CN215344906U

CN215344906U - 一种多网络制式的融合无线接入点装置

Info

Publication number: CN215344906U
Application number: CN202121985020.0U
Authority: CN
Inventors: 施红兵; 邱锴; 黄伟峰
Original assignee: Shanghai Zhongxing Yilian Communication Co ltd
Current assignee: Shanghai Zhongxing Yilian Communication Co ltd
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-08-23

Abstract

本实用新型记载了一种新型的多网络制式的融合无线接入点装置，整体采用一体化设计，上下壳体形成的腔体内集成垂直水平极化双极化极化辐射天线单元、腔体散热单元、以及PCBA主板，PCBA主板设有CPU系统模块、射频无线信号模块、供电模块、网口接口模块，同时采用IP68防水铝制结构，减少使用面积的同时，涵盖更多射频制式所需辐射频段支持，减少了繁琐的外接天线配件，安装便利且适用多种特殊使用环境要求，突破了以往使用散热片来降低装置易发热电子元件温度散热方式且可屏蔽电磁辐射、电磁干扰，防止电磁场向外扩散，解决单台装置不能支持所需业务场景的部署难题，达到了节约成本的同时，保证设备长时间严苛室外环境运行稳定性的目的。

Description

一种多网络制式的融合无线接入点装置

技术领域

本实用新型主要涉及移动通信领域，尤其为一种无线接入点设备技术领域。

背景技术

工业企业在生产制造过程中天然伴随着安全隐患，无论是采掘型、合成型、分解型、调制型还是装配型，安全问题都是工业企业要处理的重点问题。在所有的工业企业中，电厂、化工厂、煤矿因其独特的生产性质导致危险系数高于其他类型企业。近几年随着科学技术的发展，相关部门对于化工、隧道施工、井下作业等生产安全的重视，生产作业区都逐渐部署各类终端设备如摄像头、温湿度传感器、物联网终端、地理位置感知终端等，这些终端设备实现与后台服务器或者云端通信，都需要所述终端各自部署接入点装置才能实现，这种方式所带来的缺点问题是需要较多的安装位置、供电功耗、数据交换设备以及更多的故障点和设备投资。

目前，市面上一些无线接入点装置只能实现一种或者两种网络制式的应用，且支持的网络制式标准较落后，无法满足现代工业应用需求。如：无线标准落后，上下行无线空口支持转发能力低下，无法满足大容量终端接入和数据转发，以及在设备高集成高负荷运行功耗超出POE标准供电，产生供电不足或者供电形式单一的问题。另一些装置只能通过射频接头外接信号辐射天线，外置天线的安装需要占用空间、辅材、调试等复杂工序，从而无法很好的兼容适用于新时代数字化工业生产新一代无线接入点装置的建设需求。

实用新型内容

为了解决上述问题至少之一，本实用新型提供了多网络制式的融合无线接入点装置，采用了上壳体、下壳体以及壳体腔体内的垂直水平极化双极化极化辐射天线单元、PCBA主板及其之间特殊的连接以及布局结构设置，可满足大容量终端接入和数据转发，使得仅用相对较小安装使用面积获得更多的多网络制式业务覆盖使用率，达到了有效的提升多网络制式的融合无线接入点装置在有限空间复用能力的目的。

上述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，包括上壳体、下壳体，所述上壳体与所述下壳体通过第一连接装置相连，内部形成腔体结构，所述腔体结构内部由上至下依次设有：

垂直水平极化双极化极化辐射天线单元，固定相连于所述上壳体下方；

PCBA主板，通过第二连接装置固定相连于所述垂直水平极化双极化极化辐射天线单元下方，并通过第三连接装置固定于所述下壳体底板；

其特征在于，所述PCBA主板进一步包含CPU系统模块、射频无线信号模块、供电模块、网口接口模块。

上述装置中，所述PCBA主板还设有支撑结构，用于支撑所述垂直水平极化双极化极化辐射天线单元，所述PCBA主板还设有BLE PA芯片、串行接口设备 (SPI Flash)以及动态随机存取存储器。

