專利名稱：一種礦用無(wú)線通信基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種無(wú)線通信系統(tǒng)，尤其涉及一種礦用無(wú)線通信基站。
背景技術(shù)：
AP是(Wireless)Access Point的縮寫，即無(wú)線訪問(wèn)接入點(diǎn)。如果無(wú)線網(wǎng)卡可比作有線網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)卡，那么AP就是傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中的HUB，也是目前組建小型無(wú)線局域網(wǎng)時(shí)最常用的設(shè)備。AP相當(dāng)于一個(gè)連接有線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)的橋梁，其主要作用是將各個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)客戶端連接到一起，然后將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)(這正是Access Point名稱的本義)。目前大多數(shù)的無(wú)線AP都支持多用戶接入、數(shù)據(jù)加密、多速率發(fā)送等功能， 一些產(chǎn)品更提供了完善的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理功能。對(duì)于家庭、辦公室這樣的小范圍無(wú)線局域網(wǎng)而言，一般只需一臺(tái)無(wú)線AP即可實(shí)現(xiàn)所有計(jì)算機(jī)的無(wú)線接入。AP的室內(nèi)覆蓋范圍一般是30m 100m，目前不少?gòu)S商的AP產(chǎn)品可以互聯(lián)，以增加WLAN覆蓋面積。也正因?yàn)槊總€(gè)AP的覆蓋范圍都有一定的限制，正如手機(jī)可以在基站之間漫游一樣，無(wú)線局域網(wǎng)客戶端也可以在AP之間漫游。 RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便，體積小成本低，功耗極小。在使用有源方式供電的情況下有效距離可達(dá)幾十米。 現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外采用的礦用無(wú)線設(shè)備或者僅能實(shí)現(xiàn)單一的通話功能，或者僅能實(shí)現(xiàn)單一定位檢測(cè)功能，個(gè)別使用PHS技術(shù)的廠家雖然提出使用1. 9GHz的小靈通基站讀取小靈通手持機(jī)信息的方式實(shí)現(xiàn)定位，但由于PHS技術(shù)本身和通信方式的限制，該方式定位效果差、漏讀率高、同時(shí)讀卡數(shù)量少，而且煤礦工人不可能人手一只手持機(jī)，因此該方式未實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種能夠進(jìn)行無(wú)線通訊和定位的礦用無(wú)線通信基站。 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)技術(shù)方案，提供一種礦用無(wú)線通信基站，由調(diào)制解調(diào)器、AP、電源模塊構(gòu)成，調(diào)制解調(diào)器的一個(gè)輸入輸出端與有線信號(hào)連接，調(diào)制解調(diào)器的另一個(gè)輸入輸出端與AP的輸入輸出端連接，電源模塊為調(diào)制解調(diào)器和AP提供工作電壓，其特征在于 所述AP由網(wǎng)絡(luò)變壓器、第一單片機(jī)電路、顯示電路、Wi-Fi模塊、PCI插槽、RFID讀卡器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源電路、網(wǎng)口構(gòu)成；其中 網(wǎng)絡(luò)變壓器、顯示電路、PCI插槽、RFID讀卡器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)輸入輸出端分別與第一單片機(jī)電路的輸入輸出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器的另一輸入輸出端分別與網(wǎng)口連接，PCI插槽的另一輸入輸出端與Wi-Fi模塊的輸入輸出端連接，Wi-Fi模塊和RFID讀卡器的另一輸入輸出端連接天線，電源電路為第一單片機(jī)電路、顯示電路、Wi-Fi模塊、PCI插槽、RFID讀卡器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供工作電壓。 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站的一個(gè)優(yōu)選方案，所述RFID讀卡器由時(shí)鐘控制單元、第二單片機(jī)電路、射頻單元、看門狗電路、輸入輸出單元構(gòu)成，其中，時(shí)鐘控制單元、看門狗電路的輸出端分別連接第二單片機(jī)電路的輸入端，射頻單元、輸入輸出單元的輸入輸出端分別與第二單片機(jī)電路的輸入輸出端連接，輸入輸出單元的另一輸入輸出端連接AP。 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站的一個(gè)優(yōu)選方案，所述第二單片機(jī)電路包括單片機(jī)U1。 