CN219780134U - 一种北斗报文分发装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种北斗报文分发装置。该装置包括供电单元、控制单元、串口调试单元、网口单元和多个通信单元;控制单元连接至网口单元、串口调试单元和多个通信单元,网口单元的网口通道数量为若干个;网口单元用于实现与外部设备的双向数据传输,通信单元用于实现北斗报文数据的收发;供电单元用于向控制单元、网口单元、串口调试单元和多个通信单元供电。该装置可以以多对多接入模式实现各个终端与北斗卫星的通信,有效缩短终端发送短报文数据需要的等待时间,有利于提高短报文数据的发送效率。本申请可广泛应用于数据分发技术领域内。

Description

一种北斗报文分发装置
技术领域
本实用新型涉及数据分发技术领域,尤其是一种北斗报文分发装置。
背景技术
近年来,北斗卫星的短报文通信在海上救援、地质勘测、户外探险和野生动物保护等众多领域,都发挥了不可替代的作用,而北斗卫星与各个终端之间的通信依赖于北斗网关实现。
目前,北斗网关的工作模式主要采用一对一接入模式(即一个终端对应一个北斗通道)或者多对一接入模式(即多个终端对应一个北斗通道)。对于一对一接入模式,其短报文通信的成本较高;对于多对一接入模式,由于北斗通道向北斗卫星发送短报文有着严格的时间限制,每个北斗通道在一分钟内只能发送一次短报文,每个终端需要发送的短报文数据的等待时间往往比较长,短报文数据发送效率较低。
因此,现有技术存在的问题还亟需得到解决和优化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于一定程度上解决相关技术中存在的技术问题。
为此,本实用新型实施例的一个目的在于提供一种北斗报文分发装置,该北斗报文分发装置通过以多对多接入模式实现各个终端与北斗卫星的通信,有效缩短终端发送短报文数据需要的等待时间,有利于提高短报文数据的发送效率。
为了达到上述技术目的,本实用新型实施例所采取的技术方案包括:
本实用新型实施例提供了一种北斗报文分发装置,包括:
供电单元、控制单元、串口调试单元、网口单元和多个通信单元;
所述控制单元连接至所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元,所述网口单元的网口通道数量为若干个;
所述网口单元用于实现与外部设备的双向数据传输,所述通信单元用于实现北斗报文数据的收发;
所述供电单元用于向所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元供电。
另外,根据本实用新型实施例提供的一种北斗报文分发装置,还可以具有以下附加的技术特征:
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述北斗报文分发装置还包括继电器单元;
所述继电器单元的输入端连接至所述控制单元;
所述继电器单元包括JQX-115F芯片或者HK4100F芯片。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述北斗报文分发装置还包括复位单元;
所述复位单元包括STWD100芯片,所述STWD100芯片的第四引脚连接至所述控制单元。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述北斗报文分发装置还包括指示单元;
所述指示单元的输入端连接至所述控制单元。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述通信单元包括RS485系列芯片或者RS232系列芯片中的至少一种。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述串口调试单元包括MAX232芯片;
所述MAX232芯片的第九引脚和第十引脚连接至所述控制单元。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述网口单元包括KSZ8081芯片、HR602459芯片和RJ45接口;
所述KSZ8081芯片的第六引脚连接至所述HR602459芯片的第三引脚,所述KSZ8081芯片的第七引脚连接至所述HR602459芯片的第一引脚;
所述HR602459芯片的第二十二引脚连接至所述RJ45接口的A2接口,所述HR602459芯片的第二十四引脚连接至所述RJ45接口的A1接口。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述控制单元包括MCIMA6G2CVM05AB芯片,所述MCIMA6G2CVM05AB芯片的第十引脚和第十二引脚连接至所述串口调试单元。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述供电单元包括电源模块和电压转换模块;
