CN209199316U - 一种具备多种定位方式的gprs通信模组及其pcb板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具备多种定位方式的GPRS通信模组，该模组电路中包括有射频模块、电源模块及物联网主控模块，电源模块分别于射频模块和物联网主控模块连接，射频模块与物联网主控模块连接，物联网主控模块集成在一块主控IC上，主控IC的具体型号为：MT2503。本实用新型还提供一种一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，该PCB板中包括有载板与复数个电子元器件，复数个电子元器件均固定在载板的上表面上。相比于现有技术，在本实用新型提供的通信模组将电路集成在一块PCB上，在实现通信及精准定位的功能的同时，减小了整体电路所占的体积，提高了电路的效率。

Description

一种具备多种定位方式的GPRS通信模组及其PCB板

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别涉及一种一种具备多种定位方式的 GPRS通信模组及其PCB板。

背景技术

现代工业控制系统中，常使用单片机来实现工业现场的数据采集，单片机对工业现场数据采集后，为满足进一步的数据分析与存储需要，往往需将这些数据与上位机或其他控制系统交互通讯，如何在不同系统之间实现大批量的数据交互传输、如何提高数据传输效率、如何保证数据传输的保真度等问题便成为工业控制过程中亟需解决的问题。

GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持 TCP/IP协议，可以与分组数据网直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。GPRS是通用无线分组业务(General Packet Radio System) 的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外，GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。GPRS是在原有的基于电路交换(CSD)方式的GSM网络上引入两个新的网络节点。GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点(GGSN)。SGSN 和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。

现代工业控制过程中，常使用串口通信，串口通信具有路径简单、传输距离远的特点，但现有的工业控制数据传输过程中，常出现使用串口通信，但系统不支持TCP/IP协议的情况，这给工业数据传输带来了很大的不便。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于单片机数据采集系统没有TCP/IP协议栈、但使用串口通信的具备多种定位方式的GPRS通信模组及其PCB板.

本实用新型的另一个目的在于提供一种具备多种定位方式的GPRS的通信模组，该模组定位方式多样，定位精准，本实用新型还提供一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，该PCB板物理尺寸小，接口多，抗干扰能力强，适于更广泛的工业场合。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种具备多种定位方式的GPRS通信模组，该模组电路中包括有射频模块、电源模块及物联网主控模块，电源模块分别于射频模块和物联网主控模块连接，射频模块与物联网主控模块连接，物联网主控模块集成在一块主控IC上，主控IC的具体型号为：MT2503。

本模组可用于穿戴设备、宠物追踪、财产追踪及行车记录仪等领域，本模组中应用的MT2503高度集成了GPS、BT、PMIC。该主控IC集成了集成GPRS 通讯功能，可开启2G网络的LBS定位的机制，通过集成多重定位机制充分完善了模组除了通讯之外的的精准定位功能；内嵌了TCP/IP协议；GNSS定位功能，支持北斗、GPS、QZSS等多星座卫星系统解调算法，其定位更加精准，抗多路径干扰能力更强。

MT2503辅助定位的方式系统已经默认开启，是以EPO的方式去辅助定位， MTK不使用AGPS只能下载两个小时的有效星历的方式，代码中无需开启AGPS_SUPPORT的宏，并且EPO下载的数据为3天的辅助定位数，通信模组只要在有效时间内不需要连网下载就可以进行AIDING，大大地提高了定位速度，进一步地，在本通信模组中应用MT2503，在确保可以连网的情况下，系统默认开机20秒后下载EPO文件，无需用户手动下载，方便用户使用。

