CN211178400U - 一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，将天线姿态传感器的数据检测功能和数据传输功能分离开，分别设计在主电路板和子电路板上。其中主电路板上含有GPS模块、无线收发单片机、六轴姿态传感器；子电路板上含有充电电路、升压电路、数传模块。子电路板和磷酸铁锂电池、太阳能电池相连接。主电路板和子电路板之间通过3.2V电源线进行供电、双向UART进行通信控制、升压控制线进行电源管理。本实用新型可显著提高产品灵活性和降低备货成本，并降低维护成本。

Description

一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器

技术领域

本实用新型属于物联网传感器技术领域，特别涉及一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器。

背景技术

移动通信基站的天线通常安装在架高铁塔或楼顶抱杆上，这些天线是高增益的扇区天线，安装时需要根据网络优化的要求精确调校下倾角和方位角。在实际使用过程中，受外力影响会不可避免地导致部分天线出现松动现象，进而影响移动通信小区的信号覆盖，产生用户投诉。现在普遍采用的方法是人工定期爬塔作业，利用人工的方式进行天线下倾角和方位角的测量，效率低、成本高。

为了解决对天线下倾角和方位角的自动检测和实时监测，在天线上安装“天线姿态传感器”是一个很好的解决方案。

市场上原有的天线姿态传感器采用了有线的方式进行供电和测量数据传输，安装不便且可靠性不高。近年来，利用太阳能供电、移动通信网络进行数据传输，已经成为天线姿态传感器的主流设计方案。

例如，申请人研发的一种天线姿态传感器，利用和差GPS波束测向技术和6轴(3轴加速度计+3轴陀螺仪)姿态传感器对基站天线的方位角、下倾角、横滚角进行测量。测量数据可通过2G数传模块或者4G NBIoT数传模块经由移动Internet网络进行回传。现有的2G数传模块可细分为GPRS和CDMA两种技术、NBIoT模块可细分为TDD和FDD两种方案。而不同的用户可能选择不同的技术进行数据回传，通常的涉及方案是将天线姿态传感器的检测功能和数据传输功能一体化设计在一块主板上。

然而从实际生产应用的角度来看，一块主板的结构导致产品灵活性交叉，大大提高了备货成本，从产品维护的角度看，这种结构也不便于维护和修理，导致维护成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，将GPRS或NBIoT模块的功能从主电路板上独立出来，单独设计一块子电路板，采用不同技术进行数传，从而共用主电路板，显著提高产品灵活性和降低备货成本。另一方面，从产品维护的角度看，将主电路板和子电路板划分开，也可以分别进行维护和修理，降低维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，包括主电路板和子电路板，其中主电路板上含有GPS模块、无线收发单片机和6轴姿态传感器，完成对天线下倾角、横滚角和方位角的检测；子电路板上含有充电电路、升压电路和数传模块，完成对主电路板检测数据的无线传输；所述主电路板和子电路板之间通过3.2V电源线进行供电，通过双向UART进行通信控制，通过升压控制线进行电源管理。

所述充电电路和磷酸铁锂电池、太阳能电池相连接，充电电路从太阳能电池获得电能，并对磷酸铁锂电池进行充电。

所述磷酸铁锂电池一方面直接给主电路板提供3.2V电源，另一方面通过升压电路间接为数传模块提供4.2V电源。

所述无线收发单片机向所述升压电路提供控制信号，动态地控制升压电路，只在发送数据时打开对数传模块的供电，从而显著提高电池工作时间。

所述无线收发单片机通过一对全双工UART与所述数传模块连接，对数传模块进行控制，并进行数据传送。

所述数传模块为Quectel M72D(GPRS)、SIM2000C(CDMA)、BC95-B8(TDD)、BC95-B5(FDD)等不同型号，升压电路为TPS61230，充电电路为CN3801，无线收发单片机为CC2541，6轴传感器为ICM20602，GPS模块为Ublox M8。

采用本实用新型后，天线姿态传感器可设计独立存在的两部分：一块具有方位角、下倾角和横滚角测量功能的主电路板和一块具有无线通信功能的子电路板，主电路板和子电路板之间通过3.2V电源线进行供电、双向UART进行通信控制、升压控制线进行电源管理。

