一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置及方法

技术领域

本发明属于通讯领域，具体涉及一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置及方法。

背景技术

由于超/特高压线路电压等级高，为满足电气绝缘要求，超/特高压线路塔头尺寸大，等电位作业人员与地面人员之间的距离可能超过100米，目前作业人员与地面人员大都通过喊话的方式进行交流，且由于超/特高压线路电晕放电强烈，产生的放电声较大，强电磁场环境下无线通讯技术手段匮乏，并且常规的无线通讯耳机的信号传输距离也远低于100米，导致作业人员无法与外界畅通交流，处于孤军深入状态，人员的安全性和消缺作业的顺利开展都难以得到保障。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置及方法，实现远距离多点实时语音通话，大大提高作业的安全性和工作效率。

第一方面，本发明实施例提出一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置，包括：

用于实现蓝牙信号的接收、放大、转发的蓝牙信号中继器以及用于通过蓝牙信号中继器配对连接以接收和发送蓝牙信号的蓝牙耳机；

所述蓝牙信号中继器包括与蓝牙耳机配对连接以接收蓝牙信号的蓝牙接收模块、与蓝牙接收模块连接以对蓝牙信号进行放大及通/断控制的控制模块以及与蓝牙耳机配对连接以发送蓝牙信号的蓝牙发送模块。

优选的，所述控制模块包括与蓝牙接收模块连接的滤波电路、与滤波电路连接的用于蓝牙信号放大的第一信号放大电路以及与第一信号放大电路连接的用于蓝牙信号进一步放大的第二信号放大电路。

优选的，所述滤波电路包括电容C1、C2、电阻R1、R2以及电容C7、C8，所述电容C1，所述电容C1的一端连接蓝牙接收模块的第一输出端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端、电容C7的一端以及第一信号放大电路，所述电阻R1的另一端连接公共地以及电阻R2的一端，所述电容C7的另一端连接公共地以及电容C8的一端，所述电阻R2的另一端及电容C8的另一端均连接电容C2的一端以及第一信号放大电路，所述电容C2的另一端连接蓝牙接收模块的第二输出端。

优选的，所述第一信号放大电路包括电阻R3、R4、R5、R6、电容C3、C4以及放大器U1A、U1B，所述放大器U1A的正相输入端连接滤波电路，放大器U1A的反相输入端连接电阻R3的一端以及电阻R5的一端，所述电阻R3的另一端串联电容C3后连接公共地，所述电阻R5的另一端连接放大器U1A的输出端以及第二信号放大电路；所述放大器U1B的正相输入端连接滤波电路，放大器U1B的反相输入端连接电阻R4的一端以及电阻R6的一端，所述电阻R4的另一端串联电容C4后连接公共地，所述电阻R6的另一端连接放大器U1B的输出端以及第二信号放大电路。

优选的，所述第二信号放大电路包括放大器U2A、U2B、电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28以及电阻R7、R8、R9、R10、R17、R18、R19、R20、R21、R22，

所述放大器U2A的正相输入端连接电容C21的一端及电阻R7的一端，所述电容C21的另一端连接第一信号放大电路，所述电阻R7的另一端连接公共地，所述放大器U2A的反相输入端连接电阻R17的一端以及电阻R9的一端，所述R17的另一端串联电容C23后连接公共地，所述电阻R9的另一端连接放大器U2A的输出端以及蓝牙发送模块，所述放大器U2A的正相控制端连接电源端以及电容C16的一端以及电容C26的一端，所述电容C16的另一端以及电容C26的另一端连接公共地，所述放大器U2A的反相控制端连接电源端以及电容C15的一端以及电容C25的一端，所述电容C15的另一端以及电容C25的另一端连接公共地；

所述放大器U2B的正相输入端连接电容C22的一端及电阻R8的一端，所述电容C22的另一端连接第一信号放大电路，所述电阻R8的另一端连接公共地，所述放大器U2B的反相输入端连接电阻R18的一端以及电阻R10的一端，所述R18的另一端串联电容C24后连接公共地，所述电阻R10的另一端连接放大器U2B的输出端以及蓝牙发送模块，所述放大器U2B的正相控制端连接电源端以及电容C18的一端以及电容C28的一端，所述电容C18的另一端以及电容C28的另一端连接公共地，所述放大器U2B的反相控制端连接电源端以及电容C17的一端以及电容C27的一端，所述电容C17的另一端以及电容C27的另一端连接公共地。