该模组电路中还包括有WIFI定位模块，WIFI定位模块与物联网主控模块连接，WIFI定位模块中包括有WIFI调理IC，WIFI调理IC的具体型号为： MT5931。MT5931是联发科技公司推出的最新一代802.11n Wi-Fi单芯片，它将802.11n Wi-Fi MAC、基带(Baseband)、RF radio、CPU及电源管理组件(PMU) 高度集成到单芯片中，全球最小封装尺寸与超低功耗的设计将可满足无线通讯及便携式装置等产品对于高速无线传输的强大需求。本实用新型中应用 MT2503作为WIFI定位模块的核心部件，可最大程度上发挥该芯片的功用，实现WIFI定位。WIFI定位(基于IEEE802.11标准的WLAN)在实际应用西那场工作时，模组中的WIFI定位模块首先在室内就会搜索WIFI热点。每一个无线热点AP都有一个全球唯一的MAC地址。WIFI终端可以程序控制扫描并收集周围的AP信号，无论AP信号是否加密，是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中，WIFI终端都可以获取到AP广播出来的MAC地址。每个AP均对应有一个MAC地址和一个信号强度，MAC地址可以辨明AP的身份，而信号强度可以辨明WIFI终端距AP的距离。WIFI终端将这些数据发送到位置服务器，位置服务器即可计算出设备的地理位置并将该数据返回到用户设备。本通信模组可自动检测到WIFI的热点，通过GPRS流量把热点MAC 所在位置的IP上传到服务器，后台服务器运算后把位置坐标解析出来返回给设备，由此达到WIFI定位，拓展本通信模组的定位功能，使其定位更加精准，其定位功能更加全面。

应该说明的是，本实用新型中使用的MT2503及MT5931均为现有技术。

该PCB板中包括有载板与复数个电子元器件，载板上对应电子元器件的设置元件焊盘，复数个电子元器件通过元件焊盘焊接在载板上，且复数个电子元器件均通过焊盘与载板电连接；复数个电子元器件均固定在载板的上表面上。复数个电子元器件与模组电路对应，而复数个电子元器件均固定在载板的上表面上，一方面方便制造人员封装模组，另一方面也方便用户将封装好的模组嵌入需要本模组的工业现场中，保证模组安装牢固。

载板边缘上开设有复数个邮票孔，复数个邮票孔对称分布在载板的各处边缘处。设置邮票孔方便分板，操作人员利用邮票孔轻松切割PCB板。

该PCB板还包括有SMT贴片，SMT贴片固定在载板的底部，且SMT贴片上设置有复数个引脚，复数个引脚对称分布在载板的下表面上。该PCB板还包括有屏蔽罩，屏蔽罩罩设在载板的上表面上，屏蔽罩与载板围合形成容置电子元器件的密闭空间，电子元器件均容置在该密闭空间中。屏蔽罩采用物理隔离手段，可有效屏蔽外界干扰，避免杂波进入电路中干扰电路，保证模组电路正常工作。

载板上还设置有屏蔽罩焊盘，屏蔽罩焊盘设置复数个，复数个屏蔽罩焊盘均固定在载板上，且复数个屏蔽罩焊盘对称分布在载板的边缘处，屏蔽罩焊盘与屏蔽罩固定连接。设置复数个屏蔽罩焊盘，操作人员在封装模组时可利用屏蔽罩焊盘将屏蔽罩定位准确、连接牢固地固定在载板上，避免屏蔽罩在通讯模组实际使用过程中晃动脱落，增强模组整体的结构的可靠性。

本模组定板后，其尺寸为36*20*2.3毫米，可满足大部分用户对小体积定位模块的尺寸要求，模组设置48个引脚，模组设置一组全功能串口。一组I2C 接口，一组Speaker接口；两个通用输入输出口；一组SIM卡接口，一组MIC 接口；一组蓝牙BT3.0接口；一组WIFI接口；USB1.1标准接口，方便用户使用。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型提供的通信模组将电路集成在一块PCB上，在实现通信及精准定位的功能的同时，减小了整体电路所占的体积，提高了电路的效率。

附图说明

图1是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路原理框图。

图2是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块的电路原理图。

图3是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块中A部分的电路原理图。

图4是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块中B部分的电路原理图。

图5是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块中C部分的电路原理图。

图6是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块中D部分的电路原理图。

图7是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块中E部分的电路原理图。

图8是本实用新型具备多种定位方式的GPRS通信模组的电路中WIFI定位模块的PCB板的整体结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

