CN210042073U - 网络设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种网络设备及系统，涉及定位网络的技术领域，当UWB定位模块在获取到定位信号时，将该定位信号发送至处理芯片；处理芯片在接收到该定位信号后通过以太网芯片将该定位信号发送至置服务器进行显示；并且，位置服务器将同步信号通过以太网芯片和处理芯片发送至UWB定位模块，触发该UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号，以实现该待定位设备的定位，在该定位网络中无需同步器进行时钟同步，因此减少了现场布线的数量，从而减少了施工人员的工作量以及降低了施工成本。

Description

网络设备及系统

技术领域

本实用新型涉及定位网络技术领域，尤其是涉及一种网络设备及系统。

背景技术

在现有室内定位技术中定位网络普遍是由同步器和已知自身位置的网络设备组成，由于这种室内定位网络是利用同步器进行时钟同步的，因此同步器和每个已知自身位置的网络设备之间都需要通过有线(网线和光纤)的方式进行连接，在实际使用时，随着网络设备的数量增加，现场走线的数量也会增多，从而增加了施工人员的工作量以及增加了经济成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种网络设备及系统，以缓解了上述技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种网络设备，其中，该网络设备包括：处理芯片，以及与处理芯片连接的以太网芯片和UWB定位模块；其中，以太网芯片上设置有以太网接口，以太网芯片通过以太网接口与位置服务器连接；UWB定位模块用于获取定位信号，将定位信号发送至处理芯片；处理芯片用于通过以太网芯片将定位信号发送至位置服务器进行显示；以及，接收位置服务器发送的同步信号，并触发UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，UWB定位模块与处理芯片通过SPI接口通讯连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，处理芯片为ARM处理芯片。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，网络设备还包括充电模块；充电模块与以太网接口连接，用于从以太网获取电能；充电模块还与UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片连接，用于给UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片提供电能。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，充电模块包括：电源芯片、以及与电源芯片依次连接的第一LDO芯片、充电芯片、蓄电池、第二LDO芯片；其中，电源芯片与以太网接口连接，蓄电池与UWB定位模块连接，以太网芯片和ARM处理芯片均与第二LDO芯片连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，网络设备还包括温湿度传感器；温湿度传感器与ARM处理芯片连接，用于将采集的温湿度参数通过ARM处理芯片传输至位置服务器进行显示。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，UWB定位模块包括：UWB主板和UWB转接板，以及将UWB主板和UWB转接板进行连接的通信连接器。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，UWB主板包括：UWB单元，以及与UWB单元连接的UWB天线；UWB单元用于通过UWB天线将定位信号发送至ARM处理芯片。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，UWB主板还包括调试连接器，通过调试连接器与调试装置进行连接，以实现对UWB定位模块进行调试。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种网络系统，其中，该网络系统包括上述的网络设备。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种网络设备及系统，当UWB定位模块在获取到定位信号时，将该定位信号发送至处理芯片；处理芯片在接收到该定位信号后通过以太网芯片将该定位信号发送至置服务器进行显示；并且，位置服务器将同步信号通过以太网芯片和处理芯片发送至UWB定位模块，触发该UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号，以实现该待定位设备的定位，在该定位网络中无需同步器进行时钟同步，因此减少了现场布线的数量，从而减少了施工人员的工作量以及降低了施工成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种网络设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种网络设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种网络设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种UWB定位模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，基于室内定位技术中的定位网络都需要同步器对已知自身位置的网络设备进行时钟同步，由于同步器和每个已知自身位置的网络设备之间都需要通过有线(网线和光纤)的方式进行连接，当网络设备的数量增加时，现场走线的数量也会增多，从而增加了施工人员的工作量以及增加了经济成本。基于此，本实用新型实施例提供的一种网络设备及系统，可以缓解上述技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的网络设备进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种网络设备，如图1所示的一种网络设备的结构示意图，该网络设备包括：处理芯片102，以及与处理芯片102连接的以太网芯片104和UWB(UltraWideband，超宽带)定位模块106；其中，以太网芯片104上设置有以太网接口108，以太网芯片通过以太网接口与位置服务器连接。

具体实现时，UWB定位模块用于获取定位信号，将定位信号发送至处理芯片；处理芯片用于通过以太网芯片将定位信号发送至位置服务器进行显示；以及，接收位置服务器发送的同步信号，并触发UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号。

在实际使用时，将上述UWB定位模块与处理芯片连接的网络设备设置为桥节点，将所述UWB定位模块不与处理芯片连接的网络设备设置为锚节点，桥节点和锚节点都放置在当前空间的指定位置处组成定位无线网络的位置基准，其中，桥节点通过以太网接口与位置服务器进行通信连接，而锚节点通过桥节点与位置服务器进行通信。