所述电源模块连接至所述电压转换模块的输入端,所述电压转换模块的输出端连接至所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元。
可选地,在本实用新型的一个实施例中,所述电压转换模块包括LM2596芯片或者AMS1117芯片。
本申请实施例所公开了一种北斗报文分发装置,包括:供电单元、控制单元、串口调试单元、网口单元和多个通信单元;所述控制单元连接至所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元,所述网口单元的网口通道数量为若干个;所述网口单元用于实现与外部设备的双向数据传输,所述通信单元用于实现北斗报文数据的收发;所述供电单元用于向所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元供电。该北斗报文分发装置通过以多对多接入模式实现各个终端与北斗卫星的通信,有效缩短终端发送短报文数据需要的等待时间,有利于提高短报文数据的发送效率。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本实用新型提供的一种北斗报文分发装置的结构框架示意图;
图2为本实用新型提供的一种继电器单元的电路原理图;
图3为本实用新型提供的一种复位单元的电路原理图;
图4为本实用新型提供的一种指示单元的电路原理图;
图5为本实用新型提供的一种通信单元的电路原理图;
图6为本实用新型提供的另一种通信单元的电路原理图;
图7为本实用新型提供的一种串口调试单元的电路原理图;
图8为本实用新型提供的一种网口单元的电路原理图;
图9为本实用新型提供的一种BTB 160PIN连接器的电路原理图;
图10为本实用新型提供的一种供电单元的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型申请实施例中,提供了一种北斗报文分发装置,该北斗报文分发装置通过以多对多接入模式实现各个终端与北斗卫星的通信,有效减少终端发送短报文数据的等待时间,提高短报文数据的发送效率。
参照图1,具体地,本申请实施例中的一种北斗报文分发装置,包括:
供电单元、控制单元、串口调试单元、网口单元和多个通信单元;
所述控制单元连接至所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元,所述网口单元的网口通道数量为若干个;
所述网口单元用于实现与外部设备的双向数据传输,所述通信单元用于实现北斗报文数据的收发;
所述供电单元用于向所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元供电。
可以理解的是,供电单元用于向北斗报文分发装置中的各组件供电,控制单元用于实现北斗分发装置各组件的控制、通信及数据的存储。网口通道的数量可以是m个,通信单元的数量可以是n个,m、n均为大于等于2的正整数。还有,串口调试单元用于查看并配置控制单元的工作参数。
具体地,在本申请实施例中,该北斗报文分发装置的工作原理为:供电单元向控制单元、网口单元、串口调试单元和多个通信单元供电;对于短报文数据的接收,某个通信单元在接收短报文数据时,首先对短报文数据进行标识,随后将标识过后的短报文数据传输至控制单元,控制单元根据短报文数据中的标识号选择具有对应标识号的网口单元,并在该网口单元发送短报文数据给对应的终端。对于短报文数据的发送,北斗报文分发装置在工作时,控制单元一直都在维护着空闲队列和等待队列,其中,空闲队列为处于空闲状态的通信单元的集合,等待队列为发送间隔时间未达到一分钟,仍处于等待状态的通信单元的结合;当终端通过网口单元向控制单元传输待发送的短报文数据,控制单元从空闲队列中取出一个处于空闲状态的通信单元,并通过该处于空闲状态的通信单元发送短报文数据。
值得说明的是,通信单元在短报文数据发送完成后自动进入等待队列,等待队列中的任意一个通信单元在发送间隔时间已达到一分钟时,会进入到空闲队列;还有,在控制单元接收到待发送的短报文数据时,若空闲队列中并不存在处于空闲状态的通信单元,控制单元将短暂存储待发送的短报文数据,等待空闲队列中存在处于空闲状态的通信单元。还值得说明的是,发送间隔时间的具体时间可以根据实际需求设置,当北斗通道(即通信单元)向北斗卫星发送短报文数据的时间限制变化时,发送间隔时间也可以随之变化,本申请示例仅作说明,并非对本申请作出任何限制。
在一些实施例中,所述北斗报文分发装置还包括继电器单元;
所述继电器单元的输入端连接至所述控制单元;
所述继电器单元包括JQX-115F芯片或者HK4100F芯片。
