CN217883455U - 一种室内定位网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室内定位网关，包括网关外壳，所述网关外壳内设有电源电路、数字基带处理电路以及射频放大电路，电源电路分别与数字基带处理电路和射频放大电路连接；数字基带处理电路包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路，主控芯片通过芯片引脚接口分别与时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路、存储电路、电源电路和射频放大电路连接。本实用新型通过将室内定位网关设置为高度集成电路，从而降低了室内定位网关的结构复杂度和硬件成本，进而提升了室内定位网关的硬件性能。

Description

一种室内定位网关

技术领域

本实用新型属于网关技术领域，具体涉及一种室内定位网关。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，智能家居已经已经渗透到人们生活的方方面面，成为家居生活不可缺少的服务。室内定位网关是智能家居***的重要组成部分，是整个智能家居***的对外前端部分，主要用于各类智能家居设备的定位。

现有技术中，常常采用无线保真(WIreless FIdelity，WIFI)定位和超宽带定位等网关技术，且超宽带定位技术由于其定位精度高得到广泛的应用。然而，超宽带定位虽然定位精度高，但定位装置结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种室内定位网关，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面提供一种室内定位网关，包括网关外壳，所述网关外壳内设有电源电路、数字基带处理电路以及射频放大电路，所述电源电路分别与所述数字基带处理电路和所述射频放大电路连接；

所述数字基带处理电路包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路，所述主控芯片通过芯片引脚接口分别与所述时钟电路、所述数模转换电路、所述零中频电路、所述复位电路、所述存储电路、所述电源电路和所述射频放大电路连接。

在一种可能的设计中，所述主控芯片采用型号为STC12C5A60S2的单片机。

在一种可能的设计中，所述主控芯片通过总线接口分别与所述数模转换电路和所述存储电路连接；其中，所述总线接口包括第一SPI接口、第二SPI接口和第三SPI接口，所述数模转换电路包括数模转换器和模数转换器，所述存储电路包括NOR Flash存储器，所述第一SPI接口与所述数模转换器连接，所述第二SPI接口与所述模数转换器连接，所述第三SPI接口与NOR Flash存储器连接。

在一种可能的设计中，所述存储电路还包括DDR和Nandflash集成型存储器，该集成型存储器的型号为MT29C2G24。

在一种可能的设计中，所述时钟电路包括输入时钟模块和输出时钟模块，所述输入时钟模块包括实时时钟、***时钟和主控时钟，所述实时时钟用于网关***的定时和休眠，所述***时钟用于提供网关***的参考时钟信号，所述主控时钟用于传输至所述主控芯片中使用；所述输出时钟模块用于接收所述主控芯片发送的时钟信号，以供***时钟使用。

在一种可能的设计中，所述数字基带处理电路还包括显示电路，所述显示电路包括多个与所述主控芯片连接的数码管，多个数码管一侧嵌设在所述网关外壳内。

在一种可能的设计中，所述数字基带处理电路还包括4位按键电路，所述4位按键电路与所述主控芯片连接。

在一种可能的设计中，所述电源电路采用型号为TA10W2的电源模块。

在一种可能的设计中，所述射频放大电路包括射频连接器、LNA放大电路、可调步进衰减器以及末级放大电路；

所述LNA放大电路通过GPIO接口与所述主控芯片连接，所述LNA放大电路还分别与所述可调步进衰减器和所述射频连接器，所述可调步进衰减器与所述末级放大电路连接，所述末级放大电路与所述射频连接器连接。

在一种可能的设计中，所述LNA放大电路采用3阶放大电路，每阶放大电路均采用型号为QPL9065的射频放大器。

本实用新型相较于现有技术存在的有益效果是：

本实用新型通过将数字基带处理电路和射频放大电路连接，利用射频放大电路实现智能家居设备的定位和信号放大，并将数字基带处理电路设置为包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路的高度集成电路，从而降低了室内定位网关的结构复杂度和硬件成本，进而提升了室内定位网关的硬件性能。

