CN219780397U - 北斗三号rdss短报文猫 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种北斗三号RDSS短报文猫，包括MCU、RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块、电池、RDSS天线，MCU与RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块电连接，电源管理模块与电池电连接，RDSS短报文模块连接RDSS天线。本实用新型利用手机的WIFI功能实现公网手机收发RDSS短报文功能，一台本实用新型的北斗三号RDSS短报文猫可以连接多个公网手机，避免资源浪费，节省消费者在RDSS产品上的开销。

Description

北斗三号RDSS短报文猫

技术领域

本实用新型涉及短报文通信技术领域，尤其涉及一种北斗三号RDSS短报文猫。

背景技术

北斗三号卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。2022年11月，全球首款支持北斗三号RDSS区域短报文通信服务的华为手机已正式发布。

目前市场上的RDSS区域短报文通信手机只实现了单发功能，没有接收功能，并且每台手机只能自己使用RDSS短报文功能。

目前的北斗三号RDSS短报文与RDSS产品都是一一绑定的，就是产品要支持北斗三号RDSS短报文功能就必须要集成RDSS短报文硬件。

当一群人外出游玩时，只有一个人有RDSS短报文手机时，那么其他人需要发送短报文消息时只能通过一台手机操作，这就带来了很多不便，但是人人都带上一台RDSS短报文手机又会造成资源浪费，但是如果有一个RDSS短报文猫，其他所有的手机都通过WIFI连接到这个RDSS短报文猫上，那么所有手机都可以实现RDSS短报文功能。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种北斗三号RDSS短报文猫，以使手机可以实现RDSS短报文功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种北斗三号RDSS短报文猫，包括MCU、RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块、电池、RDSS天线，MCU与RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块电连接，电源管理模块与电池电连接，RDSS短报文模块连接RDSS天线。

进一步地，还包括USB C型接口，USB C型接口连接电源管理模块和MCU。

进一步地，还包括与MCU电连接，为MCU提供26MHz参考时钟的TCXO晶振。

进一步地，还包括与MCU电连接，用于显示电量的电量显示LED。

进一步地，还包括与电源管理模块电连接的开关机键。

进一步地，电源管理模块由RDSS短报文模块供电电路、MCU供电电路、电池充电电路、开关机电路组成。

进一步地，还包括与RDSS短报文模块连接的SIM卡。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用手机的WIFI功能实现公网手机收发RDSS短报文功能，一台本实用新型的北斗三号RDSS短报文猫可以连接多个公网手机，避免资源浪费，节省消费者在RDSS产品上的开销。

附图说明

图1是本实用新型实施例的北斗三号RDSS短报文猫的原理框图。

图2是本实用新型实施例的RDSS短报文模块的电路图。

图3是本实用新型实施例的电源管理模块的电路图。

图4是本实用新型实施例的MCU的部分电路图。

图5是本实用新型实施例的WIFI模块的电路图。

图6是本实用新型实施例的RDSS短报文发送和接收功能的原理框图。

图7是本实用新型实施例的开关机原理框图。

图8是本实用新型实施例的充电原理框图。

图9是本实用新型实施例的电量显示原理框图。

图10是本实用新型实施例的固件下载原理框图。

实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1，本实用新型实施例的北斗三号RDSS短报文猫主要由微处理器（MCU）、TCXO晶振、RDSS短报文模块，电源管理模块，电池、电量显示LED、USB C型接口、开机键、RDSS天线共9个部分组成。

微处理器（MCU）：MCU负责电量显示LED控制、WIFI模块设置及信息交互、RDSS短报文模块固件下载控制及信息交互、电源管理模块控制、及与PC机交互等。

TCXO晶振：为MCU芯片提供26MHz参考时钟。

RDSS短报文模块：主要实现北斗三号RDSS短板文的接收和发射功能。

电源管理模块：主要实现电池充电、RDSS短报文模块供电、MCU供电及开关机处理等功能。

电池：整机供电电源。

电量显示LED：电池电量显示，4个LED亮表示电量100%，3个LED亮表示电量75%，2个LED亮表示电量50%，1个LED亮表示电量25%。

USB C型接口：手机通讯接口，同时复用为电池充电接口。

开关机键：手动长按开机键2s，触发开机中断信号，电源管理模块为MCU、RDSS短报文模块提供供电电压，MCU和RDSS短报文模块开机，再次长按2s则电源管理模块关闭MCU、RDSS短报文模块提供供电电压，MCU和RDSS短报文模块关机。

RDSS天线：用于接收和发射北斗导航系统的RDSS信号。

WIFI模块：用于无线连接局域网所有WIFI端点。

RDSS短报文模块的电路如图2所示，由RDSS短报文模块发射电路和RDSS短报文模块接收电路组成。

RDSS短报文模块发射电路中，因短报文模块内部集成5W功率放大器，顾在模块外围电路设计时不需要增加额外的功率放大器件，所以RDSS短报文模块的第19管脚可以直接连接RDSS发射天线。

