CN213960342U - 一种无线终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线终端设备，涉及通信技术领域，该设备包括：通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；通信模块通过第一接口与第一处理器模块连接；第一处理器模块通过第二接口与无线路由模块连接；通信模块通过第三接口与无线路由模块连接；第一处理器模块通过第四接口与第二处理器模块连接。本实用新型可以降低无线终端设备的处理器模块的功耗。

Description

一种无线终端设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线终端设备。

背景技术

DTU(Data Transfer unit，数据传输器)是通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。在现有的DTU设备中，处理器模块与4G(the 4th Generation mobilecommunication technology，第四代移动通信技术)通信模块结合使用，4G技术传输速度无法实现高速率、高容量及低时延的数据传输，同时，处理器模块需要对所有数据进行分析处理，导致处理器模块的功耗较高。可见，目前无线终端设备的处理器模块功耗较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种无线终端设备，以解决无线终端设备的处理器模块功耗较高的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种无线终端设备，包括：通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

所述通信模块通过所述第一接口与所述第一处理器模块连接；

所述第一处理器模块通过所述第二接口与所述无线路由模块连接；

所述通信模块通过所述第三接口与所述无线路由模块连接；

所述第一处理器模块通过所述第四接口与所述第二处理器模块连接。

可选的，所述通信模块为第五代移动通信技术通信模块。

可选的，所述无线终端设备还包括多个天线和第五接口，所述第五代移动通信技术通信模块通过所述第五接口与所述多个天线连接。

可选的，还包括第六接口，所述第一处理器模块通过所述第五接口与第一数据采集装置连接。

可选的，所述第六接口包括如下至少一项：

串行通讯标准485接口；

串行通讯标准232接口；

控制器局域网络接口。

可选的，还包括第七接口，所述第二处理器模块通过所述第七接口与第二数据采集装置连接。

可选的，所述无线路由模块包括第八接口，所述无线终端设备还包括网络变压器和千兆以太网接口，所述无线路由模块的第八接口通过所述网络变压器连接所述千兆以太网接口。

可选的，所述第四接口为通用异步收发传输器接口。

可选的，所述第二接口为千兆以太网接口。

可选的，所述第七接口包括直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口。

本实用新型实施例中，无线终端设备包括通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一处理器模块和第二处理器模块可以分配数据处理算力，从而可以降低无线终端设备的处理器模块的功耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种无线终端设备的结构图之一；

图2是本实用新型实施例提供的一种无线终端设备的结构图之二；

图3是本实用新型实施例提供的一种无线终端设备的结构图之三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种无线终端设备的结构图之一，如图1所示，无线终端设备包括：通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

通信模块通过第一接口与第一处理器模块连接；

第一处理器模块通过第二接口与无线路由模块连接；

通信模块通过第三接口与无线路由模块连接；

第一处理器模块通过第四接口与第二处理器模块连接。

需要说明的是，无线终端设备可以为DTU，DTU是专门用于将串口数据转换为IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。

其中，无线终端设备的第一处理器模块作为主处理器模块，可以用于设备控制、数据处理以及提供部分对外工业接口，第一处理器模块可以通过第二接口可以与无线路由模块进行网络数据的交换。同时，第一处理器模块具有较强的数据处理能力，可以最大程度兼顾性能、功耗、运算精度，因此，第一处理器模块可以负责处理外部高清摄像头通过无线路由模块向上传输的视频及图像数据。例如，远程无人挖掘机操作监控视频数据可以通过无线路由模块上传至第一处理器，第一处理器可以对该数据进行处理分析。第一处理器模块的处理器可以采用RK1808的处理器，该处理器自带高能效的1.6GHz双核64位Cortex-A35架构的处理器芯片，其NPU(Neural Processing Unit，嵌入式神经网络处理器)部分的峰值算力高达3.0TOPs，并可以支持INT8/INT16/FP16混合运算。一般而言，第一处理器模块的处理器能够满足较强数据处理能力的条件即可，处理器及芯片的类型在此不做限定。

另外，无线终端设备的第二处理器模块作为辅处理器模块，主要负责对外提供直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口,直流模拟量输入接口可以简称为AI接口，开关量输入接口可以简称为DI接口。例如，第二处理器模块可以将远程无人挖掘机的油门、档位、点火开关等模拟及数字信号转换为第一处理器可以识别的数字信号，因此，第二处理器模块可以为第一处理器模块分担部分运算工作，从而第一主处理器模块可以为图像处理运算分配更多的算力。一般而言，对第二处理器模块的数据处理性能要求不高，第二处理器模块的处理器可以为STM32F03系列处理器，也可以为其他满足要求的处理器，在此不做限定。

