Ретранслятор на мобильный телефон с модулем Bluetooth

Полезная модель относится к области техники - мобильная связь, а точнее к аппаратно-программным средствам радиосвязи, используемым совместно с мобильными (сотовыми) телефонами в частности предназначено для ретрансляции радиосигналов от различных датчиков и устройств на устройства Bluetooth (смартфон, планшет и т.д.) и обратно, в различных типах учреждений.
Известны устройство, способ и система для ретранслятора с Bluetooth, содержащие множество радиочастотных приемопередатчиков и ретранслятор, при этом Bluetooth может получать сообщения Bluetooth от исходного устройства с поддержкой Bluetooth в пределах диапазона, а затем пересылать те же данные предполагаемому получателю, который находился вне диапазона исходного устройства с поддержкой Bluetooth (Патент US 6968153 В1. Опубл. 22.11.2005).
Известен способ передачи данных, Bluetooth ретранслятор Bluetooth система, включающая в себя по крайней мере, Блютуз Маяк-ретранслятор содержащий: передатчик, при использовании в режиме позиционирования, позиционирование в качестве Bluetooth-маяка широковещательной информации; и приемник, когда система находится в режиме отладки (Номер публикации No CN 108289294. Опубл. 2018-07-17).
Известно устройство-ретранслятор для уменьшения электромагнитного излучения, передаваемого с антенн сотовых телефонов, и продления срока службы аккумулятора телефона, в которой для снижения мощности передачи сотового телефона используется недорогой ретранслятор. Сотовый телефон передает маломощный модулированный несущий сигнал на соседний ретранслятор. Репитер усиливает сигнал и передает его к сотовой базовой станции. При этом система связи, содержит сотовый телефон, включающий: передатчик для передачи сигналов малой мощности ближнего действия; и ретранслятор, включающий: приемную антенну для приема сигналов малой мощности на короткие расстояния от сотового телефона; усилитель мощности для усиления сигналов, поступающих с сотового телефона; и передающую антенну для передачи мощных дальних сигналов на базовые станции сотовой связи (Заявка US 20130035090 A1. Опубл. 07.02.2013).
Известна система беспроводной передачи, устройство-ретранслятор, беспроводное устройство-получатель и беспроводное устройство-источник, содержащая устройство, которое передает AV содержимое беспроводным образом, и множество беспроводных устройств-получателей для воспроизведения переданного AV содержимого. Устройство передачи содержимого имеет таблицу групповой идентификации, которая хранит групповой идентификатор для идентификации группы, формируемой беспроводным устройством-получателем. Устройство добавляет групповой идентификатор, извлеченный из таблицы групповой идентификации в команду управления, для управления устройствами-получателями и передает беспроводным образом команду управления, имеющую групповой идентификатор. Устройства-получатели принимают переданную беспроводным образом команду управления от устройства, если в команду управления добавлен соответствующий групповой идентификатор. Устройство передачи содержимого состоит из проводного устройства-источника и устройства-ретранслятора, подключенного проводным образом к проводному устройству-источнику, и устройство-ретранслятор беспроводным образом подключено к беспроводному устройству-получателю и взаимно преобразует проводную команду управления, сообщенную проводному устройству-источнику, и беспроводную команду управления, сообщенную беспроводному устройству-получателю, при этом проводное устройство-источник и устройство-ретранслятор подключены по HDMI (Патент RU No 2480943. Опубл. 27.04.2013 г.).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Ретранслятор на мобильный телефон с модулем Bluetooth по пат. РФ № 2693913 , H04W 88/04 (2009.01). Техническим результатом ретранслятора на мобильный телефон с модулем Bluetooth является возможность обеспечения световой подсветки для визуализации поступившего радиосигнала. Ретранслятор на мобильный телефон с модулем Bluetooth включает корпус, оснащенный кнопкой управления, и размещенную внутри него плату, на которой взаимосвязаны электронные элементы: модуль Bluetooth, адаптер питания. Радиомодуль взаимосвязан прямой и обратной связью с микроконтроллером и через него с модулем Bluetooth, кроме того, микроконтроллер соединен с блоком управления светодиодом RGB многоцветным, соединенным со светодиодом RGB, и индикаторным двухцветным светодиодом, при этом микроконтроллер имеет возможность прямого контакта с кнопкой управления, кроме того, адаптер питания последовательно соединен с разъемом micro USB, блоком заряда аккумулятора, соединенным прямой и обратной связью со встроенным аккумулятором, и блоком питания, последний взаимосвязан с модулем Bluetooth, микроконтроллером, радиомодулем и блоком управления RGB светодиодом, при этом корпус выполнен в виде призмы, оснащен крышкой, по периметру которой расположен световод.