根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站的一個(gè)優(yōu)選方案，所述射頻單元包括射頻集成電路U2、U3。其中，射頻集成電路U3的D0UT2腳與單片機(jī)Ul的PI. 4/SMCLK腳連接，射頻集成電路U3的CS腳與單片機(jī)U1的Pl. 3/TA2腳連接，射頻集成電路U3的DR1腳與單片機(jī)Ul的PI. 2/TA1腳連接，射頻集成電路U3的CLK1腳與單片機(jī)Ul的PI. 1/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DATA腳與單片機(jī)Ul的PI. 0/TACLK腳連接，射頻集成電路U3的CLK2腳與單片機(jī)Ul的PI. 5/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DR2腳與單片機(jī)Ul的PI. 6/TA1腳連接、射頻集成電路U3的CE腳與單片機(jī)U1的PI. 7/TA2腳連接，射頻集成電路U3的P麗-PA腳與單片機(jī)Ul的P2. 0/ACLK腳連接。 本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站的有益效果是本實(shí)用新型采用2. 4GHz頻率的Wi-Fi方式實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音通信，采用RFID射頻方式實(shí)現(xiàn)人員定位檢測(cè)，同時(shí)具備了 Wi-Fi通信方式和RFID方式的優(yōu)點(diǎn)，即具有語(yǔ)音手機(jī)并發(fā)容量大、信號(hào)傳輸速率高、兼容性好、微功耗，漏讀率極低、同時(shí)讀卡數(shù)量多、讀卡速度快的優(yōu)點(diǎn)；而且RFID卡片成本低廉，使用簡(jiǎn)單、可以做到煤礦工人人手一卡；因此，該基站在煤礦的實(shí)用程度很高，非常適合我國(guó)煤礦使用，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

圖1是本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站的電路原理框圖。 圖2是本實(shí)用新型所述的AP4的電路原理框圖。 圖3是本實(shí)用新型所述的RFID讀卡器15的電路原理框圖。 圖4是本實(shí)用新型所述的第二單片機(jī)電路21和射頻單元22的電路原理圖。 圖5是本實(shí)用新型所述的時(shí)鐘控制單元20的電路原理圖。 圖6是本實(shí)用新型所述的看門狗電路23的電路原理圖。 圖7是本實(shí)用新型所述的輸入輸出單元24的電路原理圖。 圖8是本實(shí)用新型所述的第二單片機(jī)電路21的程序流程框圖
具體實(shí)施方式參見圖1和圖2，本實(shí)用新型所述的一種礦用無(wú)線通信基站，由調(diào)制解調(diào)器3、AP4、電源模塊5構(gòu)成，調(diào)制解調(diào)器3的一個(gè)輸入輸出端與有線信號(hào)連接，調(diào)制解調(diào)器3的另一個(gè)輸入輸出端與AP4的輸入輸出端連接，電源模塊5為調(diào)制解調(diào)器3和AP4提供工作電壓，其特征在于[0022] 所述AP4由網(wǎng)絡(luò)變壓器10、第一單片機(jī)電路11、顯示電路12、 Wi-Fi模塊13、 PCI插槽14、RFID讀卡器15、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16、電源電路17、網(wǎng)口 18A、 18B、 18C、 18D、 18E構(gòu)成；其中 網(wǎng)絡(luò)變壓器10、顯示電路12、PCI插槽14、RFID讀卡器15、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16的一個(gè)輸入輸出端分別與第一單片機(jī)電路11的輸入輸出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器10的另一輸入輸出端分別與網(wǎng)口 18A、 18B、 18C、 18D、 18E連接，PCI插槽14的另一輸入輸出端與Wi-Fi模塊13的輸入輸出端連接，Wi-Fi模塊13和RFI D讀卡器15的另一輸入輸出端連接天線，電源電路17為第一單片機(jī)電路11、顯示電路12、 Wi-Fi模塊13、 PCI插槽14、 RFID讀卡器15、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16提供工作電壓，網(wǎng)口 18A、18B、18C、18D、18E用于接入以太網(wǎng)。[0024] 在本實(shí)施例中，AP4應(yīng)支持802. 11b/g協(xié)議；具備優(yōu)先級(jí)選擇功能，語(yǔ)音數(shù)據(jù)具有較高的優(yōu)先級(jí)；AP發(fā)射功率可調(diào)，井下設(shè)備發(fā)射功率不小于17dbm，接收靈敏度不低于-90DBm ;AP能夠采集手機(jī)定位信息，并上傳至地面服務(wù)器；AP優(yōu)先部分對(duì)外接口符合標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議，可直接接入工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；AP提供4個(gè)LAN接口 ，作為以太網(wǎng)接入端口 。其中，第一單片機(jī)電路11中的單片機(jī)采用基于Micrel公司ARM922T處理器的KS8695P。最大工作頻率166MHz。