无线路由模块主要提供路由和WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)热点。在具体的应用场景中，无线路由模块在使用过程中可以为多个高清无线摄像头提供WIFI信号，因此，无线路由模块可能需要千兆双频的设计来满足高带宽和高速的需求。例如，无线路由模块主芯片可以采用MT7621A芯片，MT7621A芯片采用主频为880MHz，MIPS1004kc的双核心架构，支持128M DDR3内存。另外，WIFI射频芯片分别采用2.4GHz的MT7603和5GHz的MT7613，MT7621A可以通过两路PCIE接口分别与MT7603和MT7613相连接，实现2.4G以及5G双频千兆WIFI热点功能，支持IEEE 802.11n和IEEE802.11ac协议。以上无线路由模块的芯片类型仅为示例，可以根据实际应用场景选择符合要求的芯片，在此不做限定。

同时，通信模块负责提供网络的带宽以及高速数据流量服务。通信模块可以通过第三接口与无线路由模块连接，将网络传输给无线路由模块进行转换，无线路由模块因此可以提供高速率的WIFI热点。

本实用新型实施例中，无线终端设备包括通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一处理器模块和第二处理器模块可以分配数据处理算力，从而可以降低无线终端设备的处理器模块的功耗。

作为一种可选的实施方式，通信模块为第五代移动通信技术通信模块。

需要说明的是，第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，可以提供高速率的数据传输、提高系统容量和大规模设备连接。通信模块为5G通信模块，5G高速无线网络可以传输给无线路由模块进行网络转换，以提供5G网络的大带宽以及高速数据流量服务。

另外，5G通信模块可以采用F02X工业级通信模组，该模组支持多类别通信制式，同时支持NSA(Non-Standalone，非独立组网)以及SA(Standalone，独立组网)两种5G组网模式，且数据传输下行速率大于2Gbps，上行速率能够达到1.2Gbps。根据不同的应用场景，可以选择其他类型的工业级通信模组，在此不做限定。

该实施方式中，由于通信模块为第五代移动通信技术通信模块，从而可以提高数据传输的速率。

在实际应用场景中，许多工业领域都布置有高清监控摄像头，用于实时监测生产环境，同时抓拍某些重要生产环节。例如，在远程无人挖掘机进行作业，为了实时监控挖掘机的工作状态，挖掘机外部会安装多个高清无线摄像头，同时，为了检测其工作环境的某些参数是否符合生产要求，还会安装一些检测环境参数的传感器，用于检测温度、湿度、烟雾及有害气体等。如图2所示，基于上述无线终端设备，高清监控摄像头以及传感器采集数据的传输流程具体为：

5G通信模块可以将5G网络传输给无线路由模块，无线路由模块可以对外部的无线高清监控摄像头提供高速率千兆5GWIFI热点，外部高清摄像头利用5GWIFI热点，可以将高清监控视频图像数据传输至无线路由模块。同时，无线路由模块可以将高清监控视频图像数据传输给主处理器模块，即第一处理器模块，主处理器模块再进行数据分析处理。主处理器模块将数据分析处理的结果，通过第三代USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口传输至5G通信模块，最终5G通信模块利用5G网络将数据上传至CP(Cloud Platform,云平台)，其中第三代USB接口可以简称为USB3.0。

另外，主处理器模块还可以通过串行通讯标准485接口(可以简称为RS-485接口或485接口)以及串行通讯标准232接口(可以简称为RS-232接口或232接口)，获取外部传感器采集的温度、湿度、有害气体等数据，并将采集的传感器数据进行处理后，通过USB3.0接口传输至5G通信模块，最终5G通信模块利用5G网络将数据上传至云平台。由于工业生产环境的特殊，采集的环境视频和图像经常是模糊不清的，可以利用主处理器模块中高性能处理器的强大数据处理能力，对采集到的模糊图像进行处理，得到清晰可读的图片。

同时，辅处理器模块，即第二处理器模块，可以通过AI和/或DI接口接收直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号，并对上述输入信号进行处理后，通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口将处理后的数据传输给主处理器模块。

可选的，无线终端设备还包括多个天线和第五接口，第五代移动通信技术通信模块通过第五接口与多个天线连接。

其中，天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换，是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