参见图1-2所示，本实用新型提供一种具备多种定位方式的GPRS通信模组，该模组电路中包括有射频模块、电源模块及物联网主控模块，电源模块分别于射频模块和物联网主控模块连接，射频模块与物联网主控模块连接，物联网主控模块集成在一块主控IC上，主控IC的具体型号为：MT2503。

本模组可用于穿戴设备、宠物追踪、财产追踪及行车记录仪等领域，本模组中应用的MT2503高度集成了GPS、BT、PMIC。该主控IC集成了集成GPRS 通讯功能，可开启2G网络的LBS定位的机制，通过集成多重定位机制充分完善了模组除了通讯之外的的精准定位功能；内嵌了TCP/IP协议；GNSS定位功能，支持北斗、GPS、QZSS等多星座卫星系统解调算法，其定位更加精准，抗多路径干扰能力更强。

MT2503辅助定位的方式系统已经默认开启，是以EPO的方式去辅助定位， MTK不使用AGPS只能下载两个小时的有效星历的方式，代码中无需开启 AGPS_SUPPORT的宏，并且EPO下载的数据为3天的辅助定位数，通信模组只要在有效时间内不需要连网下载就可以进行AIDING，大大地提高了定位速度，进一步地，在本通信模组中应用MT2503，在确保可以连网的情况下，系统默认开机20秒后下载EPO文件，无需用户手动下载，方便用户使用。

该模组电路中还包括有WIFI定位模块，WIFI定位模块与物联网主控模块连接，WIFI定位模块中包括有WIFI调理IC U5203，WIFI调理IC U5203的具体型号为：MT5931。MT5931是联发科技公司推出的最新一代802.11n Wi-Fi单芯片，它将802.11n Wi-Fi MAC、基带(Baseband)、RF radio、CPU及电源管理组件(PMU)高度集成到单芯片中，全球最小封装尺寸与超低功耗的设计将可满足无线通讯及便携式装置等产品对于高速无线传输的强大需求。本实用新型中应用MT2503作为WIFI定位模块的核心部件，可最大程度上发挥该芯片的功用，实现WIFI定位。WIFI定位(基于IEEE802.11标准的WLAN)在实际应用西那场工作时，模组中的WIFI定位模块首先在室内就会搜索WIFI热点。每一个无线热点AP都有一个全球唯一的MAC地址。WIFI终端可以程序控制扫描并收集周围的AP信号，无论AP信号是否加密，是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中，WIFI终端都可以获取到AP广播出来的MAC 地址。每个AP均对应有一个MAC地址和一个信号强度，MAC地址可以辨明 AP的身份，而信号强度可以辨明WIFI终端距AP的距离。WIFI终端将这些数据发送到位置服务器，位置服务器即可计算出设备的地理位置并将该数据返回到用户设备。本通信模组可自动检测到WIFI的热点，通过GPRS流量把热点 MAC所在位置的IP上传到服务器，后台服务器运算后把位置坐标解析出来返回给设备，由此达到WIFI定位，拓展本通信模组的定位功能，使其定位更加精准，其定位功能更加全面。

应该说明的是，本实用新型中使用的MT2503及MT5931均为现有技术。

该PCB板中包括有载板1与复数个电子元器件2，载板1上对应电子元器件2的设置元件焊盘(图未示)，复数个电子元器件2通过元件焊盘焊接在载板1上，且复数个电子元器件2均通过焊盘与载板1电连接；复数个电子元器件2均固定在载板1的上表面上。复数个电子元器件2与模组电路对应，而复数个电子元器件2均固定在载板1的上表面上，一方面方便制造人员封装模组，另一方面也方便用户将封装好的模组嵌入需要本模组的工业现场中，保证模组安装牢固。