RDSS短报文模块接收电路中，因为RDSS模组集成了低噪声放大器和声表滤波器，以提高卫星信号接收质量，所以可以直接连接RDSS接收天线。

RDSS短报文模块的供电电压为VDD5V_RD，这个供电电压都由电源管理模块提供。

RDSS短报文模块支持卫星SIM卡协议，可以通过外部增加SIM卡做连接卫星SIM卡，SIM的供电电压SIM_VCC由模块提供。

RDSS短报文模块通过UART0串口RD_TXD0、RD_RXD0与MCU通信，包括RDSS短报文模块的程序下载、RDSS短报文模块的星历数据传输等。

电源管理模块的电路如图3所示，电压管理模块主要由三个部分电路组成，分别为RDSS短报文模块供电电路、MCU供电电路、电池充电电路、开关机电路。

RDSS短报文模块供电电路采用TPS563231 DCDC芯片，将锂电池电压升压至5V，供给RDSS短报文模块供电。

MCU供电电路采用ME6231C33M5G LDO芯片，LDO输出3.3V电压供给MCU。

电池充电电路的充电芯片采用SY6970QCC充电芯片，该芯片通过TYPE-C接口输入的5V电压为锂电池充电，该充电芯片支持IIC协议，MCU通过IIC接口与充电芯片通信，通过IIC接口实现对充电芯片的控制；充电芯片的STAT管脚为充电状态指示管脚，充电过程中此管脚为输出低电平，当充电完成时此管脚为输出高电平；充电芯片的INT管脚为充电器插入指示管脚，当充电器插入时此管脚输出低电平，当充电器拔出时此管脚为输出高电平；充电芯片CE为充电使能管脚，MCU通过charger_EN信号控制充电芯片使能，此管脚低电平有效；充电芯片的NTC管脚为电池温度监测管脚，连接电池的NTC管脚；充电芯片的VBUS管脚为充电电压输入管脚，连接TYPY-C的VBUS管脚；充电芯片的BAT管脚连接电平的正极；充电芯片的VSYS管脚为系统电压输出管脚，为MCU供电。

开关机电路采用LTC2954芯片，开关按键连接LTC2954芯片的PB管脚，LTC2954芯片的EN管脚连接U10的EN管脚控制U10的输出，LTC2954芯片的2管脚为调试开机延时时间，4管脚为调节关机延时时间。

MCU的部分电路如图4所示，器件Y2为26MHz晶振，为MCU提供参考时钟；器件Y1为32KHz晶体，为MCU提供实时时钟参考。

器件U1为MCU，U1的4、5、7、8管脚为电量指示灯控制管脚，通过控制LED灯的点亮数量表示当前电池电量，1个灯亮表示当前电池电量为25%，2个灯亮表示50%，3个灯亮表示75%，4个灯亮表示100%。

U1的9、10、11、12、13管脚为充电芯片控制管脚，9管脚为充电器插拔监测，10管脚为充电使能管脚，11管脚为充电状态指示管脚，12、13管脚为配置和读取充电芯片寄存器管脚，电池充电电流配置、电池电量读取等功能寄存器都是通过12、13管脚实现。

U1的14、15、16、17管脚为RDSS短报文模块的控制管脚，14、15管脚为串口通信功能，RDSS短报文模块的所有通信信息和命令都是通过串口传输，16管脚为RDSS短报文模块固件升级控制管脚，17管脚为RDSS短报文模块的供电使能管脚。

U1的22、23管脚为WIFI模块串口通信管脚，WIFI模块的配置和数据通信都是通过串口通信实现。

U1的29、30、31管脚为USB功能管脚，29管脚为USB Bus供电电压输入管脚，与MCU供电电压使用同一个电源，30、31管脚为USB数据通信管脚，与TYPE-C连接器的USB_D+、USB_D-管脚连接。

U1的32、33管脚为32K实时时钟输入输出管脚，连接外置32KHz晶体。

U1的26管脚为外置26MHz晶振提供供电电压，27管脚为26MHz参考时钟输入管脚。

U1的3、6、21管脚为U1的电源输入管脚，供电电压由电源管理模块提供。

WIFI模块的电路原理如图5所示，WIFI模块采用ATK-ESP8266模组，供电电压采用MCU供电电压，MCU通过串口与WIFI模块实现数据通信及命令传输。

本实用新型的RDSS短报文发送和接收功能的原理框图如图6所示，原理如下：

A、RDSS短报文发送

公网手机向其他RDSS短报文用户发送短报文时，首先需要将北斗三号RDSS短报文猫开机，开机后RDSS短报文猫会将WIFI模块自动设置为AP模式，公网手机可以通过WIFI连接RDSS短报文猫的热点；

公网手机连接短报文猫热点成功后打开公网手机的RDSS短报文APP，在APP中首先添加需要与北斗RDSS短报文SIM绑定的公网电话号码，RDSS短报文猫通过公网电话号码区分不同WIFI子端点，这样其他公网手机才可以通过RDSS短报文猫收发短报文信息；