自身內(nèi)部集成的SDRAM內(nèi)存空間為16Mbyt。 KS8695P內(nèi)嵌1個(gè)5 口交換引擎，用其中1個(gè)口實(shí)現(xiàn)WAN接口，另外2 口擴(kuò)展為4個(gè)LAN 口。通過(guò)KS8695P的通用I/O信號(hào)對(duì)用戶接口電路進(jìn)行配置控制。[0025] 機(jī)站的工作原理是 基站接通電源后，外部輸出的24V電源經(jīng)電源模塊5降壓后成為3. 3V和5V的直流輸出，供給基站的其它各電路； AP4通電后，首先完成單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16、網(wǎng)口 18等設(shè)備的初始化，然后依次加載內(nèi)核程序和各部分外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序，如PCI插槽14、 Wi-Fi模塊13、 TCP/IP協(xié)議棧等，當(dāng)以上步驟正確完成后，即開始運(yùn)行服務(wù)、設(shè)備配置管理、RFID讀數(shù)等應(yīng)用程序，以上固件數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中； 網(wǎng)口 18通電并完成初始化后，會(huì)根據(jù)TCP/IP協(xié)議的規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，收發(fā)數(shù)據(jù)會(huì)暫存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)，它與第一單片機(jī)電路11之間的通信需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器10的調(diào)制； Wi-Fi模塊13通電并完成初始化后，會(huì)根據(jù)模塊內(nèi)部存儲(chǔ)的設(shè)置信息將Wi-Fi無(wú)線信號(hào)發(fā)射到空間中，并等待接收終端設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)； 當(dāng)AP4從Wi-Fi模塊13或RFID讀卡器15收到數(shù)據(jù)后，暫存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)電路11開始打數(shù)據(jù)包時(shí)則從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中將數(shù)據(jù)取出，打成TCP/IP包送給上位機(jī)。 當(dāng)上位機(jī)有數(shù)據(jù)到達(dá)后，會(huì)暫存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)，直到第一單片機(jī)電路11對(duì)此信號(hào)進(jìn)行鑒別并處理，處理過(guò)的信號(hào)根據(jù)目的對(duì)象的不同分別送到網(wǎng)口 18或Wi-Fi模塊13或RFID讀卡器15等數(shù)據(jù)傳輸部分，經(jīng)過(guò)以上數(shù)據(jù)傳輸部分調(diào)制后發(fā)送到目的地。[0032] 參見圖3至圖8，在本實(shí)施例中，所述RFID讀卡器15由時(shí)鐘控制單元20、第二單片機(jī)電路21、射頻單元22、看門狗電路23、輸入輸出單元24構(gòu)成，其中，時(shí)鐘控制單元20、看門狗電路23的輸出端分別連接第二單片機(jī)電路21的輸入端，射頻單元22、輸入輸出單元24的輸入輸出端分別與第二單片機(jī)電路21的輸入輸出端連接，輸入輸出單元24的另一輸4/4頁(yè)
入輸出端連接AP4。 在本實(shí)施例中，所述第二單片機(jī)電路21包括單片機(jī)U1、集成電路U17、晶體振蕩器X2、X5、電阻R28。其中，單片機(jī)U1可以采用430F16系列單片機(jī)。在單片機(jī)Ul中裝有圖8所示程序。 在本實(shí)施例中，所述射頻單元22包括射頻集成電路U2、 U3、電感L1 L8、電阻Rl R4、其中，射頻集成電路U2、U3均可采用NRF2401，其中，射頻集成電路U3的D0UT2腳與單片機(jī)Ul的PI. 4/SMCLK腳連接，射頻集成電路U3的CS腳與單片機(jī)Ul的PI. 3/TA2腳連接，射頻集成電路U3的DR1腳與單片機(jī)Ul的PI. 2/TA1腳連接，射頻集成電路U3的CLK1腳與單片機(jī)U1的Pl. 1/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DATA腳與單片機(jī)U1的Pl. 0/TACLK腳連接，射頻集成電路U3的CLK2腳與單片機(jī)Ul的PI. 5/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DR2腳與單片機(jī)Ul的PI. 6/TA1腳連接、射頻集成電路U3的CE腳與單片機(jī)Ul的PI. 7/TA2腳連接，射頻集成電路U3的P麗-PA腳與單片機(jī)Ul的P2. 0/ACLK腳連接。射頻集成電路U2與單片機(jī)U1的連接關(guān)系不累述 RFID讀卡器15工作原理是RFID讀卡器15通電并完成初始化后，會(huì)一直處于接收狀態(tài)，直到接收到無(wú)線識(shí)別卡數(shù)據(jù)信號(hào)，收到信號(hào)后會(huì)將收到的無(wú)線數(shù)據(jù)解調(diào)后存入存儲(chǔ)單元，等待第一單片機(jī)電路11來(lái)要求數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)輸入輸出單元24將數(shù)據(jù)直接傳給AP4。