附图说明

图1为本申请实施例中的室内定位网关的电路结构框图；

图2为本申请实施例中的室内定位网关的电路原理示意图。

具体实施方式

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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例

如图1和图2所示，一方面提供一种室内定位网关，包括网关外壳，所述网关外壳内设有电源电路、数字基带处理电路以及射频放大电路，所述电源电路分别与所述数字基带处理电路和所述射频放大电路连接；

所述数字基带处理电路包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路，所述主控芯片通过芯片引脚接口分别与所述时钟电路、所述数模转换电路、所述零中频电路、所述复位电路、所述存储电路、所述电源电路和所述射频放大电路连接。

其中，需要说明的是，所述主控芯片用于对室内定位网关***的输入输出数据进行处理，并对各个后级电路进行统筹控制；所述时钟电路用于为***和主控芯片提供时钟信号，并接收主控芯片输出的时钟信号；所述数模转换电路用于采集外部数字信号或模拟信号并进行数模转换或模数转换，然后传输至主控芯片；所述零中频电路用于将射频放大电路的传输的射频信号直接转换为基带信号并传输至主控芯片，从而不经过中频的调制调解；所述复位电路用于产生复位信号并发送至主控芯片；所述存储电路用于对***数据提供存储空间；所述电源电路用于为***各功能电路提供电源，所述射频放大电路用于对射频信号进行识别和信号放大处理。

基于上述公开的内容，本申请实施例通过将数字基带处理电路和射频放大电路连接，利用射频放大电路实现智能家居设备的定位和信号放大，并将数字基带处理电路设置为包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路的高度集成电路，从而降低了室内定位网关的结构复杂度和硬件成本，进而提升了室内定位网关的硬件性能。

在一种具体的实施方式中，所述主控芯片采用型号为STC12C5A60S2的单片机；该单片机内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),能够有效适用于强干扰场合。

在一种具体的实施方式中，所述主控芯片通过总线接口分别与所述数模转换电路和所述存储电路连接；其中，所述总线接口包括第一SPI接口、第二SPI接口和第三SPI接口，所述数模转换电路包括数模转换器和模数转换器，所述存储电路包括NOR Flash存储器，所述第一SPI接口与所述数模转换器连接，所述第二SPI接口与所述模数转换器连接，所述第三SPI接口与NOR Flash存储器连接，优选的，NOR Flash存储器的型号为MX25U3235。

其中，需要说明的是，SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是一种全双工、高速、同步的通信总线，有两种操作模式：主模式和从模式。在主模式中支持高达3Mbps的速率(工作频率为12MHz时,如果CPU主频采用20MHz到36MHz,则可更高，从模式时速度无法太快，SYSclk/8以内较好),还具有传输完成标志和写冲突标志保护。SPI的核心是一个8位移位寄存器和数据缓冲器，数据可以同时发送和接收。在SPI数据的传输过程中，发送和接收的数据都存储在数据缓冲器中。对于主模式，若要发送一字节数据，只需将这个数据写到SPDAT寄存器中。主模式下SS信号不是必需的；但是在从模式下，必须在SS信号变为有效并接收到合适的时钟信号后，方可进行数据传输。在从模式下，如果一个字节传输完成后，SS信号变为高电平，这个字节立即被硬件逻辑标志为接收完成，SPI接口准备接收下一个数据。