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：

1.相比于蓝牙模块之间之间通讯的方式，在本实施例中增加了蓝牙信号中继器，蓝牙信号中继器用于蓝牙信号的接收、放大、转发，从而在保证蓝牙通讯稳定性的前提下，大大提升了蓝牙信号传输距离，保证了超/特高压线路作业人员远距离语音通讯的需求。

2.滤波电路对蓝牙信号进行滤波处理，以提高转换成声音信号的音质。第一信号放大电路与第二信号放大电路将蓝牙信号放大，从而提升了蓝牙信号传输距离。

第二方面，本发明实施例提出一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯方法，应用于所述的一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置，包括：

当蓝牙接收模块接收到转接的指令时，将指令传送到控制模块进行路由查询，根据路由查询结果选择对应的蓝牙信号中继器通过蓝牙发送模块进行转接。

优选的，还包括：建立路由表，所述路由表包括距离信息以及信号强度信息，控制模块通过路由表进行路由查询。

优选的，所述控制模块根据距离信息以及信号强度信息进行相应的计算并对路由表进行更新。

优选的，所述将指令传送到控制模块进行路由查询，根据路由查询结果选择对应的蓝牙信号中继器通过蓝牙发送模块进行转接包括：

将指令传送到控制模块进行路由查询，计算得到蓝牙信号中继器的权重，选择权重最大的蓝牙信号中继器，并通过蓝牙发送模块进行转接。

优选的，若权重最大的蓝牙信号中继器无法跳转，则选择权重次大的蓝牙信号中继器进行跳转；若仍然失败则返回初始状态。

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：

1.通过路由查询选择最适合的蓝牙信号中继器，并通过蓝牙发送模块进行转接，以保证转接通话质量。

2.控制模块根据距离信息以及信号强度信息进行相应的计算并对路由表进行更新，以保证当前信息的准确性。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置的系统结构示意图；

图2为本发明一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置中控制模块的结构示意图；

图3为本发明一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置中滤波电路和第一信号放大电路的电路图；

图4为本发明一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置中第二信号放大电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1所示，一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置，包括：用于实现蓝牙信号的接收、放大、转发的蓝牙信号中继器以及用于通过蓝牙信号中继器配对连接以接收和发送蓝牙信号的蓝牙耳机；所述蓝牙信号中继器包括与蓝牙耳机配对连接以接收蓝牙信号的蓝牙接收模块、与蓝牙接收模块连接以对蓝牙信号进行放大及通/断控制的控制模块以及与蓝牙耳机配对连接以发送蓝牙信号的蓝牙发送模块。

相比于蓝牙模块之间之间通讯的方式，在本实施例中增加了蓝牙信号中继器，蓝牙信号中继器用于蓝牙信号的接收、放大、转发，从而在保证蓝牙通讯稳定性的前提下，大大提升了蓝牙信号传输距离，保证了超/特高压线路作业人员远距离语音通讯的需求。

在本实施例中，如图2所示，控制模块包括与蓝牙接收模块连接的滤波电路、与滤波电路连接的用于蓝牙信号放大的第一信号放大电路以及与第一信号放大电路连接的用于蓝牙信号进一步放大的第二信号放大电路。

滤波电路对蓝牙信号进行滤波处理，以提高转换成声音信号的音质。第一信号放大电路与第二信号放大电路将蓝牙信号放大，从而提升了蓝牙信号传输距离。

具体的，如图3所示，滤波电路包括电容C1、C2、电阻R1、R2以及电容C7、C8，所述电容C1，所述电容C1的一端连接蓝牙接收模块的第一输出端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端、电容C7的一端以及第一信号放大电路，所述电阻R1的另一端连接公共地以及电阻R2的一端，所述电容C7的另一端连接公共地以及电容C8的一端，所述电阻R2的另一端及电容C8的另一端均连接电容C2的一端以及第一信号放大电路，所述电容C2的另一端连接蓝牙接收模块的第二输出端。

电容C7、C8用于滤除高频杂波，同时又改善TIM失真。

具体的，如图3所示，第一信号放大电路包括电阻R3、R4、R5、R6、电容C3、C4以及放大器U1A、U1B，所述放大器U1A的正相输入端连接滤波电路，放大器U1A的反相输入端连接电阻R3的一端以及电阻R5的一端，所述电阻R3的另一端串联电容C3后连接公共地，所述电阻R5的另一端连接放大器U1A的输出端以及第二信号放大电路；所述放大器U1B的正相输入端连接滤波电路，放大器U1B的反相输入端连接电阻R4的一端以及电阻R6的一端，所述电阻R4的另一端串联电容C4后连接公共地，所述电阻R6的另一端连接放大器U1B的输出端以及第二信号放大电路。