上述装置中，所述射频无线信号模块包含2G射频无线信号模块、5G射频无线信号模块、6G射频无线信号模块、2.4GHz射频无线模块、Zigbee射频无线模块；所述网口接口模块包含数据交换网口及高速SFP光接口模块。

上述装置中，所述5G射频无线信号模块与所述CPU系统模块相连，用于提供5G射频信号；所述2G射频无线信号模块与所述5G射频无线信号模块通过合路设计共用射频输出接口与内置天线。

上述装置中，所述下壳体进一步设有与PCBA主板相匹配的接口通孔结构及腔体散热单元，所述腔体散热单元设有与所述PCBA主板相匹配的突起结构。

上述装置中，所述下壳体为IP68防水铝制结构，且所述下壳体腔体散热单元的突起结构与所述PCBA主板的高频射频区域形成的空间为完全封闭状态。

上述装置中，所述下壳体进一步设有兼容外置天线的N型接口及透气阀。

上述装置中，所述射频无线信号模块进一步包含UWB射频无线模块；所述 CPU系统模块进一步包含处理器、SoC芯片、USB接口。

上述装置中，所述供电模块包含POE供电模块和交流供电模块。

上述装置中，所述处理器为IPQ5018处理器。

本实用新型的优点和有益效果在于：

本实用新型提供了一种新型的防水合路器，整体采用一体化设计，上下壳体形成的腔体内集成垂直水平极化双极化极化辐射天线单元、腔体散热单元、以及 PCBA主板，PCBA主板设有CPU系统模块、射频无线信号模块、供电模块、网口接口模块，同时采用IP68防水铝制结构，减少使用面积的同时，涵盖更多射频制式所需辐射频段支持，减少了繁琐不必要的外接天线配件，实现安装便利适用多种特殊使用环境要求特点，突破了以往使用散热片来降低装置易发热电子元件温度散热方式且可屏蔽电磁辐射、电磁干扰，防止电磁场向外扩散，解决单台装置不能支持所需业务场景的部署难题，达到了节约成本的同时，保证设备长时间严苛室外环境运行稳定性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型其中一种结构实施例的爆炸图；

图2为本实用新型其中一种实施例的垂直水平极化双极化极化辐射天线单元结构图；

图3为本实用新型其中一种实施例的PCBA主板爆炸图；

图4为本实用新型其中一种实施例的下壳体爆炸图。

附图标记说明：

1-上壳体；11-第一连接装置；2-下壳体；21-腔体散热单元；22-兼容外置天线的 N型接口；23-透气阀；24-接口通孔结构；3-垂直水平极化双极化极化辐射天线单元；31-第二连接装置；4-PCBA主板；40-高速SFP光接口模块；41-支撑结构； 42-动态随机存取存储器；43-串行接口设备；44-BLE PA芯片；45-5G射频无线信号模块；46-6G射频无线信号模块；47-2.4GHz射频无线模块；48-Zigbee射频无线模块；49-数据交换网口；5-交流供电模块；6-CPU系统模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型提供了一种新型多网络制式的融合无线接入点装置，其包括上壳体1、下壳体2，上壳体1与下壳体2通过第一连接装置11相连，下壳体2具有一定的容纳空间，上壳体1与下壳体2连接后内部可形成腔体结构。连接后形成的腔体结构内部由上至下依次设有垂直水平极化双极化极化辐射天线单元3以及PCBA主板4，垂直水平极化双极化极化辐射天线单元3固定相连于所述上壳体1下方；PCBA主板4通过第三连接装置固定于所述下壳体2底板，并通过第二连接装置固定相连于所述垂直水平极化双极化极化辐射天线单元3 下方。第一连接装置11、第二连接装置31、第三连接装置均可为大小与其适配的螺丝(第一连接装置11、第二连接装置31、第三连接装置的螺丝尺寸可根据实际需要做调整，优选地，第一连接装置11的长度大于第二连接装置31以及第三连接装置)，作为一种优选方案，PCBA主板4还设有支撑结构41(优选为4 根塑料支柱)，用于支撑其上方垂直水平极化双极化极化辐射天线单元3。

