CN213484884U - 经济型即插即用的无线信号转发装置 - Google Patents

Abstract

经济型即插即用的无线信号转发装置,无线数据采集模块(2)上安装FIFO存储器(3)、LORA调制解调器(4)和FSK调制解调器(5)；LORA调制解调器(4)和FSK调制解调器(5)分别同时连接FIFO存储器(3)，无线数据采集模块(2)外接通讯天线(1)，FIFO存储器(3)连接通讯天线(1)。底层无线通讯提供LORA和FSK两种工作模式可选，不同工作模式面向不同的应用场景；LORA调制融合数字扩频调制技术和前向纠错编码技术，确保具有极强的抗干扰性能，FSK调制方式对传输速率要求较高，通信距离近，通信环境好应用场景可选择该工作模式。将485电气信号透传转换为430M无线电波，数据透传转发，与设备协议无关，即插即用。在5Km区域内，稳定可靠，低成本而且即插即用。

Description

经济型即插即用的无线信号转发装置

技术领域

本实用新型涉及网络设备中信号转发装置的结构改进技术，尤其是经济型即插即用的无线信号转发装置。

背景技术

无线信号转发器一般置于无线信号发射器和接收器之间，实现中继无线信号传输距离的作用。当无线信号发射器与接收器的距离超出一个转发器的无线转发能力时，则需再添加一个或多个转发器，从而使接收器能正常接收发射器的无线信号。转发器共分四级：一级，二级，三级，四级，逐级转发，接收器能接收任何一级转发器发出的无线信号。单个无线信号转发器可转发50对全无线对射。

在工业自动化领域，工业现场总线，如Modbus RTU，Profibus DP，EtherCAT总线等得到了规范的应用，工业现场总线接口是工业自动化应用中设备的主流配置接口。但是在一些不方便布线的应用场景可供选择的具有无线接口的设备较少，而且价格较高。尚缺乏即插即用的经济型无线信号转发设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供经济型即插即用的无线信号转发装置，解决上述现有技术问题。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：一种经济型即插即用的无线信号转发装置，包括通讯天线、无线数据采集模块、FIFO存储器、LORA调制解调器和FSK调制解调器；无线数据采集模块上安装FIFO存储器、LORA调制解调器和FSK调制解调器；LORA调制解调器和FSK调制解调器分别同时连接FIFO存储器，无线数据采集模块外接通讯天线，FIFO存储器连接通讯天线。

尤其是，无线数据采集模块与主站设备连接，主站设备上安装RS485接口。

尤其是，无线数据采集模块与从站设备连接，从站设备上安装RS485接口。

尤其是，在无线数据采集模块中，FIFO存储器3还连接有接收天线、发送天线、接收端射频滤波器、低噪放大器、混频器、ADC模拟数字转换器、DDC下变频控制器、FIR滤波器、LORA调制解调器、发送端射频滤波器、发送放大器、DAC数模转换器、DUC数字上变频器和本振电路。

尤其是，FIFO存储器上设置拨码开关。

本实用新型的优点和效果：底层无线通讯提供LORA和FSK两种工作模式可选，不同工作模式面向不同的应用场景；LORA调制融合数字扩频调制技术和前向纠错编码技术，确保具有极强的抗干扰性能，但是其传输时延相对较高。对传输速率要求不高，传输距离远，或者遮挡物较多的场景可以选择这种调制方式。FSK调制方式对传输速率要求较高，通信距离近，通信环境好应用场景可选择该工作模式。将485电气信号透传转换为430M无线电波，数据透传转发，与设备协议无关，即插即用。在5Km区域内，稳定可靠，低成本而且即插即用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，以下对实施例中所使用的附图做简单介绍，显然，下面描述的附图仅适用于以下实施例，本实用新型不但可以有更多的实施例，而且以下实施例也可能有更多的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，以上工作并不难完成。

图1为本实用新型实施例1结构示意图。

附图标记包括：

通讯天线1、无线数据采集模块2、FIFO存储器3、LORA调制解调器4、FSK调制解调器5、主站设备6、从站设备7、RS485接口8。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以任何方式组合。

本实用新型用于多用途无线信号转发，适用于属于工业自动化，物联网行业。

本实用新型原理在于，针对不同的应用场景，无线信号转发装置底层无线数据采集模块2提供LORA和FSK两种无线通信调制方式可选。LORA调制融合数字扩频调制技术和前向纠错编码技术，无线收发链路技术确保具有极强的抗干扰性能，但是其传输时延相对较高。对传输速率要求不高，传输距离远，或者遮挡物较多的场景可以选择这种调制方式。同时，底层无线通信有可供选择的FSK调制方式，对传输速率要求较高，通信距离近，通信环境好应用场景可选择该工作模式。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，一种经济型即插即用的无线信号转发装置，包括通讯天线1、无线数据采集模块2、FIFO存储器3、LORA调制解调器4和FSK调制解调器5；无线数据采集模块2上安装FIFO存储器3、LORA调制解调器4和FSK调制解调器5；LORA调制解调器4和FSK调制解调器5分别同时连接FIFO存储器3，无线数据采集模块2外接通讯天线1，FIFO存储器3连接通讯天线1。

