北斗集群數據傳輸型終端設備和系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種北斗集群數據傳輸型終端設備和系統，包括接收信號單元、發射信號單元、基帶處理單元和ARM處理單元，在接收信號時，接收信號對信號進行一系列處理，并傳輸至基帶處理單元和ARM處理單元，能夠將信號準確的顯示出，在發送信號時，能夠由發送信號單元將數據信號發送出，從而實現點對點雙向數據傳輸方式。
【專利說明】北斗集群數據傳輸型終端設備和系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及定位、導航及無線通訊領域，具體的，涉及一種北斗集群數據傳輸型終端設備和系統。
【背景技術】
[0002]北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統(BDS)，是繼美全球定位系統(GPS)和俄GL0NASS之后第三個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度優于20m，授時精度優于100ns。北斗系統空間信號接口控制文件正式版公布之后，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
[0003]北斗終端可應用于航道、煤炭、浮標等各種需要使用衛星傳輸數據的領域。用于對北斗衛星導航系統進行數據傳輸和接受。目前，各種與北斗衛星導航系統相關的北斗終端相繼研發和推出，但是現有的北斗終端通信依舊需要進行改進和優化。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種北斗集群數據傳輸型終端設備，能夠實現點對點雙向數據傳輸方式。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提出了 一種北斗集群數據傳輸型終端設備，包括:
[0006]接收信號單元，所述接收信號單元包括依次相連的低噪聲放大器、射頻模塊和模數轉換模塊；
[0007]發射信號單元，所述發射信號單元包括依次相連的數模轉換模塊、射頻模塊和功率放大器；
[0008]基帶處理單元，與所述模數轉換模塊和數模轉換模塊均相連；
[0009]ARM處理單元，與所述基帶處理單元相連。
[0010]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述接收信號單元還包括比較器，所述比較器與所述模數轉換模塊并聯，一端連接射頻模塊，一端連接基帶處理單
J Li ο
[0011]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述設備還包括一外殼和一電路板，所述電路板設置于所述外殼內部，所述接收信號單元、發射信號單元、基帶處理單元以及ARM處理單元均設于所述電路板上。
[0012]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述外殼為長方體。
[0013]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述外殼的尺寸為248X168X55 (mm)。
[0014]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述設備還一充電板、IC卡板以及鋰電池，所述充電板、IC卡板和鋰電池板均設于所述電路板上。
[0015]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述電路板為多層PCB板。
[0016]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述PCB板從下往上依次包括底層、第一介質層、電源層、第二介質層、接地層、第三介質層和頂層。
[0017]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述外殼還設有前面板，所述前面板設有多個指示燈和一按鈕。
[0018]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型終端設備中，所述指示燈包括衛星指示燈、電源指示燈、電量顯示指示燈、接收指示燈以及發射指示燈，所述按鈕為電量按鈕。
[0019]進一步的，在本實用新型中還提出了一種北斗集群數據傳輸型系統，所述系統包括如上文中任意一種北斗集群數據傳輸型終端設備、北斗天線、高頻線纜以及監控系統，其中，所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備內的ARM處理單元相連，所述北斗天線與所述北斗集群數據傳輸型終端設備通過所述高頻線纜相連。
