RU240004U1 - Data receiving and transmitting device - Google Patents
Data receiving and transmitting deviceInfo
- Publication number
- RU240004U1 RU240004U1 RU2025125490U RU2025125490U RU240004U1 RU 240004 U1 RU240004 U1 RU 240004U1 RU 2025125490 U RU2025125490 U RU 2025125490U RU 2025125490 U RU2025125490 U RU 2025125490U RU 240004 U1 RU240004 U1 RU 240004U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microprocessor
- transceiver
- antenna
- data receiving
- power
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области телекоммуникационных устройств. Технический результат заключается в снижении энергопотребления устройства приема-передачи данных без ухудшения качества связи между устройствами приема-передачи данных по радиоканалу на большие расстояния. Устройство приема-передачи данных содержит антенну, подключенную к антенно-фидерному тракту, подключенному к трансиверу, который подключен к микропроцессору, аккумулятор, подключенный к стабилизатору питания, модуль ГНСС, встроенную память, хранящую машиноисполняемые инструкции для выполнения микропроцессором, микропроцессор выполнен с возможностью переключения интерфейсов для подключения внешних устройств и модуля ГНСС в режим отключения и включения, переключения трансивера в режим программирования, отключения и включения, причем в режиме программирования трансивера микропроцессор изменяет частоту, мощность и скорость приема-передачи трансивера, антенно-фидерного тракта и антенны и осуществляет автоматическое подключение устройства к внешним оконечным устройствам, ретрансляторам, концентраторам-шлюзам. 2 ил. The utility model relates to the field of telecommunication devices. The technical result consists in reducing the power consumption of a data receiving and transmitting device without degrading the quality of communication between data receiving and transmitting devices over a radio channel over long distances. The data receiving and transmitting device comprises an antenna connected to an antenna-feeder path connected to a transceiver, which is connected to a microprocessor, a battery connected to a power stabilizer, a GNSS module, built-in memory storing machine-executable instructions for execution by the microprocessor, the microprocessor is configured to switch interfaces for connecting external devices and the GNSS module into the off and on mode, to switch the transceiver into the programming mode, off and on, wherein in the transceiver programming mode, the microprocessor changes the frequency, power and transmission rate of the transceiver, the antenna-feeder path and the antenna and automatically connects the device to external end devices, repeaters, and gateway concentrators. 2 fig.
Description
Область техникиField of technology
Полезная модель относится к области телекоммуникационных устройств, предназначенных для беспроводного приема-передачи данных по радиоканалу между аналогичными устройствами с широким покрытием. Может использоваться для приема и передачи данных в системах телеметрии, мониторинга окружающей среды, IoT-решениях, сельском хозяйстве, логистике, энергетическом секторе и других отраслях промышленности.This utility model relates to telecommunications devices designed for wireless data reception and transmission via a radio channel between similar devices over a wide area. It can be used for data reception and transmission in telemetry systems, environmental monitoring, IoT solutions, agriculture, logistics, the energy sector, and other industries.
Уровень техникиState of the art
Известны различные устройства связи с функциями приема-передачи данных, такие как мобильные телефоны, модули GSM/GPRS, LoRaWAN-модули, NB-IoT - модули, ZigBee-модули, Bluetooth- и BLE-модули, Wi-Fi-модули, Bluetooth-маркеры. Данные устройства обладают собственными протоколами взаимодействия, работают в определенных диапазонах частот, характеризуются свойственным им уровнем энергопотребления, имеют законодательное регламентирование по использованию спектра радиочастот по частоте и мощности.Various communication devices with data transmission and reception functions are known, such as mobile phones, GSM/GPRS modules, LoRaWAN modules, NB-IoT modules, ZigBee modules, Bluetooth and BLE modules, Wi-Fi modules, and Bluetooth tags. These devices have their own communication protocols, operate in specific frequency ranges, are characterized by their own power consumption levels, and are subject to legislative regulations regarding the use of the radio frequency spectrum in terms of frequency and power.
Известно устройство для беспроводной связи, описанное в патенте RU 2616594 C2, опубл. 18.04.2017. Известное устройство включает корпус, процессор, сконфигурированный, чтобы генерировать пакет для передачи с помощью беспроводного сигнала, приемопередатчик, для передачи и приема пакетов с помощью беспроводного сигнала, антенну.A wireless communication device is known, described in patent RU 2616594 C2, published on April 18, 2017. The known device includes a housing, a processor configured to generate a packet for transmission using a wireless signal, a transceiver for transmitting and receiving packets using a wireless signal, and an antenna.