载板1边缘上开设有复数个邮票孔11，复数个邮票孔11对称分布在载板1 的各处边缘处。设置邮票孔11方便分板，操作人员利用邮票孔11轻松切割PCB 板。

该PCB板还包括有SMT贴片，SMT贴片固定在载板1的底部，且SMT 贴片上设置有复数个引脚3，复数个引脚3对称分布在载板1的下表面上。该 PCB板还包括有屏蔽罩4，屏蔽罩4罩设在载板1的上表面上，屏蔽罩4与载板1围合形成容置电子元器件2的密闭空间，电子元器件2均容置在该密闭空间中。屏蔽罩4采用物理隔离手段，可有效屏蔽外界干扰，避免杂波进入电路中干扰电路，保证模组电路正常工作。

载板1上还设置有屏蔽罩焊盘(图未示)，屏蔽罩焊盘设置复数个，复数个屏蔽罩焊盘均固定在载板1上，且复数个屏蔽罩焊盘对称分布在载板1的边缘处，屏蔽罩焊盘与屏蔽罩4固定连接。设置复数个屏蔽罩焊盘，操作人员在封装模组时可利用屏蔽罩焊盘将屏蔽罩定位准确、连接牢固地固定在载板1上，避免屏蔽罩在通讯模组实际使用过程中晃动脱落，增强模组整体的结构的可靠性。

本模组定板后，其尺寸为36*20*2.3毫米，可满足大部分用户对小体积定位模块的尺寸要求，模组设置48个引脚，模组设置一组全功能串口。一组I2C 接口，一组Speaker接口；两个通用输入输出口；一组SIM卡接口，一组MIC 接口；一组蓝牙BT3.0接口；一组WIFI接口；USB1.1标准接口，方便用户使用。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型提供的通信模组将电路集成在一块PCB上，在实现通信及精准定位的功能的同时，减小了整体电路所占的体积，提高了电路的效率。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具备多种定位方式的GPRS通信模组，该模组电路中包括有射频模块、电源模块及物联网主控模块，所述电源模块分别于射频模块和物联网主控模块连接，所述射频模块与物联网主控模块连接，其特征在于，所述物联网主控模块集成在一块主控IC上，所述主控IC的具体型号为：MT2503。

2.如权利要求1所述的具备多种定位方式的GPRS通信模组，其特征在于，该模组电路中还包括有WIFI定位模块，所述WIFI定位模块与物联网主控模块连接，所述WIFI定位模块中包括有WIFI调理IC，所述WIFI调理IC的具体型号为：MT5931。

3.一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，该PCB板中包括有载板与复数个电子元器件，所述载板上对应电子元器件的设置元件焊盘，所述复数个电子元器件通过元件焊盘焊接在载板上，且复数个电子元器件均通过焊盘与载板电连接；其特征在于，所述复数个电子元器件均固定在载板的上表面上。

4.如权利要求3所述的一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，其特征在于，所述载板边缘上开设有复数个邮票孔，所述复数个邮票孔对称分布在载板的各处边缘处。

5.如权利要求4所述的一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，其特征在于，该PCB板还包括有SMT贴片，所述SMT贴片固定在载板的底部，且SMT贴片上设置有复数个引脚，所述复数个引脚对称分布在载板的下表面上。

6.如权利要求3所述的一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，其特征在于，该PCB板还包括有屏蔽罩，所述屏蔽罩罩设在载板的上表面上，所述屏蔽罩与载板围合形成容置电子元器件的密闭空间，所述电子元器件均容置在该密闭空间中。

7.如权利要求6所述的一种具备多种定位方式的GPRS通信模组的PCB板，其特征在于，所述载板上还设置有屏蔽罩焊盘，所述屏蔽罩焊盘设置复数个，所述复数个屏蔽罩焊盘均固定在载板上，且复数个屏蔽罩焊盘对称分布在载板的边缘处，所述屏蔽罩焊盘与屏蔽罩固定连接。