RU216742U1 - Repeater - Google Patents
Repeater Download PDFInfo
- Publication number
- RU216742U1 RU216742U1 RU2022113143U RU2022113143U RU216742U1 RU 216742 U1 RU216742 U1 RU 216742U1 RU 2022113143 U RU2022113143 U RU 2022113143U RU 2022113143 U RU2022113143 U RU 2022113143U RU 216742 U1 RU216742 U1 RU 216742U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- repeater
- radio
- communication
- microcontroller
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и может использоваться в системах беспроводной передачи данных. Технический результат состоит в повышении надежности устройства. Для этого устройство выполнено в виде единого блока, в котором установлены блок приемопередатчика радиосвязи, блок микроконтроллера, блок управления питанием, блок связи с персональным компьютером и блок индикации. Блок микроконтроллера посредством двунаправленных интерфейсов соединен с блоком приемопередатчика радиосвязи и с блоком связи с персональным компьютером. Вход/выход приемопередающей антенны установлен на верхнем торце корпуса. Блок индикации расположен на лицевой стороне корпуса ретранслятора и содержит два светодиода состояний прибора, а именно индикатор обмена по радиоканалу и индикатор заряда аккумуляторов, мигающий красным цветом в случае низкого заряда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. The utility model relates to radio engineering and can be used in wireless data transmission systems. The technical result consists in increasing the reliability of the device. For this, the device is made in the form of a single unit, in which a radio transceiver unit, a microcontroller unit, a power control unit, a communication unit with a personal computer and an indication unit are installed. The microcontroller unit is connected by means of bidirectional interfaces to the radio communication transceiver unit and to the communication unit with a personal computer. The input/output of the transceiver antenna is installed on the upper end of the housing. The indication block is located on the front side of the repeater case and contains two status LEDs of the device, namely the radio exchange indicator and the battery charge indicator flashing red in case of low charge. 2 w.p. f-ly, 1 ill.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к беспроводной передаче данных, и может быть использована в качестве ретранслятора радиосигналов в составе системы мониторинга на базе измерителей-регистраторов серии ТКА-ПКЛ в музеях, библиотеках, ресторанах, на всевозможных складах, а также в других случаях одновременного контроля параметров в нескольких помещениях.The utility model relates to radio engineering, in particular to wireless data transmission, and can be used as a repeater of radio signals as part of a monitoring system based on measuring recorders of the TKA-PKL series in museums, libraries, restaurants, various warehouses, and also in other cases. simultaneous control of parameters in several rooms.
Известен ретранслятор радиосигналов по патенту RU 2668224, 2018 г., (Патентообладатель ФГБОУ ВО "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) для системы радиосвязи, состоящей из 2п взаимно связывающихся через радиоэфир радиостанций (абонентов), разнесенных между собой за пределы прямой видимости, в котором автоматическое управление синхронизацией работы осуществлено с помощью вычислителя и меток точного времени с выхода приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем.A radio signal repeater is known according to patent RU 2668224, 2018, (Patent holder FGBOU VO "Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev" (NSTU) for a radio communication system consisting of 2p radio stations (subscribers) mutually communicating through the air, spaced between outside the line of sight, in which automatic control of the synchronization of work is carried out using a calculator and time stamps from the output of the receiver of signals of global navigation satellite systems.
Наиболее близким к заявляемому, взятым в качестве прототипа, является активный ретранслятор по патенту RU 2042272, 1990 г., (Патентообладатель Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта), включающий приемную антенну, усилитель высокой частоты, преобразователи частоты линии задержки, усилитель мощности, передающую антенну, гетеродины, генератор управляющих сигналов, электронный коммутатор, кварцевые резонаторы.Closest to the claimed, taken as a prototype, is an active repeater according to patent RU 2042272, 1990, (Patent holder St. Petersburg Institute of Railway Engineers), including a receiving antenna, a high-frequency amplifier, delay line frequency converters, a power amplifier, a transmitting antenna, local oscillators, control signal generator, electronic commutator, quartz resonators.
К недостаткам данного устройства, выбранного в качестве прототипа ретранслятора для работы в составе системы мониторинга на базе измерителей-регистраторов серии ТКА-ПКЛ, относятся:The disadvantages of this device, chosen as a prototype of a repeater for operation as part of a monitoring system based on measuring recorders of the TKA-PKL series, include:
отсутствие возможности принимать и передавать радиосигналы от измерителей-регистраторов серии ТКА-ПКЛ по технологии Lora;the inability to receive and transmit radio signals from the measuring recorders of the TKA-PKL series using Lora technology;
отсутствие возможности задания режимов работы ретранслятора с помощью ПК, а именно, выборочного и сквозного (не выборочного) режима ретрансляции, что негативно сказывается на надежности работы системы мониторинга и на автономности работы самого ретранслятора при его питании от сменных аккумуляторов.the inability to set the repeater operating modes using a PC, namely, selective and end-to-end (not selective) relay modes, which negatively affects the reliability of the monitoring system and the autonomy of the repeater itself when it is powered by replaceable batteries.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение надежности устройства.The technical problem to be solved by the claimed utility model is to increase the reliability of the device.