第一信号放大电路采用电压串联负反馈的方式，具有输入阻抗高，输出电流稳定的特点。电阻R3用于设置直流偏置，电容C3为电阻R3提供高低频交流通路，主要用来提升高音。放大器U1A的下限频率由电容C1和电阻R1决定。电阻R3、R5决定第一信号放大电路的电压放大倍数。

具体的，如图4所示，第二信号放大电路包括放大器U2A、U2B、电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28以及电阻R7、R8、R9、R10、R17、R18、R19、R20、R21、R22，所述放大器U2A的正相输入端连接电容C21的一端及电阻R7的一端，所述电容C21的另一端连接第一信号放大电路，所述电阻R7的另一端连接公共地，所述放大器U2A的反相输入端连接电阻R17的一端以及电阻R9的一端，所述R17的另一端串联电容C23后连接公共地，所述电阻R9的另一端连接放大器U2A的输出端以及蓝牙发送模块，所述放大器U2A的正相控制端连接电源端以及电容C16的一端以及电容C26的一端，所述电容C16的另一端以及电容C26的另一端连接公共地，所述放大器U2A的反相控制端连接电源端以及电容C15的一端以及电容C25的一端，所述电容C15的另一端以及电容C25的另一端连接公共地；所述放大器U2B的正相输入端连接电容C22的一端及电阻R8的一端，所述电容C22的另一端连接第一信号放大电路，所述电阻R8的另一端连接公共地，所述放大器U2B的反相输入端连接电阻R18的一端以及电阻R10的一端，所述R18的另一端串联电容C24后连接公共地，所述电阻R10的另一端连接放大器U2B的输出端以及蓝牙发送模块，所述放大器U2B的正相控制端连接电源端以及电容C18的一端以及电容C28的一端，所述电容C18的另一端以及电容C28的另一端连接公共地，所述放大器U2B的反相控制端连接电源端以及电容C17的一端以及电容C27的一端，所述电容C17的另一端以及电容C27的另一端连接公共地。

电容C15、C25、C16、C26进行滤波处理，电容C21、C22为耦合电容，防止后级的LM1875直流电位对前级电路的影响。电阻R17、R9、电容C23组成反馈电路，电阻R17、R9是取样电阻，对输出信号进行取样，电路的放大倍数由电阻R17与R9的比值决定，电容C23用于稳定LM1875的第4脚直流零电位的漂移，电阻R19、R21、电容C19的作用是防止放大器产生高频自激振荡。

实施例二

本发明实施例提出一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯方法，应用于所述的一种用于带电作业现场的无线蓝牙通讯装置，包括：当蓝牙接收模块接收到转接的指令时，将指令传送到控制模块进行路由查询，根据路由查询结果选择对应的蓝牙信号中继器通过蓝牙发送模块进行转接。

在带电作业现场，每个作业人员都配备蓝牙耳机及对应的蓝牙信号中继器。在作业人员不方便接听时，则需要进行转接操作。为了保证通话的质量，因此需要通过路由查询选择最适合的蓝牙信号中继器，并通过蓝牙发送模块进行转接。

在通讯之前，需要建立路由表。路由表包括距离信息以及信号强度信息，控制模块通过路由表进行路由查询。

由于蓝牙信号中继器与蓝牙耳机之间的距离以及信号强度会经常变化，因此控制模块根据距离信息以及信号强度信息进行相应的计算并对路由表进行更新，以保证当前信息的准确性。

为了保证通话的质量，将指令传送到控制模块进行路由查询，计算得到蓝牙信号中继器的权重，选择权重最大的蓝牙信号中继器，并通过蓝牙发送模块进行转接。在本实施例中，同时考虑距离信息以及信号强度信息，能够保证通话的质量。

在一实施例中，若权重最大的蓝牙信号中继器无法跳转，则选择权重次大的蓝牙信号中继器进行跳转；若仍然失败则返回初始状态。

若权重最大的蓝牙信号中继器无法连接，则选择权重次大的蓝牙信号中继器，以应对一些无法连接的特殊情况。同样为了保证通话的质量，在本实施例中若权重次大的蓝牙信号中继器仍然失败则返回初始状态。为了能够保证通话的转接成功，也可以设置选择权重第三大的蓝牙信号中继器，依次排序选择，知道转接成功。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。