[0020]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型系統中，所述系統還包括AC-DC充電器以及串口線，所述串口線用于連接所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備，所述AC-DC充電器用于對所述北斗集群數據傳輸型終端設備進行充電。
[0021]進一步的，在所述的北斗集群數據傳輸型系統中，所述串口線為RS232接口線。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的有益效果主要體現在，北斗集群數據傳輸型終端設備包括接收信號單元、發射信號單元、基帶處理單元和ARM處理單元，在接收信號時，接收信號對信號進行一系列處理，并傳輸至基帶處理單元和ARM處理單元，能夠將信號準確的顯示出，在發送信號時，能夠由發送信號單元將數據信號發送出，從而實現點對點雙向數據傳輸方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一實施例中北斗集群數據傳輸型終端設備內部模塊的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型一實施例中北斗集群數據傳輸型終端系統的結構示意圖。【具體實施方式】
[0025]下面將結合示意圖對本實用新型的北斗集群數據傳輸型終端設備和系統進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本實用新型，而仍然實現本實用新型的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0026]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須做出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。
[0027]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實用新型。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0028]請參考圖1，在本實施例中，提出了一種北斗集群數據傳輸型終端設備，包括:
[0029]接收信號單元10，所述接收信號單元10包括依次相連的低噪聲放大器、射頻模塊和模數轉換模塊；
[0030]發射信號單元20，所述發射信號單元20包括依次相連的數模轉換模塊、射頻模塊和功率放大器；
[0031]基帶處理單元，與所述模數轉換模塊和數模轉換模塊均相連；
[0032]ARM處理單元，與所述基帶處理單元相連。
[0033]在本實施例中，所述接收信號單元10還包括比較器，所述比較器與所述模數轉換模塊并聯，一端連接射頻模塊，一端連接基帶處理單元。
[0034]在本實施例中，所述設備還包括一外殼和一電路板(圖未不出)，所述電路板設置于所述外殼內部，所述接收信號單元10、發射信號單元20、基帶處理單元以及ARM處理單元均設于所述電路板上。
[0035]在本實施例中，所述外殼為長方體，其尺寸為248X 168X55 (mm)。所述外殼還設有前面板，所述前面板設有多個指示燈和一按鈕。所述指示燈包括衛星指示燈、電源指示燈、電量顯示指示燈、接收指示燈以及發射指示燈，所述按鈕為電量按鈕。
[0036]在本實施例中，所述電路板為多層PCB板，所述PCB板從下往上依次包括底層、第一介質層、電源層(PoWer03)、第二介質層、接地層(GND02)、第三介質層和頂層，其中，所述電源層和接地層為平面層，保證每個信號層均與地平面層相鄰，這就保證了信號線電流回路的連續性，并減少了信號回路面積，從而減少了信號對外輻射。
[0037]所述設備還一充電板、IC卡板以及鋰電池，所述充電板、IC卡板和鋰電池板均設于所述電路板上。
[0038]在整個終端設備結構中，所有需固定零件、模塊均采用標準螺釘緊固。各螺釘緊固時，可以配有彈簧墊圈或涂抹螺紋緊固膠，確保在沖擊和振動下的結構穩定。另外，兩端橡膠墊的設計，也緩解了外部的沖擊和振動。
[0039]整個終端設備在設計時，需要考慮熱設計:
[0040]I)盡可能降低電路、部件的工作環境溫度，保證元模塊關鍵點溫度滿足降額要求。對整個終端設備上的關鍵點的實際工作溫度進行測定，以驗證熱設計的正確性；
[0041]2)模塊布局考慮到周圍零件熱輻射的影響，將發熱量較大的模塊盡可能的分散設置。對熱敏感的部件、模塊遠離熱源或將其隔離；
[0042]3)散熱通路盡量短，橫截面盡量大；
[0043]4)選用導熱系數較大的材料制造散熱傳導零件；
[0044]5)降低散熱通路接觸面的熱阻，加大熱傳導面積，增加傳導零件之間的接觸壓力，接觸平面應平整、光滑，并涂覆導熱膠；