前述中，无线数据采集模块2与主站设备6连接，主站设备6上安装RS485接口8。

前述中，无线数据采集模块2与从站设备7连接，从站设备7上安装RS485接口8。

前述中，在无线数据采集模块2中，FIFO存储器3还连接有接收天线、发送天线、接收端射频滤波器、低噪放大器、混频器、ADC模拟数字转换器、DDC下变频控制器、FIR滤波器、LORA调制解调器、发送端射频滤波器、发送放大器、DAC数模转换器、DUC数字上变频器和本振电路。

本实用新型实施例中，主站设备6与至少二部从站设备7通过分别安装在主站设备6与从站设备7上无线数据采集模块2的通讯连接，进行数据转发。

本实用新型实施例中，低噪放大器(low-noise ampl ifier)是一类特殊的电子放大器，主要用于通讯系统中将接收自天线的信号放大，以便于后级的电子设备处理。由于来自天线的信号一般都非常微弱，低噪音放大器一般情况下均位于非常靠近天线的部位，以减小信号通过传输线的损耗。这种有源天线的配置广泛应用于全球定位系统(GPS)等微波系统中。这是因为同轴电缆在微波频率范围内损耗很大。由于低噪音放大器位于整个接收机紧邻天线的最先一级，它的特性直接影响着整个接收机接受信号的质量。为了确保天线接收的信号能够在接收机的最后一级被正确的恢复，一个好的低噪音放大器需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪音以及失真。这两个参数通常使用噪声系数和三阶输入截止点来表征。

本实用新型实施例中，FSK调制解调器5采用FSK(Frequency-shift keying)信息传输中调制方式，实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统。对于FSK信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。而FSK的非相干解调一般采用滤波非相干解调。输入的FSK中频信号分别经过中心频率为fH、fL的带通滤波器，然后，分别经过包络检波，包络检波的输出在t＝kTb。时抽样(其中k为整数)，并且，将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是1还是0。在高斯白噪声信道环境下FSK滤波非相干解调性能较相干FSK的性能要差，但在无线衰落环境下，FSK滤波非相干解调却表现出较好的稳健性。FSK的数字化实现方法一般采用正交相乘方法加以实现。

本实用新型实施例中，RS485接口8从485接口接收到数据，数据经过FIFO存储器3缓存后立即转换为430M无线电波数据透传转发，与设备协议无关，即插即用。而传统的方法是485在接收完一帧数据再转发，相对该方法，该装置具有低时延的特征。

本实用新型实施例中，无线数据采集模块2底层无线通讯提供LORA和FSK两种工作模式可选，在两种工作模式下，分别提供4个独立的信道，通过拨码开关配置工作模式和信道，拨码开关内部做防抖动处理，参数配置稳定可靠。不同信道，无线信号承载在不同的频点，并且LORA模式下采用不同的扩频因子进行调制，确保通道间独立；接收到的485数据经过FIFO缓存后再进行转发，避免数据丢失；从485接口每接收完一个字节便对数据进行转发，而不是接收完一帧数据再转发，减少引入装置后给系统带来的时延。

本实用新型实施例中，主站设备6、从站设备7从RS485接口8接收到数据，数据经过FIFO存储器3后立即转换为430M电波信号发出，而传统的方法是485在接收完一帧数据再转发，相对该方法，该装置具有低时延的特征。·

本实用新型实施例中，工作电压DC12V-15V，接收状态工作电流46mA；转发状态工作电流300mA(供电电压15V)，290mA(供电电压12V)；存储容量50组，即可学习转发50组无线信号；无线发射频率433MHz调频+跳频，开阔地无线转发距离2公里，工作温度-30℃～70℃；产品重量0.45Kg，外型尺寸158×100×55(mm)；适用于当报警主机接收太阳能全无线对射的无线信号距离超出产品本身无线距离规格时，通过该设备的转发使无线信号距离增加一倍，从而使主机能正常接收全无线对射发出的无线信号。

本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。以上实施例，仅为本实用新型的一个具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，在以上公开的内容基础上，本领域技术人员，显然易见的可以不经过任何创造性劳动而得到变化或替换的技术方案，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.经济型即插即用的无线信号转发装置,包括通讯天线(1)、无线数据采集模块(2)、FIFO存储器(3)、LORA调制解调器(4)和FSK调制解调器(5)；其特征在于，无线数据采集模块(2)上安装FIFO存储器(3)、LORA调制解调器(4)和FSK调制解调器(5)；LORA调制解调器(4)和FSK调制解调器(5)分别同时连接FIFO存储器(3)，无线数据采集模块(2)外接通讯天线(1)，FIFO存储器(3)连接通讯天线(1)。

2.如权利要求1所述的经济型即插即用的无线信号转发装置，其特征在于，无线数据采集模块(2)与主站设备(6)连接，主站设备(6)上安装RS485接口(8)。

3.如权利要求1所述的经济型即插即用的无线信号转发装置，其特征在于，无线数据采集模块(2)与从站设备(7)连接，从站设备(7)上安装RS485接口(8)。

4.如权利要求1所述的经济型即插即用的无线信号转发装置，其特征在于，在无线数据采集模块(2)中，FIFO存储器(3)还连接有接收天线、发送天线、接收端射频滤波器、低噪放大器、混频器、ADC模拟数字转换器、DDC下变频控制器、FIR滤波器、LORA调制解调器、发送端射频滤波器、发送放大器、DAC数模转换器、DUC数字上变频器和本振电路。

5.如权利要求1所述的经济型即插即用的无线信号转发装置，其特征在于，FIFO存储器(3)上设置拨码开关。

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