如图3所示，PCBA主板4上设有CPU系统模块6、射频无线信号模块、供电模块、网口接口模块，优选地，还可设有BLE PA芯片44、串行接口设备43 (SPI Flash)以及动态随机存取存储器42，动态随机存取存储器42可为512 MByte DDR2 SDRAM或者64MByte DDR2 SDRAM等。CPU系统模块6进一步包含处理器、SoC芯片、USB接口，处理器可为IPQ5018处理器；射频无线信号模块进一步包含2G射频无线信号模块、5G射频无线信号模块45、6G射频无线信号模块46、2.4GHz射频无线模块47、Zigbee射频无线模块48；网口接口模块包含数据交换网口49及高速SFP光接口模块40，电模块包含POE供电模块和交流供电模块5。优选地，交流供电模块5为220V交流供电模块，5G射频无线信号模块45与CPU系统模块6相连，用于提供5G射频信号；2G射频无线信号模块与所述5G射频无线信号模块45通过合路设计共用射频输出接口与内置天线。

如图4所示，为了兼具防水功能，下壳体2及其部件均可设计为IP68防水铝制结构，且下壳体2突起结构与所述PCBA主板4的高频射频区域形成的空间为完全封闭状态。为了达到散热以及适应多场景的目的，下壳体2进一步设有与 PCBA主板4相匹配的接口通孔结构24以及腔体散热单元21，腔体散热单元21 具有与PCBA主板4相匹配的突起结构(如散热凸墙腔体)，同时下壳体2还设有透气阀23、以及兼容外置天线的N型接口22；下壳体2还可设有与PCBA主板4相匹配的接口通孔结构24(如交流电源输入防水口、防水有线网口接口等)。

下文将提供本实用新型的其中一种与上述内容相对应的具体操作方式以供本领域技术人员参考：

本实用新型通过将一定发射功率的WIFI6/WIFI6E、BLE/Zigbee、UWB多网络制式的射频以紧耦合方式进行融合。如图2所示，垂直水平极化双极化极化辐射天线单元3可采用镭射LDS技术设计较小较多频段支持，通过第二连接装置 (优选为螺丝)以及支撑结构41(优选为4根塑料支柱)安装于PCBA主板4 上固定，PCBA主板4上WIFI6/WIFI6E、BLE/Zigbee、UWB多网络制式射频通过连接跳线，连接天线作业，相比外置天线具有不占用外部安装空间、通过PCB 设计频段更宽等优点，由于不需要天线外罩重量更轻，造价成本也更加低廉。其 PCBA主板4包含CPU系统模块6、射频无线信号模块、供电模块(POE供电模块和交流供电模块5，优选为220v交流供电模块5)、网口接口模块，例如2G 射频无线信号模块、5G射频无线信号模块45、6G射频无线信号模块46 (2G/5G/6G射频Radio)、Zigbee射频无线模块48、2.4GHz射频无线模块47、 SFP光接口模块等，还可设有千兆以太网接口、BLE射频、UWB射频等。CPU 系统模块6采用IPQ5018为架构的SoC射频解决方案，工作频率最高可到1.0GHz；内置SoC芯片(优选为2X2 2.4G MAC/BB射频)；QCN9022 5G Radio 连接CPU系统模块6以提供5G射频信号，2G射频无线信号模块、5G射频无线信号模块45进行合路设计以达到共用射频输出接口与内置天线的特性；

处理器IPQ5018是PCBA主板4的控制中心，可通过CPU SOC GPIO管脚连接外挂2片16位宽的64MByte DDR2 SDRAM或12MByte DDR2 SDRAM，负责相关版本加载、单板状态的监控和上报以及与相关功能的维护等。IPQ5018 的BOOT和双版本放在外挂的串行接口设备43(SPI Flash)，SPI Flash容量可为 32MB；IPQ5018内部通过CPU SOC集成了GE PHY运行网络协议栈提供数据交换网口49(优选为1000Mbps)；同时可外置AQR111，通过CPU GPIO管脚连接AQR111提供一个高速SFP光接口，提供对外光连接特性，用于装置间级联和远距离组网连接需求。1000M数据交换网口49提供上下行数据通讯，高速SFP 光接口模块40实现多台装置之间的级联特性。同时，还可通过CPU SOC GPIO 管脚连接5G射频QCN9022输出5G频段射频无线信号；连接6G射频QCN9072 输出6G频段射频无线信号；集成BLE5.1通过CPU SOC GPIO管脚连接BLE PA 芯片44进行射频放大以提供较大功率的信号输出，还可进行远距离与无线BLE 传感器通信获取终端传感信息，获取终端地理位置。

