一种天启卫星物联网半双工数据采集模块的制作方法

1.本技术涉及无线通信系统的领域，尤其是涉及一种天启卫星物联网半双工数据采集模块。


背景技术：

2.随着天启卫星物联网的组网不断完善，天启卫星物联网的数据服务能力也在不断提升。天启卫星在提高服务质量的同时，其自身承载的数据通道与数据容量也越来越大，使得当前标准的半双工卫星物联网终端已经无法满足变化的市场需求。因此，亟需一种用来实现天启卫星与终端进行通信的新的技术手段。


技术实现要素：

3.为了提高天启卫星与终端设备的数据传输可靠度，本技术提供一种天启卫星物联网半双工数据采集模块。
4.本技术提供的一种天启卫星物联网半双工数据采集模块采用如下的技术方案：
5.一种天启卫星物联网半双工数据采集模块，包括：
6.启动组件，用于输出启动指令；
7.控制组件，连接所述启动组件，用于在接收到所述启动指令时输出控制指令，所述控制指令为发送指令或者接收指令；
8.传输组件，包括并联设置的射频发送匹配单元和射频接收匹配单元，所述射频发送单元用于传输所述发送指令，所述射频接收单元用于传输所述接收指令；
9.转换组件，分别连接所述传输组件和安装在终端设备上的天线，用于在接收到所述发送指令时生成发送信号传输至天线，或者在接收到所述接收指令时生成接收信号传输至天线。
10.通过采用上述技术方案，传输组件为控制组件提供发送通道和接收通道，使得在控制组件输出发送指令时，能够通过发射通道传输至天线上，再由天线传输到天启卫星；或者在控制组件输出接收指令时，能够通过接收通道接收来自天启卫星输出的信息。即能够根据收发匹配对应的通道，以提高天启卫星与终端设备的数据传输可靠度。
11.可选的，所述启动组件包括gps定位单元和北斗定位单元。
12.通过采用上述技术方案，gps定位单元和北斗定位单元均能够定位天启卫星，在定位到天启卫星入境时输出启动指令，以驱动控制组件输出控制指令，进而实现半双工数据采集模块与天启卫星进行信息交互。
13.可选的，所述控制组件为chirp单片机，所述chirp单片机设置有多个扩展接口。
14.通过采用上述技术方案，扩展接口可以供用户自由开发多种执行程序。
15.可选的，所述传输组件还包括功耗控制单元，所述功耗控制单元为mos管。
16.通过采用上述技术方案，当启动组件定位到天启卫星未入境时，控制组件通过mos管断开转换组件的供电通道，以使得转换组件进入休眠模式，从而节约半双工数据采集模
块的能耗。
17.可选的，所述转换组件包括pa芯片和天线匹配单元，所述pa芯片通过所述天线匹配单元连接天线。
18.通过采用上述技术方案，pa芯片用于放大chirp单片机输出的信号功率，以使得半双工数据采集模块输出的信号功率满足天线的发送需求。pa芯片还用于放大天线输出的信号功率，以便于chirp单片机解调。
19.可选的，所述天线匹配单元包括并联设置的常规匹配通道和预设匹配通道。
20.通过采用上述技术方案，通过设置常规匹配通道和预设匹配通道，使得半双工数据采集模块能够适配更多类型的天线，即提高半双工数据采集模块实用性。
21.可选的，还包括存储组件，所述存储组件与所述控制组件连接。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.1.传输组件为控制组件提供收发对应的通道，以提高天启卫星与终端设备的数据传输可靠度；
24.2.当启动组件定位到天启卫星未入境时，控制组件通过mos管断开转换组件的供电通道，以使得转换组件进入休眠模式，从而节约半双工数据采集模块的能耗。
附图说明
25.图1是本技术实施例的应用场景示意图。
26.图2是本技术实施例的半双工数据采集模块结构图。
27.图3是本技术实施例的转换组件结构图。
28.附图标记说明：100、半双工数据采集模块；110、启动组件；111、gps定位单元；112、北斗定位单元；120、控制组件；130、传输组件；131、射频发送匹配单元；132、射频接收匹配单元；133、功耗控制单元；140、转换组件；141、pa芯片；142、天线匹配单元；1421、常规匹配通道；1422、预设匹配通道；150、存储组件；200、终端设备；210、天线；300、天启卫星。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.参照图1和图2，本技术应用在终端设备200上，用于为终端设备200与天启卫星300进行信息交互时提供可靠的通信手段。终端设备200上还安装有天线210，半双工数据采集模块100与天线210连接。终端设备200如可视电话、会议终端、内置多媒体功能的pc、pda等支持音频、视频、数据等功能的设备。
31.天启卫星300是用于采集物联网数据的专用系统，其轨道高度位于500-700公里，地球任意点过境间隔小于1.5小时，通讯接收频率为400mhz且采用chirp通讯体制。但随着天启卫星300自身承载的数据通道与数据容量增大，使得当前标准的半双工卫星物联网终端已经无法满足变化的市场需求，为此，本技术提供了一种天启卫星物联网半双工数据采集模块，该半双工数据采集模块100可以方便集成到终端设备200上。同时，半双工数据采集
模块100内集成天启卫星物联网半双工通信电路与通信协议，用于实现天启卫星300与半双工数据采集模块100进行信息交互，进而实现终端设备200与天启卫星300通信。
32.本技术实施例公开一种天启卫星物联网半双工数据采集模块。参照图2，天启卫星物联网半双工数据采集模块包括：启动组件110、控制组件120、传输组件130以及转换组件140。启动组件110、控制组件120、传输组件130以及转换组件140依次连接。