Данный Ретранслятор на мобильный телефон с модулем Bluetooth не обеспечивает возможность измерения напряжения на аккумуляторе и подключения периферийного оборудования по интерфейсу SPI для расширения функциональных возможностей ретранслятора.
Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции носимого ретранслятора, которая направлена на достижение технического результата, проявляющегося в приеме радиосигналов от передатчиков внешних датчиков на радиочастотах 868 МГц и ретрансляция их на приемники Bluetooth (смартфон, планшет и т.д.), с возможностью подключения цифровых устройств по интерфейсу SPI, формирования стабилизированного напряжения для питания всех блоков конструкции, контроля напряжения аккумулятора.
Поставленная задача решается тем, что в ретрансляторе на мобильный телефон с модулем Bluetooth, включающем корпус и размещенную внутри него плату, на которой взаимосвязаны электронные элементы: модуль Bluetooth, адаптер питания, разъем для подключения устройств по интерфейсу SPI, радиомодуль взаимосвязан прямой и обратной связью с микроконтроллером и через него с модулем Bluetooth, при этом микроконтроллер имеет возможность прямого контакта с разъемом для подключения устройств по интерфейсу SPI, кроме того адаптер питания последовательно соединен с разъемом microUSB, блоком заряда аккумулятора, соединенным прямой и обратной связью со встроенным аккумулятором, и блоком питания, последний взаимосвязан с модулем Bluetooth, микроконтроллером, радиомодулем, при этом корпус выполнен в виде браслета, на боковых гранях корпуса выполнены: технологические отверстия для разъема подключения устройств по интерфейсу SPI и разъема подключения антенны, гнездо разъема питания, крепления для ремешка.
Целесообразно, для удобства использования, корпус ретранслятора выполнить в виде браслета.
Ретранслятор на мобильный телефон с модулем Bluetooth (далее ретранслятор) содержит плату с расположенными и взаимосвязанными электронными элементами.
Настоящая полезная модель пояснена подробным описанием и схемами, на которых:
Фиг. 1 - показывает плату, на которой скомпонованы, в определенной взаимосвязи в зависимости от задачи, электронные элементы блок схемы ретранслятора, согласно полезной модели;
Фиг. 2 - показывает выполнение корпуса ретранслятора.
Функционально - конструктивное решение относится к полезной модели и состоит из ретранслятора, кабеля питания и адаптера питания, преобразующего переменное напряжение сети 220В/50Гц в постоянное +5V.
На плате 1 скомпонованы электронные элементы следующим образом (Фиг. 1).
Радиомодуль 2 взаимосвязан прямой и обратной связью с микроконтроллером 3 и через него с модулем Bluetooth 4. Микроконтроллер 3 соединен с разъемом 6 интерфейса SPI.
Микроконтроллер 3 имеет возможность прямого контакта с разъемом 6 интерфейса SPI. Кроме того адаптер питания 10, он же источник питания, последовательно соединен с разъемом micro USB 7, блоком 8 заряда аккумулятора, соединенным прямой и обратной связью с аккумулятором 5, и прямой связью с блоком питания 9. Блок питания 9 взаимосвязан прямой связью с модулем Bluetooth 4, микроконтроллером 3, радиомодулем 2 и разъемом 5 интерфейса SPI.