CPU系统模块6的IPQ5018 SOC可集成BLE，通过PCBA主板4的BLE PA 芯片44进行射频放大以提供较大功率的信号输出；CPU系统模块6的USB接口可通过USIM标准总线连接Zigbee射频无线模块48提供射频信号输出，进行远距离与无线BLE传感器通信，获取终端传感信息；BIE/Zigbee负责实现与业务场景物联网设备进行通信和应用。此装置的超宽带(Ultra Wide Band，UWB) 采用PCIE接口与CPU系统模块6连接控制输出UWB射频信号；负责实现与业务场景无线地理位置感知终端进行通信和应用。

装置供电电路采用网口POE输入，输入电压范围在48VDC通过板上DC/DC 转换为单板所需要的5V和3.3V电源，同时内置220交流电源适配器提供12VDC 为装置提供供电。

PCBA主板4装载在IP68防水铝制结构壳体内，下壳体2底部形成与PCBA 主板4(主要为PCBA高频射频发热元器件位置)相同、相匹配的凸墙腔体形状， PCBA主板4装配在散热腔体(具有腔体散热单元21)内，形成发热元件区域与铝制机壳直接接触散热，同时下壳体2的凸起结构(实质为散热凸墙腔体)与 PCBA主板4的高频射频区域形成的空间为完全封闭状态，具有屏蔽电磁辐射、电磁干扰，防止电磁场向外扩散的功能效果。同时，装置的下壳体2还设置了兼容外置天线的N型接口22以及透气阀23，满足各种使用场景，在保证一定的防水密封性的情况下，当装置内温度升高气压变大时，可通过防水的透气阀23将装置内的热空气排出，平衡压力放出热量，减少内部产生水分。

对所公开的实施例的上述说明，以便本技术领域的专业技术人员能够实现或使用本申请。针对这些实施例的多种修改，对本技术领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多网络制式的融合无线接入点装置，包括上壳体、下壳体，所述上壳体与所述下壳体通过第一连接装置相连，内部形成腔体结构，所述腔体结构内部由上至下依次设有：

2.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述PCBA主板还设有支撑结构，用于支撑所述垂直水平极化双极化极化辐射天线单元，所述PCBA主板还设有BLE PA芯片、串行接口设备(SPI Flash)以及动态随机存取存储器。

3.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述射频无线信号模块包含2G射频无线信号模块、5G射频无线信号模块、6G射频无线信号模块、2.4GHz射频无线模块、Zigbee射频无线模块；所述网口接口模块包含数据交换网口及高速SFP光接口模块。

4.如权利要求3所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述5G射频无线信号模块与所述CPU系统模块相连，用于提供5G射频信号；所述2G射频无线信号模块与所述5G射频无线信号模块通过合路设计共用射频输出接口与内置天线。

5.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述下壳体进一步设有与PCBA主板相匹配的接口通孔结构及腔体散热单元，所述腔体散热单元设有与所述PCBA主板相匹配的突起结构。

6.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述下壳体为IP68防水铝制结构，且所述下壳体腔体散热单元的突起结构与所述PCBA主板的高频射频区域形成的空间为完全封闭状态。

7.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述下壳体进一步设有兼容外置天线的N型接口及透气阀。

8.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述射频无线信号模块进一步包含UWB射频无线模块；所述CPU系统模块进一步包含处理器、SoC芯片、USB接口。

9.如权利要求1所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述供电模块包含POE供电模块和交流供电模块。

10.如权利要求8所述的一种多网络制式的融合无线接入点装置，其特征在于，所述处理器为IPQ5018处理器。