Поставленная техническая проблема решается за счет того, что в ретрансляторе, содержащем блок приемопередатчика радиосвязи с антенным входом/выходом, блок микроконтроллера, блок приемопередатчика радиосвязи, блок управления питанием, блок связи в виде разъема USB, предназначенный для связи с персональным компьютером и блок индикации, блок индикации расположен на лицевой стороне корпуса, при этом блок микроконтроллера посредством двунаправленных интерфейсов соединен с блоком приемопередатчика радиосвязи и с блоком связи, а антенный вход/выход установлен на верхнем торце корпуса ретранслятора. А также за счет того, что блок индикации состоит из двух светодиодов состояния ретранслятора - индикатора передачи по радио каналу и индикатора заряда аккумуляторов, а корпус ретранслятора может быть выполнен с возможностью крепления его на плоских металлических или круглых поверхностях.The technical problem posed is solved due to the fact that in a repeater containing a radio transceiver unit with an antenna input/output, a microcontroller unit, a radio transceiver unit, a power management unit, a communication unit in the form of a USB connector designed for communication with a personal computer and an indication unit, the indication unit is located on the front side of the housing, while the microcontroller unit is connected to the radio transceiver unit and to the communication unit via bidirectional interfaces, and the antenna input/output is installed on the upper end of the repeater housing. And also due to the fact that the display unit consists of two repeater status LEDs - an indicator of transmission over a radio channel and an indicator of battery charge, and the repeater case can be made with the possibility of mounting it on flat metal or round surfaces.
Данный технический результат достигается за счет:This technical result is achieved due to:
реализации в ретрансляторе управления микроконтроллером с возможностью предварительной обработки данных перед их передачей по каналу связи;implementation in the repeater of the control of the microcontroller with the possibility of preliminary processing of data before their transmission over the communication channel;
возможности приема и передачи данных посредством беспроводного субгигагерцового радиоканала по технологии LoRa, что обеспечивает значительно большую дальность связи, чем другие конкурирующие с ней способы и значительно повышает чувствительность приемника и, аналогично другим методам модуляции с расширенным спектром;the ability to receive and transmit data via a wireless sub-GHz radio channel using LoRa technology, which provides a significantly greater communication range than other competing methods and significantly increases the sensitivity of the receiver and, similarly to other methods of spread spectrum modulation;
реализации ретранслятора в двух модификациях: с питанием от аккумуляторов и с питанием от внешнего блока питания;implementation of the repeater in two modifications: battery-powered and powered by an external power supply;
возможности настройки режима работы ретранслятора с помощью ПК и специальной программы, а именно режим усиления от всех приборов серии ТКА-ПКЛ или выборочный режим, при котором задаются конкретные номера приборов, от которых необходимо принимать и дальше передавать информацию;the ability to configure the repeater operation mode using a PC and a special program, namely the amplification mode from all devices of the TKA-PKL series or a selective mode in which specific numbers of devices are set from which it is necessary to receive and further transmit information;
использования комбинированной адаптивной системы обнаружения активности канала (Channel Activity Detection, CAD) в системе LoRa, которая позволяет исключать наложения радиосигналов друг на друга и увеличивает надежность связи.the use of a combined adaptive system for channel activity detection (Channel Activity Detection, CAD) in the LoRa system, which eliminates overlapping radio signals and increases communication reliability.