在APP中设置好需要发送的短报文内容，并选择接收用户，然后点击发送；

APP中设置的短报文内容通过公网手机的WIFI无线传送到RDSS短报文猫的WIFI模块，WIFI模块通过UART2接口将短报文内容发送给MCU；

MCU再通过串口UART_TX管脚将短报文内容发送给RDSS短报文模块；

RDSS短报文模块接收到短报文信息后，通过RDSS协议将短报文信息调制到RDSS L频段载波上，再通过RDSS天线将短报文信息发送到北斗三号卫星。

B、RDSS短报文接收

RDSS短报文接收正好是与发射相反，北斗三号卫星出站信号为S频段信号，RDSS天线接收到北斗三号卫星发送的S频段短报文信号后，再将此信号发送给RDSS短报文模块，RDSS短报文模块接收到此信号后通过RDSS协议将此信号进行解调，RDSS短报文模块将解调出来的信息通过串口UART_RX管脚发送给MCU，MCU接收到此信息通过UART2接口发送给WIFI模块，WIFI模块再通过无线传输，将此信息发给到对应的公网手机。

对方RDSS手机发送短报文信息时，也需要使用相同的RDSS短报文APP，在APP中首先要在接收方的RDSS短报文SIM卡卡号对话框中填写RDSS短报文SIM卡卡号，其次在公网SIM卡号对话框中填写公网SIM卡卡号，这样公网手机才能通过WIFI接收到RDSS短报文信息。

本实用新型的开关机原理如图7所示。

开机操作：当RDSS短报文猫的电池电量在25%以上时，长按开关机键2s以上，开关机芯片输出EN使能信号控制LDO输出MCU供电电压，为MCU和WIFI模块供电，MCU开机后通过RD_EN信号控制DCDC输出5V电压为RDSS短报文模块供电，WIFI模块、MCU、RDSS短报文模块均为提供供电电压就会执行开机流程，不需要额外的使能控制，MCU与RDSS短报文模块开机后会自动运行RDSS协议和自定义协议；

关机操作：RDSS短报文猫开机后，再长按开关机键2s以上，开关机芯片输出EN使能信号关闭LDO，WIFI模块与MCU失去供电电压后会直接关机，MCU输出的RD_EN信号因为在电路设计时增加了下拉电阻，所以在MCU关机的情况下，RD_EN信号为低电平，顾DCDC处于关闭状态，不会输出5V供电电压，RDSS短报文模块也不能开机，处于关机状态。

本实用新型的充电原理如图8所示，电源管理模块集成了电池充电芯片，在开机软件初始化时MCU通过I2C接口配置充电芯片寄存器，并设置充电电流和充电电压等参数。当电池存在并且充电适配器插入USB C接口时，充电适配器提供5V充电电压，电源管理模块接受到5V充电电压后会输出MCU供电电压，MCU开机后开始初始化充电芯片，并进行充电流程控制。

当电池充电完成后，电源管理模块中的充电芯片会输出STAT中断信号，通知MCU当前充电已经完成。

本实用新型的电量显示原理如图9所示，本实用新型的充电芯片集成了ADC模数转换器，当电池存在时，充电芯片通过ADC读取电池电量。当电池存在时，查询电池电量时，长按开关机键2s以上，开关机芯片会输出EN使能信号控制LDO输出MCU供电电压，执行开机流程，在开机流程中，MCU会通过I2C接口控制电源管理模块中的充电IC读取电池电量，MCU读取电池电量后，MCU控制4个GPIO分别点亮4个LED灯，4个LED点亮表示当前电池电量为100%，3个LED点亮表示当前电池电量为75%，2个LED点亮表示当前电池电量为50%，1个LED点亮表示当前电池电量为25%。

本实用新型的固件下载原理如图10所示。

A、MCU固件下载

本实用新型的RDSS短报文猫的USB C接口通过USB线连接到PC机后，运行上位机软件进行固件下载，点击MCU下载固件选项后，选择要下载的固件就可以直接更新MCU固件；

B、RDSS短报文模块固件下载

本实用新型的RDSS短报文猫的USB C接口通过USB线连接到PC机后，运行上位机软件进行固件下载，点击RDSS短报文模块下载固件后，MCU会拉高UPDATA管脚控制RDSS短报文模块进入boot模式，MCU通过USB C接口将固件下载到MCU缓存，再通过UART串口将固件转发到RDSS短报文模块中，从而实现RDSS短报文模块固件下载功能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (7)

1.一种北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，包括MCU、RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块、电池、RDSS天线，MCU与RDSS短报文模块、WIFI模块、电源管理模块电连接，电源管理模块与电池电连接，RDSS短报文模块连接RDSS天线。

2. 如权利要求1所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，还包括USB C型接口，USBC型接口连接电源管理模块和MCU。

3.如权利要求1所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，还包括与MCU电连接，为MCU提供26MHz参考时钟的TCXO晶振。

4.如权利要求1所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，还包括与MCU电连接，用于显示电量的电量显示LED。

5.如权利要求1所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，还包括与电源管理模块电连接的开关机键。

6.如权利要求5所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，电源管理模块由RDSS短报文模块供电电路、MCU供电电路、电池充电电路、开关机电路组成。

7.如权利要求1所述的北斗三号RDSS短报文猫，其特征在于，还包括与RDSS短报文模块连接的SIM卡。