Известно устройство приема и передачи сигналов в системе связи, описанное в патенте RU 2822987 C1, опубл. 16.07.2024. Известное устройство включает приемопередатчик, который во время работы принимает конфигурацию временного окна сигнала энергосбережения (Power Saving Signal, PoSS) для мониторинга PoSS, и схему обработки, которая во время работы определяет на основе указанной конфигурации временное окно PoSS и управляет приемопередатчиком для выполнения мониторинга для PoSS в пределах временного окна PoSS.A device for receiving and transmitting signals in a communication system is known, described in patent RU 2822987 C1, published on July 16, 2024. The known device includes a transceiver, which during operation receives the configuration of a power saving signal (PoSS) time window for monitoring the PoSS, and a processing circuit, which during operation determines, based on said configuration, a PoSS time window and controls the transceiver to perform monitoring for the PoSS within the PoSS time window.
Наиболее близким к предлагаемому решению является вычислительное устройство для обмена данными по беспроводной сети, описанное в патенте US 7099689 B2, опубл. 29.08.2006. Известное устройство включает процессор, антенну, интерфейс беспроводной передачи данных, два радиомодуля, источник питания. В зависимости от условий и обстоятельств, известное устройство выбирает один из двух радиомодулей, каждый из которых обладает уникальным сочетанием характеристик (потребляемой мощности, скорости передачи данных, дальности и/или диапазона частот) для беспроводной связи с беспроводным устройством. Известное устройство выбирает один радиомодуль для минимизации энергопотребления при сохранении эффективности беспроводной передачи данных.The closest approach to the proposed solution is a computing device for wireless data exchange described in US Patent 7,099,689 B2, published August 29, 2006. The known device includes a processor, an antenna, a wireless data transmission interface, two radio modules, and a power source. Depending on the conditions and circumstances, the known device selects one of two radio modules, each of which has a unique combination of characteristics (power consumption, data transfer rate, range, and/or frequency range) for wireless communication with a wireless device. The known device selects one radio module to minimize power consumption while maintaining the efficiency of wireless data transmission.
Недостатком известного уровня техники является отсутствие универсального решения к построению системы сбора и передачи данных, позволяющего одновременно: взаимодействовать с аналогичными устройствами по собственному протоколу, в том числе, на расстоянии до 15 км на открытой местности, обеспечивать стандартное подключение и программно администрируемый доступ к собственной локальной и глобальной инфраструктуре через собственное сетевое оборудование без привязки к локализации владельца технологии радиопередачи с использованием универсального протокола, обеспечивать доступ к сети через собственные протоколы передачи данных, поддерживать энергоэффективность. Устройства большинства типов технических решений требуют лицензирования используемых радиочастот, характеризуются свойственными энергозатратами и гибкостью конфигурации. В ряде технологических решений ограничено использование поддержки мобильности (роуминга) из-за низкой скорости выхода из состояния энергосбережения.A drawback of the prior art is the lack of a universal solution for building a data collection and transmission system that simultaneously enables: interaction with similar devices via a proprietary protocol, including at distances of up to 15 km in open areas; provision of standard connectivity and software-controlled access to the device's local and global infrastructure via its own network equipment, regardless of the location of the radio transmission technology owner, using a universal protocol; provision of network access via proprietary data transmission protocols; and support for energy efficiency. Devices using most types of technical solutions require licensing for the radio frequencies used and are characterized by inherent power consumption and configuration flexibility. Some technological solutions have limited mobility (roaming) support due to the slow speed of exiting power-saving mode.
Целью создания полезной модели является разработка многофункционального коммуникационного устройства, способного передавать и принимать данные по радиоканалу на расстояния до 15 км в собственных независимо организуемых сетях передачи, работающих на нелицензируемых (ISM диапазон) радиочастотах, обладающего низким потреблением энергии.The purpose of creating the utility model is to develop a multifunctional communication device capable of transmitting and receiving data via a radio channel over distances of up to 15 km in its own independently organized transmission networks operating on unlicensed (ISM range) radio frequencies, with low energy consumption.
Сущность полезной моделиThe essence of the utility model
Техническим результатом является снижение энергопотребления устройства приема-передачи данных без ухудшения качества связи между устройствами приема-передачи данных по радиоканалу на большие расстояния.The technical result is a reduction in the energy consumption of a data receiving and transmitting device without degrading the quality of communication between data receiving and transmitting devices over a radio channel over long distances.