可以理解的是,继电器单元用于实现控制对外输出电源的通断状态,以达到重启外部终端设备的作用。具体地,参照图2,继电器单元包括24V电源控制继电器或者220V电源控制继电器,24V电源控制继电器应用的芯片型号可以是HK4100F芯片,220V电源控制继电器应用的芯片型号可以是JQX-115F芯片,以继电器单元中的24V电源控制继电器为例,控制单元通过改变输入至HK4100F芯片的电平信号,控制HK4100F芯片的第四引脚输入对外部设备的电源供应,以此实现外部终端设备的重启。还有,控制单元通过JQX-115芯片重启外部终端设备的工作原理与前述内容类似,本申请在此就不再多余赘述。
在一些实施例中,所述北斗报文分发装置还包括复位单元;
所述复位单元包括STWD100芯片,所述STWD100芯片的第四引脚连接至所述控制单元。
可以理解的是,复位单元用于在控制单元在功能异常时的功能复位。具体地,参照图3,STWD100芯片的第四引脚连接至控制单元,控制单元可以在第一时间间隔内向STWD100芯片传输重新计时信号,以避免控制单元进行复位操作。当控制单元在第一时间间隔内未向STWD100芯片传输重新计时信号时,STWD100芯片的输出的电平信号将会变化,从而使得控制单元进行复位操作。值得说明的是,在本申请实施例中,第一时间间隔可以是1.6s、1.3s、1.0秒中的任意一种,本申请示例仅作说明,并非对本申请作出任何限制,第一时间间隔可以根据实际需求设置。
在一些实施例中,所述北斗报文分发装置还包括指示单元;
所述指示单元的输入端连接至所述控制单元。
可以理解的是,指示单元用于指示北斗报文分发装置的工作状态。具体地,参照图4,控制单元可以通过控制输入至指示灯的电平信号,进而控制指示单元中LED指示灯的亮灭。可以理解的是,指示单元可以有多个如图4所示的电路,多个如图4所示的电路连接至控制单元不同的输出端口处,在本申请实施例中,指示单元可以指示北斗报文分发装置是否接通电源、是否正常运行、与LED指示灯对应的通信单元的通信状态灯。
在一些实施例中,所述通信单元包括RS485系列芯片或者RS232系列芯片中的至少一种。
可以理解的是,通信单元用于实现北斗报文数据的收发。具体地,参照图5,当通信单元含有RS485系列芯片时,通信单元可以由6N137芯片、74LVC2G14芯片、SP485芯片等组成,其中,6N137芯片用于信号隔离,74LVC2G14芯片用于作为缓冲器及反相器,起到增强信号强度及翻转信号的目的,SP485芯片用于作为RS485通信协议的通信驱动芯片,将通信信号由TTL电平转换为RS485电平,后端的瞬态抑制二极管、放电管等作为EMC保护电路,防止浪涌或静电等因素对北斗报文分发装置造成损坏。
参照图6,当通信单元含有RS232系列芯片时,通信单元可以有6N137芯片、MAX232芯片等组成,6N137芯片用于信号隔离,其将输入和输出信号进行隔离,有效的对电路进行防护,MAX232芯片作为RS232通信协议的通信驱动芯片,将通信信号由TTL电平转换为RS232电平,后端的瞬态抑制二极管、放电管等作为EMC保护电路,防止浪涌或静电等因素对北斗报文分发装置造成损坏。
还可以理解的是,由于通信单元的数量为多个,在本申请实施例中,控制单元的一部分通信单元可以是含有RS232系列芯片,另一部分通信单元可以是含有RS485系列芯片,也可以全是RS485系列芯片或者全是RS232系列芯片,本申请在此就不再多余赘述。
在一些实施例中,所述串口调试单元包括MAX232芯片;
所述MAX232芯片的第九引脚和第十引脚连接至所述控制单元。
可以理解的是,串口调试单元用于查看并配置控制单元的工作参数,其并不参与短报文数据的收发操作。具体地,参照图7,串口调试单元可以由6N137芯片、MAX232芯片等组成,串口调试单元的电路原理与前述关于RS232系列芯片的内容类似,本申请在此就不再多余赘述。
在一些实施例中,所述网口单元包括KSZ8081芯片、HR602459芯片和RJ45接口;
所述KSZ8081芯片的第六引脚连接至所述HR602459芯片的第三引脚,所述KSZ8081芯片的第七引脚连接至所述HR602459芯片的第一引脚;
所述HR602459芯片的第二十二引脚连接至所述RJ45接口的A2接口,所述HR602459芯片的第二十四引脚连接至所述RJ45接口的A1接口。
可以理解的是,参照图8,在本申请实施例中,网口单元由KSZ8081芯片、HR602459芯片和RJ45接口组成,KSZ8081芯片用于将差分信号转换为数字信号,HR602459芯片用于增强信号,增强抗干扰能力,RJ45接口用于设备之间的连接。具体地,RJ45接口的A1接口至KSZ8081芯片的第七引脚这一条通路和RJ45接口的A2接口至KSZ8081芯片的第六引脚这一条通路为网口单元的其中一个网口通道,其余网口通道可以类似推出,本申请在此就不再多余赘述。
在一些实施例中,所述控制单元包括MCIMA6G2CVM05AB芯片,所述MCIMA6G2CVM05AB芯片的第十引脚和第十二引脚连接至所述串口调试单元。