具体地，当桥节点中的UWB定位模块接收到锚节点发送的携带有自身标识的定位信号时，桥节点中的UWB定位模块会将携带有自身标识的定位信号以及锚节点的定位信号发送至处理芯片，处理芯片在将上述定位信号通过以太网芯片发送至位置服务器向用户进行显示当前桥节点和锚节点在当前空间内的位置。优选地，上述处理芯片为ARM(AdvancedRISC Machines)处理芯片。ARM处理芯片是一个32位元精简指令集(RISC)处理器架构，由于其具有指令长度固定，执行效率高，低成本等优点，而被广泛的应用在许多嵌入式系统设计当中。

进一步，在本实施例中，待定位设备是内部安装有UWB定位模块的PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)设备，该待定位设备PDA与桥节点和锚节点之间都是通过UWB信号进行通讯连接；当桥节点和锚节点向待定位设备PDA发送UWB信号进行定位之前，位置服务器首先将同步信号通过桥节点中的以太网芯片和处理器发送至桥节点中UWB定位模块，之后，桥节点中UWB定位模块在将携带有该同步信号的UWB信号发送至锚节点，同步桥节点和锚节点周期性的向待定位设备PDA发送UWB信号，PDA设备根据桥节点和锚节点发送的UWB信号到达时间/达到时间差等算法处理以实现PDA设备在当前空间内的定位。由于在该定位过程中，没有设置同步器有线连接桥节点和锚节点进行时钟同步，并且，只有桥节点与位置服务器进行有线连接，而锚节点无需与位置服务器进行有线连接，因此，减少了施工人员的工作量以及降低了施工成本。

本实用新型实施例提供的一种网络设备，当UWB定位模块在获取到定位信号时，将该定位信号发送至处理芯片；处理芯片在接收到该定位信号后通过以太网芯片将该定位信号发送至置服务器进行显示；并且，位置服务器将同步信号通过以太网芯片和处理芯片发送至UWB定位模块，触发该UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号，以实现该待定位设备的定位，在该定位网络中无需同步器进行时钟同步，因此减少了现场布线的数量，从而减少了施工人员的工作量以及降低了施工成本。

通常，UWB定位模块与处理芯片通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)接口通讯连接。

具体地，SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件相连，包括网络控制器、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示驱动器、A/D转换器和MCU等。该接口一般使用4条线：串行时钟线、主机输入/从机输出数据线、主机输出/从机输入数据线和低电平有效的从机选择线。

在图1的基础上，图2示出了另一种网络设备的结构示意图，如图2所示，该网络设备还包括充电模块202；充电模块与以太网接口连接，用于从以太网获取电能；充电模块还与UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片连接，用于给UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片提供电能。

具体实现时，该网络设备通过充电模块从以太网上获取电能，为该网络设备中的UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片提供电能，在利用该网络设备实现网络定位时，仅需通过一根连接以太网接口的网线即可完成数据传输以及该网络设备的供电，为施工降低了成本以及减少了施工人员布线的工作量。

具体地，如图2所示，充电模块202包括：电源芯片204、以及与电源芯片依次连接的第一LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)芯片206、充电芯片208、蓄电池210、第二LDO芯片212；其中，电源芯片与以太网接口连接，蓄电池与UWB定位模块连接，以太网芯片和ARM处理芯片均与第二LDO芯片连接。

在实际使用时，电源芯片204与以太网接口连接用于负责从以太网上获取电能，电源芯片将获取的电能传送至第一LDO芯片206，负责将高电压降为安全电压后传输至充电芯片208，然后，充电芯片208为蓄电池210进行充电管理，蓄电池与UWB定位模块连接为UWB定位模块提供电能，第二LDO芯片212与蓄电池连接，负责将电压进一步转化成以太网芯片及ARM处理芯片的额定电压，为以太网芯片和ARM处理芯片提供电能。

其中，第一LDO芯片和第二LDO芯片是一种低压差线性稳压器，使用在其线性区域内运行的晶体管或场效应管，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV左右。由于该低压差线性稳压器具有成本低，噪音低，静态电流小等优点而被广泛的应用于电压转换中。在本实施例中，蓄电池采用的是大容量锂电池提供电能，当电源芯片无法从以太网上获取电能时，锂电池负责为UWB定位模块、ARM处理芯片和以太网芯片提供电能，以保障各部分进行数据传输实现定位。

在图2的基础上，图3示出了另一种网络设备的结构示意图，如图3所示，该网络设备还包括温湿度传感器302；温湿度传感器与ARM处理芯片连接，用于将采集的温湿度参数通过ARM处理芯片传输至位置服务器进行显示。