Устройство приема-передачи данных содержит антенну, подключенную к антенно-фидерному тракту, подключенному к трансиверу, который подключен к микропроцессору, аккумулятор, подключенный к стабилизатору питания, модуль ГНСС, встроенную память, хранящую машиноисполняемые инструкции для выполнения микропроцессором. Микропроцессор выполнен с возможностью получать и выполнять команды от трансивера или из встроенной памяти для переключения интерфейсов для подключения внешних устройств и модуля ГНСС в режим отключения и включения. Микропроцессор выполнен с возможностью получать и выполнять команды от трансивера или из встроенной памяти для переключения трансивера в режим программирования, отключения и включения, причем в режиме программирования трансивера микропроцессор изменяет частоту, мощность и скорость приема-передачи трансивера, антенно-фидерного тракта и антенны. Микропроцессор выполнен с возможностью с помощью машиноисполняемых инструкций, сохраненных в памяти, осуществлять автоматическое подключение устройства к внешним оконечным устройствам, ретрансляторам, концентраторам-шлюзам.The data receiving and transmitting device comprises an antenna connected to an antenna-feeder path connected to a transceiver, which is connected to a microprocessor, a battery connected to a power stabilizer, a GNSS module, and embedded memory storing machine-executable instructions for execution by the microprocessor. The microprocessor is configured to receive and execute commands from the transceiver or from the embedded memory for switching the interfaces for connecting external devices and the GNSS module between the off and on modes. The microprocessor is configured to receive and execute commands from the transceiver or from the embedded memory for switching the transceiver between the programming, off, and on modes, wherein in the transceiver programming mode, the microprocessor changes the frequency, power, and transmission rate of the transceiver, the antenna-feeder path, and the antenna. The microprocessor is configured to automatically connect the device to external end devices, repeaters, and gateway concentrators using machine-executable instructions stored in the memory.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства приема-передачи данных в варианте выполнения со встроенной антенной.Fig. 1 shows a block diagram of the proposed data receiving and transmitting device in an embodiment with a built-in antenna.
На Фиг. 2 представлена блок-схема предлагаемого устройства приема-передачи данных в варианте выполнения с внешней антенной.Fig. 2 shows a block diagram of the proposed data receiving and transmitting device in an embodiment with an external antenna.
Следует отметить, что представленные иллюстрации, поясняющие возможные варианты реализации, носят исключительно ознакомительный характер и специалисты соответствующей отрасли способны разработать дополнительные схемы, основываясь на представленных примерах, без значительных усилий.It should be noted that the presented illustrations, explaining possible implementation options, are for informational purposes only, and specialists in the relevant field are able to develop additional schemes based on the presented examples without significant effort.
Подробное описание осуществления полезной моделиDetailed description of the implementation of the utility model
Предлагаемое устройство приема-передачи данных состоит из нескольких основных компонентов: трансивер, микропроцессор, антенно-фидерный тракт, модуль Bluetooth Low Energy (BLE), модуль приема сигналов глобальной спутниковой навигации, интерфейсы для подключения различных датчиков, система электропитания, группы коммутации и индикации.The proposed data transmission and reception device consists of several main components: a transceiver, a microprocessor, an antenna-feeder path, a Bluetooth Low Energy (BLE) module, a module for receiving global satellite navigation signals, interfaces for connecting various sensors, a power supply system, switching and indication groups.
Трансивер предназначен для работы на свободных (нелицензируемых) радиочастотах с угловой (линейно-частотной) модуляцией, вид которой определяется программно. Данный компонент обеспечивает надежный прием-передачу данных по радиоканалу на большие расстояния с высоким уровнем помехозащищенности/чувствительности и с минимальным уровнем потребления энергии.The transceiver is designed to operate on free (unlicensed) radio frequencies with software-defined angular (linear-frequency) modulation. This component ensures reliable data reception and transmission over long distances via radio channels with a high level of noise immunity/sensitivity and minimal power consumption.
Микропроцессор выполняет управление работой трансивера, обработку полученных сигналов и взаимодействие с внешними устройствами посредством интерфейсов. Процессор также управляет режимом питания компонентов устройства приема-передачи данных, обеспечивая режим пониженного энергопотребления.The microprocessor controls the transceiver's operation, processes received signals, and interacts with external devices via interfaces. The processor also manages the power supply for the data receiving and transmitting device components, ensuring a low-power mode.
Антенно-фидерный тракт осуществляет прием на трансивер и передачу радиосигнала в нелицензируемых диапазонах (ISM диапазон) радиочастот.The antenna-feeder path receives and transmits radio signals to the transceiver in unlicensed ranges (ISM range) of radio frequencies.