可以理解的是,控制单元用于实现北斗分发装置各组件的控制、通信及数据的存储。参照图9,由于MCIMA6G2CVM05AB芯片的引脚较多,在本申请实施例中,通过采用BTB160PIN连接器对MCIMA6G2CVM05AB芯片的各个对应引脚引出,例如,MCIMA6G2CVM05AB芯片的第十引脚对应BTB 160PIN连接器的第十引脚,MCIMA6G2CVM05AB芯片的第十二引脚对应BTB 160PIN连接器的第十二引脚,其余引脚同理,本申请在此就不再多余赘述。还有,图9中各个电容起到稳压、储能及滤波的功能。
在一些实施例中,所述供电单元包括电源模块和电压转换模块;
所述电源模块连接至所述电压转换模块的输入端,所述电压转换模块的输出端连接至所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元。
在一些实施例中,所述电压转换模块包括LM2596芯片或者AMS1117芯片。
可以理解的是,北斗报文分发装置中,各组件的工作电压并不一定相同,为了使北斗报文分发装置正常工作,需要通过电压转换模块将输入的电源电压转换成各组件需要的工作电压。具体地,参照图10,电压转换模块中的LM2596芯片及其附属电路将输入的24V输入电源转换成5V电压并输出至工作电压为5V的北斗报文分发装置组件,或者将5V电压输入至AMS1117芯片及其附属电路,ASM1117芯片及其附属电路将输入的5V电压转换,并输出3.3V电压。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“另一实施方式”或“某些实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种北斗报文分发装置,其特征在于,包括:
供电单元、控制单元、串口调试单元、网口单元和多个通信单元;
所述控制单元连接至所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元,所述网口单元的网口通道数量为若干个;
所述网口单元用于实现与外部设备的双向数据传输,所述通信单元用于实现北斗报文数据的收发;
所述供电单元用于向所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述北斗报文分发装置还包括继电器单元;
所述继电器单元的输入端连接至所述控制单元;
所述继电器单元包括JQX-115F芯片或者HK4100F芯片。
3.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述北斗报文分发装置还包括复位单元;
所述复位单元包括STWD100芯片,所述STWD100芯片的第四引脚连接至所述控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述北斗报文分发装置还包括指示单元;
所述指示单元的输入端连接至所述控制单元。
5.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述通信单元包括RS485系列芯片或者RS232系列芯片中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述串口调试单元包括MAX232芯片;
所述MAX232芯片的第九引脚和第十引脚连接至所述控制单元。
7.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述网口单元包括KSZ8081芯片、HR602459芯片和RJ45接口;
所述KSZ8081芯片的第六引脚连接至所述HR602459芯片的第三引脚,所述KSZ8081芯片的第七引脚连接至所述HR602459芯片的第一引脚;
所述HR602459芯片的第二十二引脚连接至所述RJ45接口的A2接口,所述HR602459芯片的第二十四引脚连接至所述RJ45接口的A1接口。
8.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述控制单元包括MCIMA6G2CVM05AB芯片,所述MCIMA6G2CVM05AB芯片的第十引脚和第十二引脚连接至所述串口调试单元。
9.根据权利要求1所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述供电单元包括电源模块和电压转换模块;
所述电源模块连接至所述电压转换模块的输入端,所述电压转换模块的输出端连接至所述控制单元、所述网口单元、所述串口调试单元和多个所述通信单元。
10.根据权利要求9所述的一种北斗报文分发装置,其特征在于,所述电压转换模块包括LM2596芯片或者AMS1117芯片。
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