При этом корпус 15 ретранслятора выполнен в виде браслета (Фиг. 2). Внутри корпуса 15 выполнены соединительные элементы (не показано). На передней грани корпуса 15 расположен разъем для подключения устройств по интерфейсу SPI. На верхней граней корпуса 15 выполнены технологические отверстия для гнезда 11 разъема питания и для гнезда 12 разъема подключения антенны.
Ретранслятор используют следующим образом.
Изготавливают методом литья крышку 16 и корпус 15, с учетом гнезда 11 разъема питания, гнезда разъема 12 подключения антенны и гнезда 17 разъема для подключения устройств по интерфейсу SPI. На боковых сторонах предусмотрены крепления 13 и 14 для ремешка.
Компонуют на плате 1 блок схему.
Микроконтроллер 3 соединяют с возможностью прямой и обратной связей с радиомодулем 2, модулем Bluetooth 4 и разъемом 5 интерфейса SPI. В блок схеме используют: микроконтроллер 3 модели STM32L0, модуль Bluetooth 4 модели HJ-580LA, радиомодуль 2 с частотой 868 МГц модели SX1276, который связывают с разъемом 12 подключения антенны. Адаптер питания 10, подключают к электрической сети ~220В.
При этом упомянутый адаптер питания 10, имеющий выходное напряжение +5В, подключают к разъему 7 micro USB. Разъем 7 micro USB соединяют с возможностью прямой и обратной связи с блоком заряда 8 встроенного аккумулятора 5 и блоком питания 9, имеющим выходное напряжение +3.3V, от которого запитывают: модуль Bluetooth 4, микроконтроллер 3, радиомодуль 2.
Затем плату 1 со скомпонованной блок схемой размещают внутри корпуса 15, так чтобы на одной из боковых его граней были смонтированы: разъем питания 11, разъема 12 подключения антенны и гнезда 17 разъема для подключения устройств по интерфейсу SPI.
Скомпонованный ретранслятор используют для ретрансляции радиосигналов (868 МГц), которые получают от различных датчиков и устройств на устройства Bluetooth (смартфон, планшет и т.д.) и обратно.
Перед началом работы к разъему 7 micro USB (+5V) подключили провод от адаптера 10 питания 220В/+5V. Далее питание (+5V) поступило на блок заряда 8 аккумулятора 5, который осуществил заряд упомянутого аккумулятора 5. Затем питание поступило на блок 9 питания (+3.3V), который сформировал стабилизированное напряжение (+3.3V) для питания всех блоков ретранслятора.
Ретранслятор включился автоматически при появлении питания. Ретранслятор выключился при понижении напряжения аккумулятора 5 до значения +3.3V. Перед выключением ретранслятор отправил по радио сигнал о прекращении работы.
Резервное питание на несколько дней ретранслятору обеспечивал встроенный аккумулятор 5.
Для сопряжения ретранслятора с внешними радиоустройствами и устройствами Bluetooth ввели пароль. После того как соединение было установлено в первый раз, устройства подключались друг к другу автоматически.
Радиомодуль 2 (868МГц SX1276) принял сигнал от датчика или иного устройства, передал его в микроконтроллер 3 (STM32L0). Микроконтроллер 3 его обработал и передал в модуль Bluetooth 4 (HJ-580LA), который переслал его на устройство Bluetooth. Аналогично сигнал был ретранслирован от устройств Bluetooth к датчикам и устройствам 868 МГц.
С помощью команд по радио осуществляли управление работой микроконтроллера 3.
При использовании ретранслятора увеличивалась дальность действия радиосигнала датчика до 150 м.
Предлагаемый ретранслятор по условиям безопасности в эксплуатации соответствует требованиям ГОСТ Р 50267.0.2.
Предлагаемый ретранслятор увеличивает дальности действия радиосигнала с возможностью электрического подключения устройств по интерфейсу SPI.
Предлагаемый ретранслятор осуществляет ретрансляцию радиосигналов от передатчиков внешних датчиков на радиочастотах 868 МГц на приемники Bluetooth (смартфон, планшет и т.д.).
Кроме того, предлагаемый ретранслятор формирует стабилизированное напряжение для питания всех его блоков.