一步地，无线链路管理器包括多组第二信号收发电路单元20，多组第二信号收发电路单元20并联连接，无线链路管理器还包括第四控制器25和第二显示模块26，第二显示模块26与第四控制器25连接用于对无线中继器进行控制和管理过程的显示，每一组的信号收发电路单元的第三控制器21通过SPI接口与第四控制器25连接，如图2所示，当无线链路管理器具有多组第二信号收发电路时，每组第二信号收发电路单元20可以各具有一个外置天线Ⅱ200进行信号接收和中继，多组第二信号收发电路单元也可以通过功分器共用一个外置天线Ⅱ以进行信号的接收和中继。在实际电路设计和生产过程中，无线链路管理器中的控制器、无线传输芯片、显示模块以及电源处理模块等可以采用相同的芯片以及电路连接关系。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线中继器，包括，第一信号收发电路单元(10)、第一控制器(11)以及第一电源处理模块(12)，所述第一信号收发电路单元(10)包括外置天线Ⅰ(100)、信号放大电路Ⅰ(101)和无线传输芯片Ⅰ(102)，所述外置天线Ⅰ(100)与信号放大电路Ⅰ(101)连接，用于将外置天线Ⅰ(100)接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅰ(100)发送，所述信号放大电路Ⅰ(101)与无线传输芯片Ⅰ(102)连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，所述无线传输芯片Ⅰ(102)与第一控制器(11)连接，所述第一控制器(11)用于控制无线信号的接入和中继，其特征在于；所述无线传输芯片Ⅰ(102)具有一个状态引脚，所述状态引脚与第一控制器(11)连接形成状态反馈线Ⅰ(13)用于监测无线传输芯片Ⅰ(102)的工作状态，所述无线中继器还包括电子开关Ⅰ(14)，所述电子开关Ⅰ(14)的输入端与第一电源处理模块(12)的输出端连接，所述电子开关Ⅰ(14)的输出端分别与信号放大电路Ⅰ(101)和无线传输芯片Ⅰ(102)的电源引脚连接，所述电子开关Ⅰ(14)的控制引脚与第一控制器(11)连接。

2.根据权利要求1所述的无线中继器，其特征在于：还包括第二控制器(15)和第一显示单元(16)，所述第二控制器(15)与第一控制器(11)连接用于监测和控制中继器的工作，所述第一显示单元(16)与第二控制器(15)连接用于中继器的控制和状态显示。

3.根据权利要求1或2所述的无线中继器，其特征在于：包括多组第一信号收发电路单元(10)，所述多组第一信号收发电路单元(10)并联连接，每一组的信号收发电路单元(10)的第一控制器(11)通过SPI接口与第二控制器(15)连接。

4.根据权利要求1或2所述的无线中继器，其特征在于：包括多组第一信号收发电路单元(10)，所述多组第一信号收发电路单元(10)并联连接，每一组的信号收发电路单元(10)的第一控制器(11)通过SPI接口与第二控制器(15)连接，所述多组第一信号收发电路单元(10)通过功分器(17)共用一个外置天线Ⅰ(100)。

5.根据权利要求1所述的无线中继器，其特征在于：外置天线Ⅰ(100)为定向与全向结合天线。

6.根据权利要求1所述的无线中继器，其特征在于：所述无线传输芯片Ⅰ(102)与第一控制器(11)连接通过SPI接口连接，所述第一信号收发电路单元(10)的收发频率范围是300MHz-3GHz。

7.一种新型多媒体数据无线中继传输系统，包括无线链路管理器和至少一个无线中继器，其特征在于：所述无线中继器采用权利要求1至5中任意一项所述的无线中继器。

8.根据权利要求7所述的新型多媒体数据无线中继传输系统，其特征在于：所述无线链路管理器包括第二信号收发电路单元(20)、第三控制器(21)、第二电源处理模块(22)，所述第二信号收发电路单元(20)包括外置天线Ⅱ(200)、信号放大电路Ⅱ(201)和无线传输芯片Ⅱ(202)，所述外置天线Ⅱ(200)与信号放大电路Ⅱ(201)连接，用于将外置天线Ⅱ(200)接收的信号进行放大或将待发送的信号放大后由外置天线Ⅱ(200)发送，所述信号放大电路Ⅱ(201)与无线传输芯片Ⅱ(202)连接，用于对接收的信号进行解调或将待发送的信号进行调制，所述无线传输芯片Ⅱ(202)与第三控制器(21)连接，所述无线传输芯片Ⅱ(202)具有一个状态引脚，所述状态引脚与第三控制器(21)连接形成状态反馈线Ⅱ(23)用于监测无线传输芯片Ⅱ(202)的工作状态，所述无线中继器还包括电子开关Ⅱ(24)，所述电子开关Ⅱ(24)的输入端与第二电源处理模块(22)的输出端连接，所述电子开关Ⅱ(24)的输出端分别与信号放大电路Ⅱ(201)和无线传输芯片Ⅱ(202)的电源引脚连接，所述电子开关Ⅱ(24)的控制引脚与第三控制器(21)连接。

9.根据权利要求8所述的新型多媒体数据无线中继传输系统，其特征在于：所述无线链路管理器包括多组第二信号收发电路单元(20)，所述多组第二信号收发电路单元(20)并联连接，所述无线链路管理器还包括第四控制器(25)和第二显示模块(26)，所述第二显示模块(26)与第四控制器(25)连接，每一组的信号收发电路单元的第三控制器(21)通过SPI接口与第四控制器(25)连接，所述每组第二信号收发电路单元(20)各具有一个外置天线Ⅱ(200)/通过功分器共用一个外置天线Ⅱ。