[0045]6)發熱量較大的部件、模塊，加裝散熱器，并利用金屬機殼、底座散熱。
[0046]PCB板在整體布局時，位置要合理，如重要的模塊不要擺在PCB板邊，否則會導致PCB板變形。模塊布局按照功能區分，分布放在不同的區域，減少不同功能模塊之間因公共阻抗引起的干擾。此外，地平面根據模擬地、數字地和機殼地的區分進行分割，并使用橋接方式連接模擬電路與數字電路部分之間的信號，對于機殼地則在物理上進行隔離。[0047]PCB板的輻射型EMC (電磁兼容性)問題可以通過完善信號完整性設計、屏蔽與接地設計得到解決，而傳導EMC問題則需要通過合理設計PCB板的對外接口，避免EMI (電磁干擾)和ESD (靜電放電)干擾。
[0048]PCB板的電源接口連接外部電源，可能導致電源線上的干擾傳遞到PCB板上而影響整個終端設備正常工作；或使整個終端設備內干擾通過電源線傳遞到外部而對其它設備造成影響，可以選用小功率EMI濾波器完成直流供電線路的濾波處理。
[0049]整個終端設備采用金屬屏蔽盒進行屏蔽，采用鋁合金6061+冷軋鋼板天線罩材料采用復合材料，其屏蔽效果比較好，在接縫及器件接口處則加裝導電橡膠密封圈，以改善縫隙處的電氣連續性。導電橡膠密封圈采用模壓型玻璃鍍銀導電橡膠，該材料是一種摻有鍍銀惰性粒子的模制硅橡膠，它能提供較高的導電性、寬頻屏蔽和水氣密封，為EMI應用提供可靠的低成本屏蔽。
[0050]優選的，整個終端設備的設計還應包括可靠性設計、可維護性設計、可測試性設計以及質量控制等，其中，所述可測試性設計還應包括:生產測試、交付測試和外場測試；所述質量控制還應包括:設計和開發策劃的控制、設計和開發輸入的控制、設計和開發輸出的控制、設計和開發評審的控制、設計和開發驗證的控制、設計和開發確認的控制以及設計和開發更改的控制。
[0051]在本實施例中，所述基帶處理單元的功能包括:
[0052]I)出入站協議處理；
[0053]2)發送基帶處理單元數據生成和時序控制；
[0054]3) IC卡認證處理；
[0055]4)捕獲跟蹤參數配置；
[0056]5)根據接收信號對發射信號進行頻率補償；
[0057]6 )對外提供軍用4.0協議接口。
[0058]所述ARM處理單元的功能包括:
[0059]I) IC卡控制，在終端設備上電后ARM處理單元控制基帶處理單元對IC卡進行自檢，基帶處理單元返回IC卡狀態信息，對于異常的IC卡(無卡或IC卡檢測錯誤)不參與發射；
[0060]2)指示燈控制；
[0061]3)長報文拆分和組合處理；
[0062]4)基帶處理單元的軟件升級支持，基帶處理單元的外接串口連接到ARM處理單元的串口，如果對基帶處理單元進行軟件升級，需要ARM處理單元的軟件支持。在上電后ARM處理單元如果讀取到基帶處理單元的軟件升級握手指令，則開啟ARM處理單元的軟件透傳，同時重置基帶處理單元。此時，上位機的裝載程序會直接與基帶處理單元交互，直到升級完畢，重啟設備即可；
[0063]5 )軍用4.0協議支持。
[0064]所述北斗集群數據傳輸型終端設備的使用流程包括:
[0065]接收過程:信號經過低噪聲放大器放大之后，進入射頻模塊將下變頻IF通過模數轉換模塊轉換成中頻信號IF_MAG和IF_SIGN，并將IF CLK(48.96MHz)時鐘同時送至基帶處理單元的模數轉電路完成模擬信號的數字化，由基帶處理單元的環路部分完成衛星信號的捕獲、跟蹤和觀測量的生成，最后由ARM處理單元完成數據后端處理，在PC上位機(圖未示出)界面就可以接收到信息，其中PC上位機屬于監控系統。
[0066]發送過程:在PC上位機上通過ARM處理單元從串口接收用戶通信數據，根據當前IC卡狀態確定發送卡，將數據送基帶處理單元進行處理，基帶處理單元采用碼分多址(CDMA)直接擴頻序列調制，擴頻偽碼采用周期偽隨機序列調制數據，通過數模轉換模塊，將基帶處理單元的數據傳送給射頻模塊，再經過功率放大器和北斗天線發送給衛星，與監護中心進行溝通。
[0067]當開啟北斗集群數據傳輸型終端設備時，位于前面板的電源顯示指示燈、衛星指示燈(包括東星指示燈和西星指示燈)都會亮，當終端設備的系統自檢完成后，東星指示燈和西星指示燈會熄滅；當PC上位機發送一次通信數據包時，主機前面板的發射指示燈閃爍一次；當PC上位機接收到一次通信數據包時，前面板的接收指示燈閃爍一次；當按下電量按鈕時，電量顯示指示燈會亮，如電量越滿格說明鋰電池電量越足。
[0068]請參考圖2，在本實施例中，還提出了一種北斗集群數據傳輸型系統，所述系統包括如上文中任意一種北斗集群數據傳輸型終端設備、北斗天線、高頻線纜以及監控系統，其中，所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備內的ARM處理單元相連，所述北斗天線與所述北斗集群數據傳輸型終端設備通過所述高頻線纜相連。