Блок-схема устройства представлена на фиг. 1. Конструктивно прибор выполнен в виде моноблока в пластиковом корпусе, внутри которого находятся блок приемопередатчика радиосвязи 2, блок микроконтроллера 3, блок управления питанием 4, блок связи с ПК 5 и блок индикации 6. На обратной стороне корпуса расположено универсальное крепление (не показано), позволяющее устанавливать прибор на плоские, металлические (с помощью прикручиваемых к креплению магнитов, входящих в комплект поставки) или круглые поверхности (с помощью стяжек).The block diagram of the device is shown in Fig. 1. Structurally, the device is made in the form of a monoblock in a plastic case, inside which there is a
Съемная приемопередающая антенна 1 устанавливается на верхнем торце корпуса ретранслятора. Она соединена с антенным входом/выходом блока приемопередатчика 2.Removable transceiver antenna 1 is installed on the upper end of the repeater housing. It is connected to the antenna input/output of the
Блок приемопередатчика радиосвязи 2 реализован в виде отдельного модуля на базе трансивера компании Semtech, в котором схемы приемника и передатчика работают на одну антенну. Блок приемопередатчика 2 радиосвязи содержит в своем составе аналоговый блок преобразования входного или выходного сигнала, блок цифровых модемов, блок управления питанием, а также блок контроля, обеспечивающий обработку полезных данных и конфигурирование внутренних параметров посредством цифрового интерфейса связи.The
Радиоприемный тракт данного блока приемопередатчика 2 реализован по схеме квадратурного преобразования, с целью упрощения проектирования применяется несимметричный входной сигнал. Сначала он подается на малошумящий усилитель, охваченный цепью обратной связи для автоматической регулировки усиления. Далее для устранения гармоник происходит его преобразование в дифференциальную форму, затем из сигнала промежуточной пониженной частоты, полученного в смесителе, выделяются синфазная и квадратурная составляющие, поступающие на два аналогово-цифровых преобразователя. Вся дальнейшая обработка (фильтрация, демодуляция и т.д.) выполняется над сигналом, представленным в цифровом виде.The radio receiving path of this
Блок микроконтроллера 3 обеспечивает работу радио приемопередатчика 2 ретранслятора по алгоритму, реализующему необходимую надежность и устойчивость радио ретрансляции. Он имеет в своем составе вычислительное ядро, оперативную и энергонезависимую память для программ и настроек, часы реального времени и таймеры, а также модули цифровых интерфейсов связи, например, таких как USB и SPI.The
Управление и информационный обмен между блоком микроконтроллера 3 и блоками радио приемопередатчика 2 и связи с ПК 5 осуществляется посредством двунаправленных интерфейсов по цифровым шинам данных, которые могут работать как на вход, так и на выход.Control and information exchange between the
Блок управления питанием 4 осуществляет преобразование напряжения питания до нужного уровня, поступающего с выхода блока 5 связи с ПК по шине USB (при модификации ретранслятора с питанием от внешнего блока), так и от перезаряжаемых аккумуляторов (при автономной модификации ретранслятора). Преобразованное напряжение от указанных выше источников из блока управления питанием 4 поступает по специальным шинам питания в блоки приемопередатчика радиосвязи 2 и микроконтроллера 3. К тому же с выхода блока управления питанием 4 на вход блока микроконтроллера 3 поступает информация о заряде аккумуляторов при автономной модификации ретранслятора.The
Блок связи с ПК 5 реализован в виде разъема microUSB и вспомогательных микросхем, выполняющих защитные и согласующие функции для шины USB. Данные по цифровой шине USB поступают от ПК через блок связи с ПК на вход блока микроконтроллера и наоборот.The communication unit with PC 5 is implemented in the form of a microUSB connector and auxiliary microcircuits that perform protective and matching functions for the USB bus. Data via the USB digital bus are received from the PC through the communication unit with the PC to the input of the microcontroller unit and vice versa.
Блок индикации 6 расположен на лицевой стороне корпуса прибора и состоит из двух светодиодов состояний прибора, а именно индикатор передачи по радио каналу и индикатор заряда аккумуляторов (наличия питания). Во время очередной передачи информации по радиоканалу микроконтроллер 3 коммутирует напряжение на своем выходе, связанным со входом светодиода в блоке 6, выступающем в роли индикатора радиопередачи ретранслятора, и данный светодиод кратковременно загорается определенным цветом. При низком заряде аккумуляторов в случае автономной модификации ретранслятора микроконтроллер 3 коммутирует напряжение на своем выходе, связанным со входом светодиода в блоке 6, выступающем в роли индикатора заряда аккумуляторов, и данный светодиод начинает светиться красным цветом, предупреждая тем самым пользователя о необходимости заряда аккумуляторов, установленных в ретрансляторе.The
Принцип работы ретранслятора заключается в следующем: принять сигнал и передать его. Сигнал, принятый приемопередающей антенной 1, поступает на вход приемопередатчика 2, настроенного на определенную частоту. После детектирования сигнала приемопередатчик 2 информирует об этом микроконтроллер 3, который, в свою очередь, с помощью, записанной в него программы считывает из приемника полученный пакет информации для последующей обработки. Полученный пакет проходит проверку на ошибки и на уникальность для защиты от повторной передачи ранее уже переданного такого же пакета. Затем микроконтроллер 3 переводит приемопередатчик 2 LoRa с помощью цифрового интерфейса связи в режим передачи, и приемопередатчик 2, в зависимости от режима работы, начинает передавать пакет в эфир, предварительно проверив радиоканал на возможность передачи по нему. По завершении передачи ретранслятор переходит в режим приема.The principle of operation of the repeater is as follows: receive a signal and transmit it. The signal received by the transceiver antenna 1 is fed to the input of the
Данный ретранслятор классифицируется как эхо-ретранслятор, в котором прием и передача сигнала происходят не одновременно, а по очереди. Сначала прием, а затем передача. В таком случае частоты приема и передачи не разделены, но возникает некоторая задержка в распространении сигнала, вносимая ретранслятором.This repeater is classified as an echo repeater, in which the reception and transmission of a signal do not occur simultaneously, but in turn. Receive first, then transmit. In this case, the reception and transmission frequencies are not separated, but there is some delay in signal propagation introduced by the repeater.