需要说明的是，在通信模块为4G通信模块时，通信模块通过第五接口与天线连接，最多只能连接四根天线，网络覆盖范围有限；在通信模块为5G通信模块时，通信模块通过第五接口与天线连接，可以连接八根天线，可以扩大网络的覆盖范围。

该实施方式中，无线终端设备包括多个天线和第五接口，第五代移动通信技术通信模块通过第五接口可以与多个天线连接，从而可以扩大网络的覆盖范围。

可选的，还包括第六接口，第一处理器模块通过第六接口与第一数据采集装置连接。

无线终端设备还包括第六接口，第一处理器模块可以通过第六接口与第一数据采集装置连接，其中，第六接口可以为多个不同类型的接口，第一数据采集装置可以为多个不同类型的传感器。

另外，第一数据采集装置可以为温度传感器、湿度传感器、声音传感器以及光传感器，上述传感器可以通过第六接口将采集的数据传输至第一处理器模块，进一步的，第一处理器模块对传感器传输的数据进行处理。例如，在工业作业中，第一处理器模块对外部环境数据进行分析处理，不仅需要获取外部环境的温度信息，可能还需要获取外部环境的湿度信息，以确定外部环境是否适合作业。

该实施方式中，由于第一处理器模块通过第六接口与第一数据采集装置连接，第一处理器可以接收各类传感器采集的数据，从而可以获取更加全面的数据。

可选的，第六接口包括如下至少一项：

串行通讯标准485接口；

串行通讯标准232接口；

控制器局域网络接口。

其中，串行通讯标准485接口可以简称为RS-485接口，串行通讯标准232接口可以简称为RS-232接口，控制器局域网络接口可以简称为CAN接口。RS-485接口可以在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号，使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。RS-232是常用的串行通信接口标准之一，其全名是数据终端设备和数据通信设备之间串行二进制数据交换接口技术标准。

第一处理器模块可以通过RS-485接口与同样具有RS-485接口的传感器连接，第一处理器模块可以通过RS-232接口与同样具有RS-232接口的传感器连接，第一处理器模块可以通过CAN接口与同样具有CAN接口的传感器连接。因此，第一处理器模块可以通过各类型的接口，获取不同类型的传感器采集的数据。

该实施方式中，由于第六接口可以包括串行通讯标准485接口、串行通讯标准232接口和控制器局域网络接口，可以连接各种类型的传感器，从而可以获取的采集数据更加全面。

可选的，还包括第七接口，第二处理器模块通过第七接口与第二数据采集装置连接。

其中，无线终端设备还包括第七接口，第二处理器模块可以通过第七接口与第二数据采集装置连接。第二数据采集装置可以用于提供直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号。通过第七接口，第二数据采集装置可以将直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号传输至第二处理器模块，第二处理器模块对上述输入信号进行分析处理后，再传输给第一处理器模块。直流模拟量输入信号一般为0-5V或4-20MA标准信号，开关量输入信号可以反映开关的状态是分还是合。

需要说明的是，第一处理器模块不直接识别模拟信号，第二处理器模块对上述输入信号进行分析处理，可以将模拟信号转换为第一处理器模块可以直接识别的数字信号，因此，可以减少第一处理器模块的算力。

该实施方式中，由于无线终端设备的第二处理器模块可以通过第七接口与第二数据采集装置连接，可以获取直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号，从而可以减少第一处理器模块的算力，降低第一处理器模块的功耗。

可选的，无线路由模块包括第八接口，无线终端设备还包括网络变压器和千兆以太网接口，无线路由模块的第八接口通过网络变压器连接千兆以太网接口。

需要说明的是，无线路由模块获取网络存在两种方式，第一种方式为通信模块通过第三接口将无线网络传输给无线路由模块，第二种方式为无线路由模块通过网络变压器和以太网接口，获取有线的网络。本实施方式中，无线路由模块获取网络采用第二种方式。

无线路由模块的第八接口通过网络变压器连接千兆以太网接口，外部有线网络可以通过千兆以太网接口为无线路由模块提供1000M传输速率的以太网，其中，千兆以太网接口可以为RJ45(Registered Jack 45，已注册插孔45)，RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种，连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成，插头有8个凹槽和8个触点。

该实施方式中，由于无线路由模块通过网络变压器和千兆以太网接口，获取有线网络，增加了无线路由模块获取网络的方式，从而无线路由模块提供的WIFI热点可以更加稳定。

可选的，第四接口为通用异步收发传输器接口。

第一处理器模块通过第四接口与第二处理器模块传输数据，第四接口为UART接口，UART接口可以将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换。在串行通信转换为并行通信的情况下，可以加快数据的传输速度，减少传输数据的错误率，适合短距离的数据传输。