Модуль Bluetooth Low Energy (BLE) позволяет устанавливать связь с мобильными устройствами и организовать удобный интерфейс взаимодействия с пользователем.The Bluetooth Low Energy (BLE) module allows you to establish communication with mobile devices and organize a convenient user interface.
Модуль приема сигналов глобальной спутниковой навигации (ГНСС, GNSS) необходим для определения координат устройства приема-передачи данных и включения геопространственной привязки в передаваемые данные. Система геопозиционирования выполнена с возможностью программно выбирать GNSS (ГЛОНАСС, GPS, BeiDou).The global navigation satellite system (GNSS) signal reception module is required to determine the coordinates of the data receiver/transmitter and include geospatial reference in the transmitted data. The geolocation system is designed with the ability to programmatically select GNSS (GLONASS, GPS, BeiDou).
Интерфейсы для подключения различных датчиков (например, не ограничиваясь, температуры, влажности, давления, освещенности, тока, напряжения, Холла, вибрации, пространственного ориентирования и прочих физических величин), (не ограничиваясь, UART, I2C, SPI, ШИМ, АЦП, ЦАП, GPIO, счетчик импульсов, емкостной сенсорный датчик) расширяют функциональность устройства, обеспечивая реализацию универсального модуля сбора данных, равно как и модуля подключения к нагрузкам.Interfaces for connecting various sensors (such as, but not limited to, temperature, humidity, pressure, illumination, current, voltage, Hall, vibration, spatial orientation and other physical quantities), (but not limited to, UART, I2C, SPI, PWM, ADC, DAC, GPIO, pulse counter, capacitive touch sensor) expand the functionality of the device, ensuring the implementation of a universal data collection module, as well as a load connection module.
Система электропитания состоит из АКБ и контроллера заряда и выполнена с возможностью подключения солнечных панелей.The power supply system consists of a battery and a charge controller and is designed with the ability to connect solar panels.
Группы коммутации и индикации улучшают удобство диагностики состояния устройства приема-передачи данных.Switching and indication groups improve the convenience of diagnosing the state of the data receiving and transmitting device.
Предлагаемое устройство приема-передачи данных дополнительно может включать шлюз, осуществляющий соединение устройства с сетями Интранет и Интернет, передачей собранных данных на локальные или устройства цифровой обработки данных. Коммуникационные возможности шлюза включают собственную инфраструктуру передачи данных.The proposed data transmission and reception device may additionally include a gateway that connects the device to intranet and internet networks, transmitting collected data to local or digital data processing devices. The gateway's communications capabilities include its own data transmission infrastructure.
Конструкция устройства приема-передачи данных (фиг. 1, 2) состоит из корпуса 101 с платой, на которой находятся радиоэлементы, и подключаемого к корпусу внешнего оборудования. Корпус имеет защиту не менее IP67.The design of the data receiving and transmitting device (Figs. 1, 2) consists of a housing 101 with a circuit board containing radio components and external equipment connected to the housing. The housing has a protection rating of at least IP67.
Антенна 102 осуществляет прием-передачу радиосигнала в открытом ISM-диапазоне 868 МГц. Антенна имеет волновое сопротивление 50 Ом и усиление не менее 3 дБ. В одном из вариантов (фиг. 1) выполнения антенна 102 и антенно-фидерное устройство могут находиться внутри корпуса 101 устройства. В другом варианте (фиг. 2) выполнения антенна 102 и антенно-фидерное устройство 103 могут иметь наружное исполнение. Антенно-фидерное устройство 103 присоединено к электронной схеме трансивера 104.Antenna 102 transmits and receives radio signals in the open ISM band of 868 MHz. The antenna has a characteristic impedance of 50 ohms and a gain of at least 3 dB. In one embodiment (Fig. 1), antenna 102 and the antenna-feeder device may be located inside housing 101 of the device. In another embodiment (Fig. 2), antenna 102 and the antenna-feeder device 103 may be externally mounted. Antenna-feeder device 103 is connected to the electronic circuit of transceiver 104.
Трансивер 104 принимает и передает модулированный линейно-угловой радиосигнал по антенно-фидерному тракту 103, обрабатывает радиосигнал, осуществляя его модуляцию при передаче и демодуляцию при приеме, и взаимодействует с микропроцессором 105 по UART (TX/RX).The transceiver 104 receives and transmits a modulated linear-angular radio signal via the antenna-feeder path 103, processes the radio signal, implementing its modulation during transmission and demodulation during reception, and interacts with the microprocessor 105 via UART (TX/RX).