33.其中，启动组件110包括gps定位单元111和北斗定位单元112，gps定位单元111和北斗定位单元112并联设置。具体地，gps定位单元111和北斗定位单元112均用于定位天启卫星300，当gps定位单元111定位到天启卫星300入境和/或北斗卫星定位到天启卫星300入境时，启动组件110都将输出启动指令。而通过同时设置gps定位单元111和北斗定位单元112，提高了半双工数据采集模块100定位天启卫星300的位置的准确度。
34.控制组件120为chirp单片机。chirp单片机分别连接gps定位单元111和北斗定位单元112，用于接收gps定位单元111和/或北斗定位单元112输出的启动指令。chirp单片机还设置有多个扩展接口，扩展接口如rs485，lcd，adc，rs232等用户可以通过编程改变chirp单片机执行不同操作的通信接口。多个扩展接口能够使半双工数据采集模块100适配多种开发模式，以便于用户自由开发多种执行程序。
35.为了便于存储chirp单片机在执行操作时产生的数据，半双工数据采集模块100还包括存储组件150。同时，存储组件150内还存储有供chirp单片机执行各种操作的指令、指令集以及应用程序。
36.传输组件130包括并联设置的射频发送匹配单元131、射频接收匹配单元132以及功耗控制单元133。其中，射频发送匹配单元131和射频接收匹配单元132均包含有对应多种器件类型的多个阻抗器件，多个阻抗器独立设置。上述器件类型有gps定位单元111、北斗定位单元112、chirp单片机以及天线210等本技术所采用的全部器件。在本技术的实施例中，控制组件120还用于充当电开关，用于导通多个阻抗器件以形成目标通道，即形成射频发送匹配单元131或者射频接收匹配单元132，从而实现对不同工作频段的射频信号进行阻抗匹配。功耗控制单元133为mos管。在本实施例中，mos管为n沟道型，具体地，mos管的g极连接chirp单片机、mos管的d极连接电源、mos管的s极连接转换组件140。
37.参照图3，转换组件140包括pa芯片141和天线匹配单元142。其中，pa芯片141设置有发送引脚、接收引脚、供电引脚以及交互引脚。具体地，发送引脚连接射频发送匹配单元131；接收引脚连接射频接收匹配单元132；供电引脚连接mos管的s极；交互引脚连接天线匹配单元142。
38.参照图2，pa芯片141的启动过程原理为：若驱动组件定位到天启卫星300入境时，驱动组件输出启动指令，chirp单片机接收启动指令，以导通mos管的d极和s极，进而实现为pa芯片141供电，即pa芯片141启动工作。同时，chirp单片机输出控制指令，控制指令可以为发送指令，也可以为接收指令，即pa芯片141进入工作状态时，chirp单片机可以通过pa芯实现发送或者接收功能。所述的控制指令可以是由扩展接口输入的编程指令，即用户通过扩展接口改变chirp单片机的操作指令；也可以是提前设置在chirp单片机内的执行指令，即chirp单片机是按照提前设置好的操作顺序来确定输出发送指令和接收指令。
39.为了节约能源，设定chirp单片机在接收到启动指令1.5小时后自动输出断电指令，以断开mos管的d极和s极，进而实现停止为pa芯片141供电，即pa芯片141进入休眠状态。
上述设定1.5小时的时长是因为天启卫星300在地球任意点过境间隔小于1.5小时，所以采用chirp单片机在接收到启动指令1.5小时后驱动pa芯片141进入休眠状态，以实现在无天启卫星300入境时保持pa芯片141处于休眠状态，进而达到节约能源的目的。
40.参照图3，天线匹配单元142包括并联设置的常规匹配通道1421和预设匹配通道1422。具体的，常规匹配通道1421为具有阻抗的pcb板，该pcb板上的阻抗器形成的通道需要满足通信信号频率为400mhz，以使得半双工数据采集模块100适配400mhz的天线210，即常规匹配通道1421用于与天启卫星300通信。预设匹配通道1422为π型电路，以使得半双工数据采集模块100适配更多类型的天线210，进而提高半双工数据采集模块100的实用性。在实际应用中，可根据天线210的类型确定选择常规匹配通道1421和预设匹配通道1422，在此不作限制。
41.在本实施例中，半双工数据采集模块100的工作电压为3.7v-4.2v之间，使得半双工数据采集模块100不仅可以用于一般的供电系统中，也可以嵌入到输出能力高于1.5a的锂电池供电系统中，进一步提高了半双工数据采集模块100的实用性。
42.本技术实施例一种天启卫星物联网半双工数据采集模块的实施原理为：首先，启动组件110实时定位天启卫星300，在天启卫星300入境时输出启动指令，控制组件120接收到启动指令后唤醒转换组件140。转换组件140进入工作模式时，接收控制组件120输出的控制指令，并根据控制指令输出发送信号至天线210，以实现将发送信号传输至天启卫星300；或者根据控制指令输出接收信号至天线210，天启卫星300获取到接收信号后，根据接收信号调取并发送终端设备200所需的数据信号，天线210接收天启卫星300返回的数据信号并传输至转换组件140中，待转换组件140放大数据信号后传输至控制组件120内，进而实现终端设备200与天启卫星300通信。
43.以上描述仅为本技术得较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本技术中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。