Ретранслятор используется как промежуточный пункт линии радиосвязи, усиливающей принимаемый сигнал и передающей его дальше через радиоэфир от измерителей-регистраторов, разнесенных между собой за пределы прямой видимости. Установка ретранслятора в центре зоны работы системы мониторинга дает увеличение радиуса действия приборов ТКА-ПКЛ минимум в два раза.The repeater is used as an intermediate point of the radio link, amplifying the received signal and transmitting it further through the air from the measuring recorders, spaced apart from each other beyond the line of sight. Installing a repeater in the center of the monitoring system operation zone increases the range of TKA-PKL devices at least twice.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU216742U1 true RU216742U1 (en) | 2023-02-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808202C1 (en) * | 2023-06-08 | 2023-11-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Repeater |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042272C1 (en) * | 1990-01-11 | 1995-08-20 | Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта | Active repeater |
RU63094U1 (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и коммерческая фирма "Си-НОРД" | SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF MOBILE OBJECTS |
WO2007060494A1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Nokia Corporation | Methodology, module, terminal, and system enabling scheduled operation of a radio frequency identification (rfid) subsystem and a wireless communication subsystem |
RU113396U1 (en) * | 2011-10-04 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | GLONASS / GPS SATELLITE TELEMATIC COMPLEX USING Inmarsat D + / GPRS COMMUNICATION CHANNELS |
RU2668224C1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Repeater of radio signals |
WO2020015723A1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 维沃移动通信有限公司 | Channel detection instruction method, terminal, and network device |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042272C1 (en) * | 1990-01-11 | 1995-08-20 | Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта | Active repeater |
WO2007060494A1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Nokia Corporation | Methodology, module, terminal, and system enabling scheduled operation of a radio frequency identification (rfid) subsystem and a wireless communication subsystem |
RU63094U1 (en) * | 2006-12-27 | 2007-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая и коммерческая фирма "Си-НОРД" | SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF MOBILE OBJECTS |
RU113396U1 (en) * | 2011-10-04 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | GLONASS / GPS SATELLITE TELEMATIC COMPLEX USING Inmarsat D + / GPRS COMMUNICATION CHANNELS |
RU2668224C1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Repeater of radio signals |
WO2020015723A1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | 维沃移动通信有限公司 | Channel detection instruction method, terminal, and network device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808202C1 (en) * | 2023-06-08 | 2023-11-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Repeater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105813099B (en) | Outdoor wireless communication system based on L oRa ad hoc network | |
MXPA01011742A (en) | System for remote data collection. | |
CN207869090U (en) | Wireless communication system of multichannel unmanned aerial vehicle | |
Ahmed et al. | 433 MHz (Wireless RF) communication between two Arduino UNO | |
CN107911125A (en) | A kind of Ka S multi-frequency combination satellite communication terminals | |
CN107831466B (en) | Underwater wireless acoustic beacon and multi-address coding method thereof | |
CN105182383A (en) | Search-and-rescue device based on Beidou, AIS and underwater acoustic technology | |
RU216742U1 (en) | Repeater | |
US20060114969A1 (en) | Data transmission device using SAW filters | |
US11765559B2 (en) | Passive radio frequency components with voltage standing wave ratio monitors | |
RU176923U1 (en) | Remote Receive Device | |
CN105933054A (en) | Security control device for carrier rocket | |
RU2504079C1 (en) | Onboard equipment for inter-satellite measurements | |
CN204156878U (en) | A kind of radio control system | |
CN100550670C (en) | Radio data communication equipment and the communication system that comprises this equipment | |
RU142937U1 (en) | PORTABLE SHORT-RADIO RADIO (OPTIONS) | |
CN110441802A (en) | A kind of helicopter monitoring system based on Beidou positioning | |
CN201072441Y (en) | Plate clip type navigation locating receiver | |
CN210242785U (en) | Split type monitoring system | |
CN211183955U (en) | Positioning signal relay equipment | |
CN210952864U (en) | Instrument and meter | |
CN202818283U (en) | Radio frequency receiving and emitting apparatus | |
CN212570017U (en) | Ultralow-power-consumption coal mine temperature acquisition system based on LoRa scattering communication | |
CN101350628A (en) | Wireless microphone capable of automatically tracking frequency and resisting noise | |
CN211580132U (en) | Transmission device for collecting signals by sensor |