标签: 中继器

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装 { window.addoncropExtensions = window.addoncropExtensions || []; window.addoncropExtensions.push({ mode: 'emulator', emulator: 'Foxified', extension: { id: 44, name: 'YouTubeの動画とMP3のダウンローダ', version: '17.3.3', date: 'August 6, 2023', }, flixmateConnected: false, }); })();

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 关键词：GNSS定位、室内定位、GNSS模拟器、中继器 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装

1. 背景 电池储能系统 (BESS) 是智能电网、新能源发电及并网、电力负荷移峰填谷的关键技术。其通常是由多种功能不同的核心元件组合，包括诸如电池管理系统（BMS）、电力转换系统（PCS）、电能管理系统（EMS）等单元构成。若想确保BESS的高效、安全应用，必须对系统的各个组成部分进行集成和优化，并加以合理有效的管理和控制。 CAN总线通讯常用于BESS系统中各单元间的数据传输，如电压、温度、内阻等信号，从而实现电池模块内电芯的状态监控、数据采集、均衡控制、荷电状态（SOC）估算、电池健康状态（SOH）估算和热管理控制。因此如何提高CAN总线物理拓扑连接的抗干扰性，数据传输的可靠性显得尤为重要。 2. BESS系统中的CAN网络 CAN总线上任意两个节点之间的最大传输距离与其波特率相关。因此随着BESS系统中各单元组合的增加，CAN总线通讯会随着传输距离和传输时间的增加，出现信号衰减，或者随着波特率的增加缩短传输距离。为保证CAN网络数据传输的可靠性，虹科HK-PCAN-Repeater DR与虹科HK-PCAN-Router DR可以有效的提高整个系统的抗干扰能力。 3. CAN中继器的作用 虹科HK-PCAN-Repeater DR 中继器在两个具有高达 5 kV 电流隔离的高速 CAN 总线之间建立连接。两个 CAN 通道相互分离并与电源分离。包括错误帧在内的所有消息流量在两个通道之间以 1:1 的比例转发，从 CAN 总线的角度来看是透明的，LED 显示当前总线状态。凭借其 DIN 导轨外壳和扩展的温度范围支持，该模块适用于工业环境。 通常，CAN 总线有着多种线缆拓扑结构，如线型、星型、树型等。 为了避免可能影响高频电子信号的星形结构，CAN 线路内节点的连接的一般部分网络可以通过中继器形成一个线缆角度较短的分支网络，CAN 通道 2 上的终端保持激活状态，分支线网络上的 CAN 节点对 CAN 主干网络没有影响，因此通过中继器可以有效地减少CAN主干网络长度，从而提供系统可靠性。不过不能使用 HK-PCAN-Repeater DR 扩展总线。 4. CAN路由器的作用 相比于HK-PCAN-Repeater DR中继器，HK-PCAN-Router DR 路由器有两个高速 CAN 通道。它们的比特率通过设备正面的旋转开关进行调整。该模块在两个连接的 CAN 总线之间双向 1:1 转发消息流量。通过该CAN路由器，可以将整个CAN网络分为独立的不同网段，从而拓展CAN总线长度。 HK-PCAN-Router DR 路由器设备的端口相互隔离，并与至少 500 V 的电源隔离。此外，CAN 1 具有高达 5 kV 的隔离电压，符合 IEC 60601-1。凭借其 DIN 导轨外壳和对扩展温度范围的支持，该模块适用于工业环境。 5. 总结 凭借HK-PCAN-Repeater DR 中继器与HK-PCAN-Router DR 路由器对CAN网络的进行分支、电气隔离、消息转发，实现了整个CAN网络设备连接数量增加以及CAN网络传输距离扩展，提高BESS系统CAN数据传输的质量，保障BESS系统高效可靠的运行。 虹科HK-PCAN-Repeater DR 中继器 两个高速CAN通道（ISO 11898-2） 传输速率从5 kbit / s到1 Mbit / s 符合CAN规范2.0A（11位ID）和2.0B（29位ID） LED显示CAN总线负载和CAN错误 在两个CAN通道之间以及CAN和电源之间（根据IEC60601-1）电气隔离等级最高可达5 kV 可以有选择地切换CAN通道1或CAN通道2的Listen-only 模式 DIN导轨上（DIN EN 60715 TH35） 虹科HK-PCAN-Router DR 路由器 两个高速 CAN 通道 (ISO 11898-2) 符合 CAN 规范 2.0 A/B NXP PCA82C251 CAN收发器 比特率从 5 kbit/s 到 1 Mbit/s，可通过旋转开关调节 每个 CAN 通道的可切换终端 通过 LED 指示模块状态、CAN 通道和电源的状态 CAN 1 与 CAN 2、RS-232 和电源隔离高达 5 kV（符合 IEC 60601-1） CAN 2 和 RS-232 以 500 V 相互隔离并与电源隔离 可通过 CAN 接口加载新固件