Частота, по которой взаимодействует трансивер 104 с микропроцессором 105 по UART (TX/RX), составляет не менее 115200 Бод.The frequency at which transceiver 104 communicates with microprocessor 105 via UART (TX/RX) is not less than 115200 Baud.
При принятии сигнала от трансивера 104 микропроцессор 105 программно определяет служебную информацию в принятом сигнале, в том числе, но не ограничиваясь, NetID (идентификационный номер сети) передающего устройства, адрес MAC, уникальный серийный номер, применяет ключ дешифрования, определяет статус устройства приема-передачи данных (оконечное устройство, ретранслятор, концентратор). В случае если такая служебная информация не идентифицирована микропроцессором 105, то принятый пакет информации далее не обрабатывается вовсе и удаляется из памяти микропроцессора безвозвратно. Кроме служебной информации в принятом дешифрованном пакете также содержится информация по переводу элементов устройства приема-передачи данных в режим программирования, отключения и включения. В случае принятия сигнала о переводе в режим программирования, доступные параметры трансивера (частота, мощность, восстановления до заводских настроек, время работы в режиме ожидания, время получения ответа на отправленный сигнал).Upon receiving a signal from transceiver 104, microprocessor 105 programmatically determines service information in the received signal, including, but not limited to, the NetID (network identification number) of the transmitting device, MAC address, unique serial number, applies a decryption key, and determines the status of the data receiving/transmitting device (end device, repeater, hub). If such service information is not identified by microprocessor 105, the received information packet is not processed further and is permanently deleted from the microprocessor memory. In addition to service information, the received decrypted packet also contains information on switching the data receiving/transmitting device elements into programming mode, turning them off, and turning them on. If a signal is received to switch to programming mode, the available transceiver parameters (frequency, power, restore to factory settings, standby time, response time to the sent signal) are also stored.
При отправлении сигнала от микропроцессора 105 к трансиверу 104, микропроцессор 105 формирует пакеты емкостью от 200 байт. Скорость передачи данных составляет от 60 кбит/сек. В структуре пакета содержится информация NetID (идентификационный номер сети) передающего устройства, адрес MAC, уникальный серийный номер, применяет ключ дешифрования, статус устройства приема-передачи данных (оконечное устройство, ретранслятор, концентратор), признаки адресности вещания (на единичное устройство, группу устройств, все видимые устройства в сформированной сети), включение сервисных AT команд для устройств, переведенных в режим программирования.When sending a signal from microprocessor 105 to transceiver 104, microprocessor 105 generates packets with a capacity of 200 bytes. The data transfer rate is 60 kbps. The packet structure contains the NetID (network identification number) of the transmitting device, MAC address, unique serial number, decryption key, data receiving/transmitting device status (end device, repeater, hub), broadcast addressability indicators (to a single device, a group of devices, or all visible devices in the formed network), and the inclusion of AT service commands for devices switched to programming mode.
Микропроцессор 105 может взаимодействовать с датчиками 114 и исполнительными устройствами 118 через интерфейсы 106 (UART, I2C, SPI, ШИМ, АЦП, ЦАП, GPIO). Исполнительными устройствами 118 могут быть, не ограничиваясь, реле, двигатели, соленоиды, иные устройства, которые преобразуют электрические сигналы в физические движения, явления или перемещения. Датчиками 114 могут быть любые совместимые устройства, способные регистрировать и измерять параметры физических явлений.Microprocessor 105 can interact with sensors 114 and actuators 118 via interfaces 106 (UART, I2C, SPI, PWM, ADC, DAC, GPIO). Actuators 118 may include, but are not limited to, relays, motors, solenoids, and other devices that convert electrical signals into physical movements, phenomena, or displacements. Sensors 114 may be any compatible devices capable of recording and measuring the parameters of physical phenomena.
Микропроцессор 105 взаимодействует с модулем 107 Bluetooth/BLE, при этом программно может определяться наименование устройства Bluetooth/BLE, идентификационный PIN код. Внешние аутентифицированные устройства смогут взаимодействовать с устройством приема-передачи данных. Сигнал, принимаемый модулем 107, передается в микропроцессор 105 для обработки. В зависимости от принятой информации данные могут передаваться на датчики 114, исполнительные устройства 118, передаваться в трансивер 104 для передачи информации по радиоканалу.Microprocessor 105 communicates with Bluetooth/BLE module 107, and the Bluetooth/BLE device name and PIN can be programmatically determined. Authenticated external devices can communicate with the data receiver/transmitter. The signal received by module 107 is transmitted to microprocessor 105 for processing. Depending on the information received, the data can be transmitted to sensors 114, actuators 118, or transmitted to transceiver 104 for radio transmission.