[0069]所述系統還包括AC-DC充電器以及串口線，所述串口線用于連接所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備，所述AC-DC充電器用于對所述北斗集群數據傳輸型終端設備進行充電。其中，所述串口線為RS232接口線。
[0070]綜上，在本實用新型實施例提供的北斗集群數據傳輸型終端設備和系統中，所述終端設備包括接收信號單元、發射信號單元、基帶處理單元和ARM處理單元，在接收信號時，接收信號對信號進行一系列處理，并傳輸至基帶處理單元和ARM處理單元，能夠將信號準確的顯示出，在發送信號時，能夠由發送信號單元將數據信號發送出，從而實現點對點雙向數據傳輸方式。
[0071]上述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不對本實用新型起到任何限制作用。任何所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本實用新型的技術方案的范圍內，對本實用新型揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本實用新型的技術方案的內容，仍屬于本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述終端設備包括: 接收信號單元，所述接收信號單元包括依次相連的低噪聲放大器、射頻模塊和模數轉換模塊； 發射信號單元，所述發射信號單元包括依次相連的數模轉換模塊、射頻模塊和功率放大器； 基帶處理單元，與所述模數轉換模塊和數模轉換模塊均相連； ARM處理單元，與所述基帶處理單元相連。
2.如權利要求1所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述接收信號單元還包括比較器，所述比較器與所述模數轉換模塊并聯，一端連接射頻模塊，一端連接基帶處理單元。
3.如權利要求1所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述設備還包括一外殼和一電路板，所述電路板設置于所述外殼內部，所述接收信號單元、發射信號單元、基帶處理單元以及ARM處理單元均設于所述電路板上。
4.如權利要求3所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述外殼為長方體。
5.如權利要求4所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述外殼的尺寸為 248X168X55 (mm)。
6.如權利要求3所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述設備還一充電板、IC卡板以及鋰電池，所述充電板、IC卡板和鋰電池板均設于所述電路板上。
7.如權利要求6所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述電路板為多層PCB板。
8.如權利要求7所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述PCB板從下往上依次包括底層、第一介質層、電源層、第二介質層、接地層、第三介質層和頂層。
9.如權利要求8所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述外殼還設有前面板，所述前面板設有多個指示燈和一按鈕。
10.如權利要求9所述的北斗集群數據傳輸型終端設備，其特征在于，所述指示燈包括衛星指示燈、電源指示燈、電量顯示指示燈、接收指示燈以及發射指示燈，所述按鈕為電量按鈕。
11.一種北斗集群數據傳輸型系統，其特征在于，所述系統包括如權利要求1至10中任意一種北斗集群數據傳輸型終端設備、北斗天線、高頻線纜以及監控系統，其中，所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備內的ARM處理單元相連，所述北斗天線與所述北斗集群數據傳輸型終端設備通過所述高頻線纜相連。
12.如權利要求11所述的北斗集群數據傳輸型系統，其特征在于，所述系統還包括AC-DC充電器以及串口線，所述串口線用于連接所述監控系統與所述北斗集群數據傳輸型終端設備，所述AC-DC充電器用于對所述北斗集群數據傳輸型終端設備進行充電。
13.如權利要求12所述的北斗集群數據傳輸型系統，其特征在于，所述串口線為RS232接口線。
【文檔編號】H04W88/02GK203734844SQ201320892659
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】崔銀秋, 石翔, 焦永強, 易炯, 陳華杰, 陸志英, 吳彬 申請人:上海達華測繪有限公司, 北京華力創通科技股份有限公司