在本申请实施例中，主控芯片的SPI接口的数据通信方式有3种：单主机—从机方式、双器件方式(器件可互为主机和从机)和单主机—多从机方式。

其中，优选的，STC12C5A60S2主控芯片通过GPIO口与所述射频放大电路连接。具体的，本实施例中所有GPIO口均可配置成4种工作类型之一，4种类型分别为：准双向口/弱上拉(标准8051输出模式)、强推挽输出/强上拉、仅为输入(高阻)或开漏输出功能。具体的工作类型可根据应用场景的不同而自行设置，此处不做限定。每个口由2个控制寄存器中的相应位控制每个引脚的工作类型。主控芯片上电复位后为准双向口/弱上拉(传统8051的I/O口)模式。2V以上时为高电平，0.8V以下时为低电平。每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过120mA。虽然每个I/O口在弱上拉时都能承受20mA的灌电流(还是要加限流电阻,如1K，560Ω等),在强推挽输出时都能输出20m A的拉电流(也要加限流电阻),但整个芯片的工作电流推荐不要超过120mA。即从MCU-VCC流入的电流不超过120mA,从MCU-Gnd流出电流不超过120mA,整体流入/流出电流都不能超过120mA。

在一种具体的实施方式中，所述存储电路还包括DDR和Nandflash集成型存储器，该集成型存储器的型号为MT29C2G24。

在一种具体的实施方式中，所述时钟电路包括输入时钟模块和输出时钟模块，所述输入时钟模块包括实时时钟、***时钟和主控时钟，所述实时时钟用于网关***的定时和休眠，所述***时钟用于提供网关***的参考时钟信号，所述主控时钟用于传输至所述主控芯片中使用；所述输出时钟模块用于接收所述主控芯片发送的时钟信号，以供***时钟使用，当然，也可以供给***的降噪芯片使用。其中，优选的，所述实时时钟采用32.768KHz的脉冲信号，所述***时钟采用18.432MHz的脉冲信号，所述主控时钟采用3.072MHz的脉冲信号。

在一种具体的实施方式中，所述数字基带处理电路还包括显示电路，所述显示电路包括多个与所述主控芯片连接的数码管，多个数码管一侧嵌设在所述网关外壳内；优选的，本实施例采用4段8阶数码管。

其中，需要说明的是，由于数码管在焊接过程不慎操作将会引起元件的损坏，因此在焊接过程中应避免对数码管引脚或封装部分施加压力。优选的，本实施例在对数码管进行焊接时，将焊接位置与封装树脂底部预留一定的距离，且该距离因采用的焊接方法不同可以有所不同，例如若采用波峰焊接，则可以在焊接位置与封装树脂之间预留2mm的距离，若采用洛铁焊接，则可以在焊接位置与封装树脂之间预留1.5mm的距离。

在一种具体的实施方式中，所述数字基带处理电路还包括4位按键电路，所述4位按键电路与所述主控芯片连接。

其中，需要说明的是，本实施例中的按键电路为单按键电路和复合按键电路。单按键电路包括选位键、确认键、加键和减键，其中，选位键激活后每按一次，4位数字分别从百位-＞分位依次闪烁，其他位常亮，同时选中闪烁位。在闪烁状态下，按下确认键确认数值，进入常选状态；锁定状态下，按下确认键激活数值显示，按键无效(解锁组合键有效)，预设时间内没有操作，例如10s，则进入锁定状态。加键在常亮状态下，控制Gain步进+0.5；闪烁状态下，控制百十个位+1(百位满1进0，十位、个位满9进0)，控制分位在“0”/”5”切换。减键在常亮状态下，控制Gain步进-0.5；闪烁状态下，控制百十个位-1(百位亏0归1，十位、个位亏0归9)，控制分位在“0”/”5”切换。复合按键电路具有解锁功能和锁定功能。

在一种具体的实施方式中，所述电源电路采用型号为TA10W2的电源模块，该电源模块通过LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)为各级电路提供电源，具体的，通过交流直流转换器将220V交流电转换为12V直流电，并通过LDO将12V直流电降压为3.3V为主控芯片供电，通过LDO将12V直流电降压为5V为射频放大电路供电。

其中，需要说明的是，该电源模块的输入范围为85～265VAC,100～370VDC，满载使用功率7W,最大动态峰值功率达10W,适用于体积要求小负载动态变化大的应用场景；空载功耗低至0.15W,效率范围80％～85％；满足单路/双路隔离输出,隔离耐压≥2500VAC；工作温度-40℃～+85℃,满载使用时要求有良好的散热条件；输入欠压保护，过流保护，输出短路保护自恢复。