Микропроцессор 105 взаимодействует с модулем 108 ГНСС глобального спутникового позиционирования (GPS, ГЛОНАСС, BeiDou). По умолчанию модуль находится в режиме ожидания (состояния сна) для целей снижения энергопотребления. По программно установленному сценарию информация (не ограничиваясь, данные широте, долготе, высоте, направлению движения) от модуля 108 поступает в микропроцессор 105 для дальнейшей передачи по радиоканалу.Microprocessor 105 communicates with module 108 for global positioning satellites (GPS, GLONASS, BeiDou). By default, the module is in standby mode (sleep state) to reduce power consumption. According to a preset scenario, information (including, but not limited to, latitude, longitude, altitude, and direction of travel) from module 108 is sent to microprocessor 105 for further transmission via radio.
Микропроцессор 105 взаимодействует с ПК 117 через шлюз 110 (Ethernet, UART, USB). Шлюз 110 обеспечивает обмен данными между ПК 117 и микропроцессором 105 по стандартным протоколам для выхода в сеть Интернет или интранет через порты RJ - 45 или USB с использованием встроенного в устройство приема-передачи данных конвертера UART.Microprocessor 105 communicates with PC 117 via gateway 110 (Ethernet, UART, USB). Gateway 110 facilitates data exchange between PC 117 and microprocessor 105 using standard protocols for internet or intranet access via RJ-45 or USB ports using the UART converter built into the data receiver/transmitter.
Все модули устройства приема-передачи данных получают электропитание со стабилизатора питания 109 (напряжения) 3,3 В. Ток потребления зависит от выбранной аппаратной конфигурации устройства приема-передачи данных. Для целей снижения энергопотребления микропроцессор 105 может перевести трансивер 104, модуль 107 Bluetooth/BLE, модуль 108 ГНСС, интерфейсы 106 (UART, I2C, SPI, ШИМ, АЦП, ЦАП, GPIO), шлюз 110 (Ethernet, UART, USB) в состояние сна (режим ожидания).All modules of the data receiving and transmitting device are powered by a 3.3 V power supply stabilizer 109. The current consumption depends on the selected hardware configuration of the data receiving and transmitting device. To reduce power consumption, microprocessor 105 can put transceiver 104, Bluetooth/BLE module 107, GNSS module 108, interfaces 106 (UART, I2C, SPI, PWM, ADC, DAC, GPIO), and gateway 110 (Ethernet, UART, USB) into sleep mode (standby mode).
Стабилизатор питания 109 получает электроэнергию от аккумулятора 112.Power stabilizer 109 receives electric power from battery 112.
Дополнительно аккумулятор 112 может через контроллер заряда 113 получать электроэнергию от стационарного внешнего источника 116 Vпит DC или солнечной панели 115. Использование внешних источников питания позволит снизить энергопотребление устройства.Additionally, battery 112 can receive electricity from a stationary external source of 116 VDC or solar panel 115 via charge controller 113. Using external power sources will reduce the energy consumption of the device.
Дополнительно в устройстве приема-передачи данных может быть реализован WDT (Watch Dog Timer) для обеспечения автоматической перезагрузки устройства приема-передачи данных для восстановления его работоспособности в случае, когда контролируемый компонент устройства перестает функционировать по причине программного сбоя. WDT может быть реализован программно в собственной памяти микропроцессора 105 или аппаратно в виде отдельного блока на плате в корпусе 101 устройства.Additionally, a Watch Dog Timer (WDT) can be implemented in the data receiving and transmitting device to ensure automatic rebooting of the data receiving and transmitting device to restore its functionality if a controlled component of the device stops functioning due to a software failure. The WDT can be implemented in software within the microprocessor 105's internal memory or in hardware as a separate unit on a circuit board within the device's housing 101.
Устройство приема-передачи данных может содержать модуль управления и индикации, который может состоять, не ограничиваясь, из кнопок управления питанием, кнопки сброса до заводских настроек, кнопки синхронизации и установления связи по Bluetooth/BLE с внешними устройствами (например, смартфонами), индикация статуса включения, индикатора уровня заряда аккумулятора, кнопки целевой передачи информации (кнопки экстренного отправки информации), динамиками (громкоговорителями), клавиатурой ввода QWERTY, дисплея (LED, TFT или сопоставимыми для целей отражения необходимой информации).The data receiving and transmitting device may contain a control and indication module, which may consist of, but is not limited to, power control buttons, a factory reset button, a button for synchronization and establishing a connection via Bluetooth/BLE with external devices (for example, smartphones), an indication of the power-on status, a battery charge level indicator, a button for target information transmission (an emergency information sending button), speakers (loudspeakers), a QWERTY input keyboard, a display (LED, TFT or comparable for the purpose of displaying the necessary information).