采用本实用新型的设计，具有以下优点：

1、用户可以根据实际使用需要自由选择采用GPRS或NBIoT的人和一种方案进行数据通信，提高了传感器生产和使用的灵活性。

2、同时由于主电路板的共用，用户只需要准备不同的子电路板，根据现场需要匹配不同的子电路板，降低了用户的备货成本。

3、在产品维护中，一旦出现故障，只需要更换出现问题的主电路板或子电路板，不必整体更换，也降低了产品的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型原理框图。

图2是本实用新型子电路板中升压电路和数传模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，本实用新型一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，包括主电路板和子电路板，其中主电路板上含有GPS模块、无线收发单片机和6轴姿态传感器，主要完成对天线下倾角、横滚角和方位角的检测；子电路板上含有充电电路、升压电路和数传模块，主要完成对主电路板检测数据的无线传输。

其中，主电路板和子电路板之间通过3.2V电源线进行供电，通过双向UART进行通信控制，通过升压控制线进行电源管理。即，主电路板上获得的GPS数据以及基站天线姿态数据，通过双向UART传递给子电路板的数传模块，由数传模块向外无线发送。

在本实用新型的一个具体实施例中，充电电路和磷酸铁锂电池、太阳能电池相连接，充电电路从太阳能电池获得电能，并对磷酸铁锂电池进行充电。磷酸铁锂电池一方面直接给主电路板提供3.2V电源，另一方面通过升压电路间接为数传模块提供4.2V电源。

在本实用新型的一个具体实施例中，无线收发单片机通过一对全双工UART与数传模块连接，对数传模块进行控制，并进行数据传送。

在本实用新型的一个具体实施例中，无线收发单片机通过向升压电路提供控制信号，可动态地控制升压电路，只在发送数据时打开对数传模块的供电，从而显著提高电池工作时间。

本实用新型中，数传模块可为Quectel M72D(GPRS)、SIM2000C(CDMA)、BC95-B8(TDD)、BC95-B5(FDD)等不同型号，升压电路可为TPS61230，充电电路可为CN3801，无线收发单片机可为CC2541，6轴传感器可为ICM20602，GPS模块可为Ublox M8，均是本领域常规器件，本实用新型采用的是各器件的基本功能，其接线均为芯片标准接线，各器件具有标准接口，可满足主电路板和子电路板的拆装需求。

参考图2，图中的TX2GPRS控制线是数传模块的TXD数据发射线(BC95管脚30)，接母板的RX端口。RX2GPRS是控制线是数传模块的RXD数据接收线(BC95管脚29)，接母板的TX端口。GPRS_PWR是从母板发送的升压电路控制信号，接升压芯片TPS61230的管脚9，GPRS_PWR同时也给TX2GPRS控制线提供上拉电压。TPS61230管脚10接磷酸铁锂电池，管脚3、4是升压后的电源输出。当GPRS_PWR为低电平时，升压电路停止工作，数传模块处于关机状态。当GPRS_PWR为高电平时，升压电路开始工作，数传模块可以进行数据传输。

Claims (6)

1.一种具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，包括主电路板和子电路板，其中主电路板上含有GPS模块、无线收发单片机和6轴姿态传感器，完成对天线下倾角、横滚角和方位角的检测；子电路板上含有充电电路、升压电路和数传模块，完成对主电路板检测数据的无线传输；所述主电路板和子电路板之间通过3.2V电源线进行供电，通过双向UART进行通信控制，通过升压控制线进行电源管理。

2.根据权利要求1所述具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，所述充电电路和磷酸铁锂电池、太阳能电池相连接，充电电路从太阳能电池获得电能，并对磷酸铁锂电池进行充电。

3.根据权利要求2所述具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，所述磷酸铁锂电池一方面直接给主电路板提供3.2V电源，另一方面通过升压电路间接为数传模块提供4.2V电源。

4.根据权利要求2所述具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，所述无线收发单片机向所述升压电路提供控制信号，动态地控制升压电路，只在发送数据时打开对数传模块的供电，从而显著提高电池工作时间。

5.根据权利要求1所述具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，所述无线收发单片机通过一对全双工UART与所述数传模块连接，对数传模块进行控制，并进行数据传送。

6.根据权利要求1所述具有主电路板和子电路板的基站天线姿态传感器，其特征在于，所述数传模块为QuectelM72D、SIM2000C、BC95-B8或BC95-B5，升压电路为TPS61230，充电电路为CN3801，无线收发单片机为CC2541，6轴传感器为ICM20602，GPS模块为Ublox M8。

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