在一种具体的实施方式中，所述射频放大电路包括射频连接器、LNA放大电路、可调步进衰减器以及末级放大电路；

所述LNA放大电路通过GPIO接口与所述主控芯片连接，所述LNA放大电路还分别与所述可调步进衰减器和所述射频连接器，所述可调步进衰减器与所述末级放大电路连接，所述末级放大电路与所述射频连接器连接。

优选的，所述射频连接器包括50欧姆输入连接器和50欧姆输出连接器。

优选的，所述LNA放大电路采用3阶放大电路，每阶放大电路均采用型号为QPL9065的射频放大器；优选的，第一级LNA使其常为Bypass，仅用其初级放大，第二级及第三级LNA视情况使用其高增益放大功能。

优选的，可调步进衰减器采用型号为HMC1122LP4METR的可调步进衰减器，具有0.5dB步进，31.5dB的衰减，衰减误差±0.1dB；优选的，末级放大电路采用型号为TQC9305的宽频放大器，工作频段为0.7GHz～3.6GHz，其在1.9GHz时有13dB的增益，1dB压缩点为+23dBm，最大输入功率为22dBm。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内定位网关，其特征在于，包括网关外壳，所述网关外壳内设有电源电路、数字基带处理电路以及射频放大电路，所述电源电路分别与所述数字基带处理电路和所述射频放大电路连接；

所述数字基带处理电路包括主控芯片、时钟电路、数模转换电路、零中频电路、复位电路和存储电路，所述主控芯片通过芯片引脚接口分别与所述时钟电路、所述数模转换电路、所述零中频电路、所述复位电路、所述存储电路、所述电源电路和所述射频放大电路连接。

2.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述主控芯片采用型号为STC12C5A60S2的单片机。

3.根据权利要求2所述的室内定位网关，其特征在于，所述主控芯片通过总线接口分别与所述数模转换电路和所述存储电路连接；其中，所述总线接口包括第一SPI接口、第二SPI接口和第三SPI接口，所述数模转换电路包括数模转换器和模数转换器，所述存储电路包括NOR Flash存储器，所述第一SPI接口与所述数模转换器连接，所述第二SPI接口与所述模数转换器连接，所述第三SPI接口与NOR Flash存储器连接。

4.根据权利要求3所述的室内定位网关，其特征在于，所述存储电路还包括DDR和Nandflash集成型存储器，该集成型存储器的型号为MT29C2G24。

5.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述时钟电路包括输入时钟模块和输出时钟模块，所述输入时钟模块包括实时时钟、***时钟和主控时钟，所述实时时钟用于网关***的定时和休眠，所述***时钟用于提供网关***的参考时钟信号，所述主控时钟用于传输至所述主控芯片中使用；所述输出时钟模块用于接收所述主控芯片发送的时钟信号，以供***时钟使用。

6.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述数字基带处理电路还包括显示电路，所述显示电路包括多个与所述主控芯片连接的数码管，多位数码管一侧嵌设在所述网关外壳内。

7.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述数字基带处理电路还包括4位按键电路，所述4位按键电路与所述主控芯片连接。

8.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述电源电路采用型号为TA10W2的电源模块。

9.根据权利要求1所述的室内定位网关，其特征在于，所述射频放大电路包括射频连接器、LNA放大电路、可调步进衰减器以及末级放大电路；

所述LNA放大电路通过GPIO接口与所述主控芯片连接，所述LNA放大电路还分别与所述可调步进衰减器和所述射频连接器，所述可调步进衰减器与所述末级放大电路连接，所述末级放大电路与所述射频连接器连接。

10.根据权利要求9所述的室内定位网关，其特征在于，所述LNA放大电路采用3阶放大电路，每阶放大电路均采用型号为QPL9065的射频放大器。

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