Форма исполнения устройства варьируется от компактных носимых версий до влагозащищенных и стационарных конфигураций.The device's design varies from compact wearable versions to waterproof and stationary configurations.
Устройство приема-передачи данных может работать в режиме оконечного устройства и в режиме ретранслятора или концентратора-шлюза. Микропроцессор 105 выполнен с возможностью по команде изменять режим работы устройства в радиосети. Команда может быть получена от внешнего устройства или быть сохранена во внутренней памяти устройства в виде машиноисполняемых инструкций. После обновления «прошивки» устройство принимает новые сервисные команды и могут быть изменены индивидуальные свойства устройства (параметры шифрования, параметры приема-передачи информации по радиоканалу).The data receiving and transmitting device can operate as an endpoint, a repeater, or a hub-gateway. Microprocessor 105 is capable of changing the device's operating mode in the radio network upon command. The command can be received from an external device or stored in the device's internal memory as machine-executable instructions. After updating the firmware, the device accepts new service commands, and individual device properties (encryption parameters, radio data reception and transmission parameters) can be modified.
Микропроцессор 105, в зависимости от уровня мощности сигнала, принимаемого и передаваемого по радиоканалу, и текущих потребностей по использованию энергии и графику (режиму) работу компонентов устройства, выбирает оптимальные параметры (частота, мощность и скорость) приема-передачи сигнала по радиоканалу.Microprocessor 105, depending on the power level of the signal received and transmitted via the radio channel, and the current needs for energy use and the schedule (mode) of operation of the device components, selects the optimal parameters (frequency, power and speed) for receiving and transmitting a signal via the radio channel.
Микропроцессор 105 с помощью встроенного алгоритма (машиноисполняемые инструкции, сохраненные в памяти) обеспечивает автоматическое подключение устройства к внешним оконечным устройствам, ретрансляторам, концентраторам-шлюзам.Microprocessor 105, using a built-in algorithm (machine-executable instructions stored in memory), ensures automatic connection of the device to external end devices, repeaters, and gateway concentrators.
Предлагаемое решение обеспечивает:The proposed solution provides:
Возможность работы в нелицензируемых диапазонах частот, позволяющая функционировать устройству на нелицензируемых радиочастотах ISM-диапазонов (например, 433/868 МГц, 915 МГц) с высокой дальностью передачи сигнала, что уменьшает количество устройств, необходимых для осуществления радиопокрытия на единицу площади.The ability to operate in unlicensed frequency bands allows the device to operate on unlicensed ISM radio frequencies (e.g. 433/868 MHz, 915 MHz) with a long signal transmission range, which reduces the number of devices required to provide radio coverage per unit area.
Возможность удаленного изменения настроек устройства, таких как частота, мощность и скорость передачи.The ability to remotely change device settings such as frequency, power and transmission speed.
Возможность программно или самостоятельно изменения роли устройства в радиосети при объединении аналогичных устройств в группу: быть оконечным устройством, ретранслятором, концентратором и шлюзом.The ability to programmatically or manually change the role of a device in a radio network when combining similar devices into a group: to be an end device, a repeater, a hub, or a gateway.
Высокий уровень энергоэффективности, позволяющий использовать возможность низкого потребления энергии (питание, мощность), обеспеченной применением современных методов радиопередачи при использовании встроенного трансивера, энергосбережения и оптимизацией режимов питания компонентов устройства, для длительного времени работы от аккумуляторных батарей с возможностью подпитки от возобновляемых источников (солнечные панели) в изолированном режиме при сохранении функциональности.High energy efficiency, allowing for low energy consumption (power, capacity) provided by the use of modern radio transmission methods using the built-in transceiver, energy saving and optimization of power modes of the device components, for long-term operation from rechargeable batteries with the possibility of recharging from renewable sources (solar panels) in an isolated mode while maintaining functionality.
Возможность программного управления временем активности и режима сна компонентов устройства для оптимизации энергопотребления.The ability to programmatically control the activity time and sleep mode of device components to optimize energy consumption.