该实施方式中，由于第四接口为通用异步收发传输器接口，从而第一处理器模块与第二处理器模块的数据传输可以提高数传输速度。

可选的，第二接口为千兆以太网接口。

需要说明的是，视频及图像数据可以通过无线路由模块向上传输至第一处理器模块，第一处理器和无线路由模块之间数据传输的速度要求较高，一般而言，千兆以太网(Gigabit Ethernet，GE)可以满足第一处理器和无线路由模块之间的数据传输要求。因此，可以通过千兆以太网接口连接第一处理器和无线路由模块。

该实施方式中，由于第一处理器和无线路由模块之间通过千兆以太网接口传输数据，从而可以提高数据传输的速度。

可选的，第七接口包括直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口。

需要说明的是，第二处理器模块通过第七接口与第二数据采集装置连接。其中，第七接口包括直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口，直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口设置于第二处理器模块与第二数据采集装置之间，可以将第二数据采集装置的传输直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号传输至第二处理器模块。

该实施方式中，由于第七接口包括直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口，可以传输直流模拟量输入信号和/或开关量输入信号给第二处理器模块处理，从而可以减少第一处理模块的算力，降低第一处理模块的功耗。

如图3所示，一种无线终端设备包括5G通信模块、主处理器模块、辅处理器模块以及无线路由模块。其中，5G通信模块采用F02X工业级通信模组；主处理器模块采用RK1808的处理器，具有高能效的1.6GHz双核64位Cortex-A35架构的处理器芯片，用于图像识别与提供与传感器连接的接口；辅处理器模块采用STM32F03系列处理器；无线路由模块采用MT7621A芯片，该芯片采用采用主频为880MHz，MIPS1004kc的双核心架构。

其中，5G通信模块通过第一接口USB3.0接口与主处理器模块连接，主处理器模块通过GE接口与无线路由模块连接，5G通信模块通过GE接口与与无线路由模块连接，主处理器模块通过UART接口与辅处理器模块连接。

另外，5G通信模块可以通过第五接口与八根5G天线连接，主处理器模块可以通过RS-485接口、232接口以及CAN接口与外部传感器连接，辅处理器模块可以通过AI接口和/或DI接口与外部数据采集装置连接，无线路由模块通过网络变压器连接RJ45接口。

需要说明的是，无线路由模块可以根据输入网络，提供WIFI热点，具体表现为，无线路由模块通过PCIE(peripheral component interconnect express，外部组件互联)标准，可以提供两种类型的天线，一种为5.8G天线，另一种为2.4G天线，其中，5.8G天线与5GWIFI芯片MT7613连接，2.4G天线与2.4G WIFI芯片MT7613连接。无线路由模块根据5.8G天线和2.4G天线，可以对外提供千兆双频的WIFI热点。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种无线终端设备，其特征在于，包括：通信模块、第一处理器模块、第二处理器模块、无线路由模块、第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

所述通信模块通过所述第一接口与所述第一处理器模块连接；

所述第一处理器模块通过所述第二接口与所述无线路由模块连接；

所述通信模块通过所述第三接口与所述无线路由模块连接；

所述第一处理器模块通过所述第四接口与所述第二处理器模块连接。

2.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，所述通信模块为第五代移动通信技术通信模块。

3.如权利要求2所述的无线终端设备，其特征在于，所述无线终端设备还包括多个天线和第五接口，所述第五代移动通信技术通信模块通过所述第五接口与所述多个天线连接。

4.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，还包括第六接口，所述第一处理器模块通过所述第六接口与第一数据采集装置连接。

5.如权利要求4所述的无线终端设备，其特征在于，所述第六接口包括如下至少一项：

串行通讯标准485接口；

串行通讯标准232接口；

控制器局域网络接口。

6.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，还包括第七接口，所述第二处理器模块通过所述第七接口与第二数据采集装置连接。

7.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，所述无线路由模块包括第八接口，所述无线终端设备还包括网络变压器和千兆以太网接口，所述无线路由模块的第八接口通过所述网络变压器连接所述千兆以太网接口。

8.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，所述第四接口为通用异步收发传输器接口。

9.如权利要求1所述的无线终端设备，其特征在于，所述第二接口为千兆以太网接口。

10.如权利要求6所述的无线终端设备，其特征在于，所述第七接口包括直流模拟量输入接口和/或开关量输入接口。

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