具体地，为了使用户具体的了解到网络设备所处环境的温度和湿度，在该网络设备中还可以安装温湿度传感器进行温湿度的采集，如果在桥节点和锚节点中安装温湿度传感器时，各个锚节点需要通过以太网芯片上的以太网接口与位置服务器进行通讯，通过将温湿度传感器采集到的温湿度参数传输至ARM处理芯片，ARM处理芯片将接收到的温湿度参数通过以太网芯片传输至位置服务器进行显示方便用户了解。

图4示出了一种UWB定位模块的结构示意图，如图4所示，UWB定位模块包括：UWB主板402和UWB转接板404，以及将UWB主板和UWB转接板进行连接的通信连接器406。

如图4所示，UWB主板402包括：UWB单元408，以及与UWB单元连接的UWB天线410；UWB单元用于通过UWB天线将定位信号发送至ARM处理芯片。

具体使用时，桥节点将携带有自身标识的定位信号和锚节点的定位信号通过UWB天线将定位信号发送至ARM处理芯片，处理芯片在将上述定位信号通过以太网芯片发送至位置服务器向用户进行显示。同理，位置服务器将同步信号通过桥节点中的以太网芯片和处理芯片发送至桥节点中的UWB定位模块，通过UWB定位模块中的UWB天线将上述同步信号传输至UWB单元，之后，桥节点中UWB单元将携带有该同步信号的UWB信号发送至锚节点，同步桥节点和锚节点周期性的利用UWB单元通过UWB天线向待定位设备PDA发送UWB信号。

如图4所示，UWB主板还包括调试连接器412，通过调试连接器与调试装置进行连接，以实现对UWB定位模块进行调试。在实际使用时，为了对UWB定位模块进行调试和修正参数，需要通过调试连接器外接调试装置，通过外接的调试装置对UWB定位模块进行调试和参数修正或者修改以满足用户的需求。

采用上述网络设备组成定位无线网络的位置基准，使待定位设备PDA实现定位，综上所述，本实用新型实施例提供的网络设备，具有以下有益效果：在上述网络设备组成定位无线网络的位置基准实现定位的过程中，不需要单独的设置时间同步器对桥节点和锚节点进行同步，因而节省了设备采购成本，并且，在施工时不需要单独的光纤网络，仅仅依靠一根以太网网线即可完成数据的传输和电源的供电，因此施工非常简捷、布线容易。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了一种网络系统，其中，该网络系统包括上述的网络设备。

本实用新型实施例提供的网络系统，与上述实施例提供的网络设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述设备实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括：处理芯片，以及与所述处理芯片连接的以太网芯片和UWB定位模块；

其中，所述以太网芯片上设置有以太网接口，所述以太网芯片通过所述以太网接口与位置服务器连接；

所述UWB定位模块用于获取定位信号，将所述定位信号发送至所述处理芯片；

所述处理芯片用于通过所述以太网芯片将所述定位信号发送至所述位置服务器进行显示；以及，接收所述位置服务器发送的同步信号，并触发所述UWB定位模块向指定范围内的待定位设备发送UWB信号。

2.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述UWB定位模块与所述处理芯片通过SPI接口通讯连接。

3.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述处理芯片为ARM处理芯片。

4.根据权利要求3所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括充电模块；

所述充电模块与所述以太网接口连接，用于从以太网获取电能；

所述充电模块还与所述UWB定位模块、所述ARM处理芯片和所述以太网芯片连接，用于给所述UWB定位模块、所述ARM处理芯片和所述以太网芯片提供电能。

5.根据权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述充电模块包括：电源芯片、以及与所述电源芯片依次连接的第一LDO芯片、充电芯片、蓄电池、第二LDO芯片；

其中，所述电源芯片与所述以太网接口连接，所述蓄电池与所述UWB定位模块连接，所述以太网芯片和所述ARM处理芯片均与所述第二LDO芯片连接。

6.根据权利要求3所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括温湿度传感器；

所述温湿度传感器与所述ARM处理芯片连接，用于将采集的温湿度参数通过所述ARM处理芯片传输至所述位置服务器进行显示。

7.根据权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述UWB定位模块包括：UWB主板和UWB转接板，以及将所述UWB主板和所述UWB转接板进行连接的通信连接器。

8.根据权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述UWB主板包括：UWB单元，以及与所述UWB单元连接的UWB天线；

所述UWB单元用于通过所述UWB天线将所述定位信号发送至所述ARM处理芯片。

9.根据权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述UWB主板还包括调试连接器，通过所述调试连接器与调试装置进行连接，以实现对所述UWB定位模块进行调试。

10.一种网络系统，其特征在于，所述网络系统包括权利要求1～9任一项所述的网络设备。

Images