Преимуществами решения дополнительно являются возможность выбирать по собственным алгоритмам оптимальные параметры приема-передачи сигнала по радиоканалу, и возможность выбора способа модуляции, зависящего от уровня мощности сигнала, принимаемого и передаваемого по радиоканалу, и текущих потребностей по использованию энергии и графику (режиму) работы компонентов устройства.Additional advantages of the solution include the ability to select optimal parameters for receiving and transmitting a signal via a radio channel using proprietary algorithms, and the ability to select a modulation method depending on the power level of the signal received and transmitted via a radio channel, and the current needs for energy use and the operating schedule (mode) of the device components.
Устройство обеспечивает возможность построения независимой собственной сети взаимодействующих аналогичных устройств по принципу моделей «точка-точка», «звезда» или ячеистых сетей и позволяет оперировать значительным количеством точек контроля состояния мобильных, стационарных объектов, элементов транспортной логистики.The device provides the ability to build an independent network of interacting similar devices based on the point-to-point, star, or mesh network models and allows for the operation of a significant number of control points for the status of mobile and stationary objects, and elements of transport logistics.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU240004U1 true RU240004U1 (en) | 2025-12-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099689B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-08-29 | Microsoft Corporation | Energy-aware communications for a multi-radio system |
| US20070143637A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | Intel Corporation | Power saving techniques for use in communication systems, networks, and devices |
| RU2616594C2 (en) * | 2012-05-07 | 2017-04-18 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Device for wireless communication in sub-gigahertz frequency bands, ensuring spectral flatness |
| CN115720386A (en) * | 2022-11-03 | 2023-02-28 | 宜宾市极米光电有限公司 | Method, device and equipment for establishing direct link and storage medium |
| RU2822987C1 (en) * | 2019-10-04 | 2024-07-16 | Панасоник Интеллекчуал Проперти Корпорейшн Оф Америка | User equipment and scheduling unit |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099689B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-08-29 | Microsoft Corporation | Energy-aware communications for a multi-radio system |
| US20070143637A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | Intel Corporation | Power saving techniques for use in communication systems, networks, and devices |
| RU2616594C2 (en) * | 2012-05-07 | 2017-04-18 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Device for wireless communication in sub-gigahertz frequency bands, ensuring spectral flatness |
| RU2822987C1 (en) * | 2019-10-04 | 2024-07-16 | Панасоник Интеллекчуал Проперти Корпорейшн Оф Америка | User equipment and scheduling unit |
| CN115720386A (en) * | 2022-11-03 | 2023-02-28 | 宜宾市极米光电有限公司 | Method, device and equipment for establishing direct link and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3249624B1 (en) | Remote control docking station and system | |
| HK1247428A1 (en) | Remote control docking station and system | |
| EP3909297B1 (en) | Signal-repeater device operable in low-power repeater-operation mode | |
| JPWO2017154521A1 (en) | Gateway device and communication system | |
| JP2010206724A (en) | Power saving type radio communication apparatus and radio communication apparatus | |
| EP2395796B1 (en) | Mobile communication system, and control method and wireless base station device therefor | |
| US20060242127A1 (en) | Field sensing network | |
| US20210104917A1 (en) | Energy harvesting system, apparatus and method for performing wakeup | |
| CN214205519U (en) | Space-based Internet of things data acquisition module | |
| CN118316469A (en) | Multi-mode integrated handheld communication terminal of ad hoc network, satellite network and cellular network | |
| KR101797032B1 (en) | Wireless router device with IoT gateway function | |
| RU240004U1 (en) | Data receiving and transmitting device | |
| RU239913U1 (en) | Data transceiver device | |
| CN208971545U (en) | An asset management gateway device and an asset management system | |
| CN216901400U (en) | LoRa changes 485 data transmission terminal equipment | |
| KR100730727B1 (en) | Light on / off control system | |
| Luo et al. | Design and Development of Multi-Terminal USV Remote Control System Based on LoRa WAN | |
| CN223261539U (en) | Portable wireless relay device and wireless communication system | |
| CN220383232U (en) | Wireless communication acquisition device and equipment | |
| CN201114296Y (en) | GPS positioning communications interphone | |
| KR200424678Y1 (en) | Electric power control device | |
| CN110955177A (en) | 86 type intelligent switch controlled remotely and wirelessly in close range through network | |
| KR102342348B1 (en) | Energy harvesting system, apparatus and method for performing long distance location estimation | |
| CN211184264U (en) | Positioning base station | |
| CN117061274B (en) | LORA remote control method and device for Ethernet communication |