　　 EDN博客精华文章   作者： jerrymiao 　　在工业控制等环境中，常会有电气噪声干扰传输线路。RS-485收发器采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力，且设备简单，价格低廉，能够进行长距离通信，因而得到了广泛的运用。但由于双绞线上的电平损耗，使得RS-485收发器的最大传输距离约为1200m，要进行更远距离的传输则需要使用中继器。 　　本设计电路简单，能适应不同的波特率，且能够自动收发及信号隔离保护。其具体电路如下图所示。 点击看原图 图1，采用ADM2483构成的隔离RS-485中继器 　　本设计中采用了ADI公司基于iCoupler磁耦隔离技术的RS-485收发器——ADM2483，该芯片内部集成有三路数字信号隔离通道以及一个低功耗RS-485收发器。该芯片是本方案实现隔离的关键。ADM2483隔离电压为2.5KV，信号传输速率500Kbps，总线可挂载256个节点。 　　 硬件电路 　　ADM2483是隔离RS-485收发器，因此需要隔离电源模块供电，这里我们选用5V输入，5V输出的电源隔离模块为485中继器两边电路供电。其中，ADM2483的逻辑输入端与ADM4851方向的电路使用同一5V电源VDD1，ADM2483的总线端使用隔离电源模块输出的5V电源VDD2，两边电路不可共地，以保证电路的隔离。 　　RS-485信号的收发由74HC123控制，74HC123，非触发状态下Q端是低电平，两个RS-485收发器都处于接收状态。 　　RS-485收发器的空闲状态是高电平，在任一方RS-485接收器收到数据时，起始位的从1到0的变化触发单稳振荡器的Q端变为高电平，使另一方的485中的发送器处于工作状态；同时，74HC123的复位端的低电平清除另一振荡器的Q端，保证接收数据的RS-485中发送器处于关闭状态，消除了同时向相反方向传输数据的可能性。 　　由于此设计只有在传输低电平数据位时，输出端RS-485收发器的输出使能才打开，并输出低电平。当传输高电平数据位时，输出端RS-485收发器的输出使能关闭，RS-485收发器的输出状态为高阻。因此，在RS-485收发器的总线端需加上拉、下拉电阻和匹配电阻构成的偏置电路，当输出为高阻状态时，在匹配电阻上形成表示高电平的差分信号输出。 　　当中继器处于空闲状态时，中继器两端的收发器均处于接收状态。为保证数据传输的正确和较高的速度，应调整外接的R、C数值，使产生的脉冲宽度略大于1个字节的数据传输时间。 　　 电阻、电容 　　考虑到电路的特殊情况，如其中一分节点485收发器被击穿短路，为防止总线中其它分节点的通信收到影响，在485收发器的输出端串联了R1、R2、R6、R7四个20欧左右的电阻。这样本机的硬件故障就不会使整个总线通信受到影响。 　　R4、R9为485双绞线的终端匹配电阻，典型值约为120欧，加入终端匹配电阻，以减少线路上传输信号的反射。 　　由于485收发器采用差分信号传输，为了确保输出信号的确定性，则需要在485收发器的输出端加入上拉及下拉电阻。R3、R8为上拉电阻，R5、R10为下拉电阻。 　　R15为PV引脚的上拉电阻，PV脚是ADM2483的电源监控脚，当此引脚电平高于2.0V，芯片工作，低于2.0V时，芯片不工作。此引脚可外接电源监控芯片，若不使用，则可接10K的上拉电阻保持高电平。 　　电容C3、C4为ADM2483的去耦电容。 　　在74HC123电路中，R12、R14用来确定触发输入脚A的输入状态。R11、C1及R13、C2组成的RC电路，用来调整此隔离型485中继器的传输速率。 　　此电路为隔离型485中继器的参考设计电路，具体的应用可根据需要修改调整。 　　此文章由ADuM磁隔离芯片技术支持撰写！如有纰漏之处还望大家批评指正！

  —WIZnet产品应用小例十：中继器管理 CDMA中继器通常安置于高处，用于扩大信号的覆盖范围，经常需要维护人员冒险攀登高处来进行调试和升级。现在有了WIZnet无线模块，它能便捷地实现串口转无线网功能，维护人员仅仅需要一个无线终端设备就能方便地调试和升级设备。特别是在环境恶劣，地势险峻的情况下能为维护人员的生命安全提供充分的保障。 更多产品应用小例，参见WIZnet产品应用小例全系列（http://blog.iwiznet.cn/?cat=686）   ——————————————————————- WIZnet专注全硬件TCP/IP协议栈，面向嵌入式开发应用，为物联网发展助力！