權(quán)利要求一種礦用無(wú)線通信基站，由調(diào)制解調(diào)器(3)、AP(4)、電源模塊(5)構(gòu)成，調(diào)制解調(diào)器(3)的一個(gè)輸入輸出端與有線信號(hào)連接，調(diào)制解調(diào)器(3)的另一個(gè)輸入輸出端與AP(4)的輸入輸出端連接，電源模塊(5)為調(diào)制解調(diào)器(3)和AP(4)提供工作電壓，其特征在于所述AP(4)由網(wǎng)絡(luò)變壓器(10)、第一單片機(jī)電路(11)、顯示電路(12)、Wi-Fi模塊(13)、PCI插槽(14)、RFID讀卡器(15)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(16)、電源電路(17)、網(wǎng)口(18A、18B、18C、18D、18E)構(gòu)成；其中網(wǎng)絡(luò)變壓器(10)、顯示電路(12)、PCI插槽(14)、RFID讀卡器(15)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(16)的一個(gè)輸入輸出端分別與第一單片機(jī)電路(11)的輸入輸出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器(10)的另一輸入輸出端分別與網(wǎng)口(18A、18B、18C、18D、18E)連接，PCI插槽(14)的另一輸入輸出端與Wi-Fi模塊(13)的輸入輸出端連接，Wi-Fi模塊(13)和RFID讀卡器(15)的另一輸入輸出端連接天線，電源電路(17)為第一單片機(jī)電路(11)、顯示電路(12)、Wi-Fi模塊(13)、PCI插槽(14)、RFID讀卡器(15)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(16)提供工作電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用無(wú)線通信基站，其特征在于所述RFID讀卡器(15)由時(shí)鐘控制單元(20)、第二單片機(jī)電路(21)、射頻單元(22)、看門狗電路(23)、輸入輸出單元(24)構(gòu)成，其中，時(shí)鐘控制單元(20)、看門狗電路(23)的輸出端分別連接第二單片機(jī)電路(21)的輸入端，射頻單元(22)、輸入輸出單元(24)的輸入輸出端分別與第二單片機(jī)電路(21)的輸入輸出端連接，輸入輸出單元(24)的另一輸入輸出端連接AP(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用無(wú)線通信基站，其特征在于所述第二單片機(jī)電路(21)包括單片機(jī)U1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用無(wú)線通信基站，其特征在于所述射頻單元(22)包括射頻集成電路U2、U3，其中，射頻集成電路U3的D0UT2腳與單片機(jī)Ul的PI. 4/SMCLK腳連接，射頻集成電路U3的CS腳與單片機(jī)Ul的PI. 3/TA2腳連接，射頻集成電路U3的DR1腳與單片機(jī)U1的P1.2/TA1腳連接，射頻集成電路U3的CLK1腳與單片機(jī)U1的PI. 1/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DATA腳與單片機(jī)Ul的PI. 0/TACLK腳連接，射頻集成電路U3的CLK2腳與單片機(jī)Ul的PI. 5/TA0腳連接、射頻集成電路U3的DR2腳與單片機(jī)Ul的PI. 6/TA1腳連接、射頻集成電路U3的CE腳與單片機(jī)Ul的PI. 7/TA2腳連接，射頻集成電路U3的P麗-PA腳與單片機(jī)Ul的P2. O/ACLK腳連接。
專利摘要礦用無(wú)線通信基站，由調(diào)制解調(diào)器、AP、電源模塊構(gòu)成，調(diào)制解調(diào)器的一個(gè)輸入輸出端與有線信號(hào)連接，調(diào)制解調(diào)器的另一個(gè)輸入輸出端與AP的輸入輸出端連接，電源模塊為調(diào)制解調(diào)器和AP提供工作電壓，其特征在于所述AP由網(wǎng)絡(luò)變壓器、第一單片機(jī)電路、顯示電路、Wi-Fi模塊、PCI插槽、RFID讀卡器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源電路、網(wǎng)口構(gòu)成；其中網(wǎng)絡(luò)變壓器、顯示電路、PCI插槽、RFID讀卡器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)輸入輸出端分別與第一單片機(jī)電路的輸入輸出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器的另一輸入輸出端分別與網(wǎng)口連接，PCI插槽的另一輸入輸出端與Wi-Fi模塊的輸入輸出端連接，Wi-Fi模塊和RFID讀卡器的另一輸入輸出端連接天線。
文檔編號(hào)H04W88/08GK201467476SQ20092012677
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者孫維, 湯朝明, 祝彥, 郭海軍, 魯遠(yuǎn)祥 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院