自组网微功率无线通信模块制造技术

一种自组网微功率无线通信模块，应用于用电信息采集系统的用电信息采集设备上，在各用电信息采集设备之间组成无线网络，包括壳体和位于其内的PCB通信主板，PCB通信主板包括微处理器MCU控制电路、通用接口电路、收发信电路收发转换开关电路和天线。天线将收到的射频信号经收发转换开关电路送到收发信电路，由其将射频信号调解为数据包送到微处理器MCU控制电路；微处理器MCU控制电路将主体传送的用户用电信息数据送至收发信电路，由其调制为射频信号，发送至射频功率放大电路放大、经低通滤波电路滤波，再送到收发转换开关电路，通过与其连接的天线向空中发送。本实用新型专利技术的有益效果是：有效地解决了低发射功率下长距离的用电信息采集问题。?（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
自组网微功率无线通信模块
本技术涉及专门适用于无线通信网络的设施，特别是涉及适用于“国家电网”的自组网微功率无线通信模块。
技术介绍
随着智能电网的推进，用电信息采集系统已经从传统的抄表结算需求向远程管理、远程控制、实时监测等方向发展。对通讯技术的可靠性与实时性要求很高。用电信息采集系统一般包含集中器、采集器和电能表等用电信息采集设备，现有技术电力电网系统的用电统计主体之用电信息采集和传输采用低频段(10(T300kHz)有线载波传输方式，但该技术受电网环境影响大，随着家用电器使用的增加，“电网污染”现象越来越严重，导致采用“有线载波传输方式”的用户用电信息采集和传输的收集和抄录成功率越来越低，其存在的主要问题包括通讯速率低、实时性差、误码率高等等。有时候不得不采用人工收集抄录的方式，原有的智能用电信息收集系统变成了半智能系统，工作效率大打折扣。根据不完全统计，现在的“有线载波传输方式”的抄录成功率在受“电网污染”干扰严重的时候只有80%左右，并且有逐年下降的趋势，当初设计的目标成功率98%以上，现在只有80%，收集抄录成功率下降了近20%左右。为解决这一问题，在最新的国家电网公司的用电信息采集系统系列标准中，将微功率无线通讯技术列入，在2005年无线电委员会的《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》文件中规定470MHf510MHz为民用无线电计量仪表专用频段，但是允许的发射功率仅为50mW，而实际应用环境中，无线信号因房屋等建筑物的阻挡、金属表箱屏蔽等情况，50mW发射功率的通讯距离太短，不能满足抄表应用需求，现有技术只有通过中继传输方式来提高传输距离，当大面积使用时，中继节点的选择是不可能的，仍需要依靠人工设置来实现。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种自组网微功率无线通信模块，应用于用电信息采集系统，解决现有技术用电信息采集系统数据信息传输不稳定、效率不高等问题。本技术为解决上述技术问题而提出的技术方案是，一种自组网微功率无线通信模块，应用于用电信息采集系统的用电信息采集设备上，在各用电信息采集设备之间组成无线网络，包括壳体和位于其内的PCB通信主板，所述PCB通信主板包括微处理器MCU控制电路、通用接口电路、数据存储电路、收发信电路、射频功率放大电路、低通滤波电路、收发转换开关电路、稳压电路和天线；所述通用接口电路将其所附着的用电信息采集设备提供的电力送至所述稳压电路，经该稳压电路处理后分别向各电路供以适配的电力；所述通用接口电路还与微处理器MCU控制电路之间联接有用于数据传输的数据线；所述天线将收到的射频信号经收发转换开关电路送到收发信电路，由收发信电路将射频信号调解为数据包再送到所述微处理器MCU控制电路；所述微处理器MCU控制电路处理接收到的数据包，将其送至数据存储电路中，或通过通用接口电路送至所附着的主体中，或通过通用接口电路将主体传送的用户用电信息数据打包为数据包送至所述收发信电路，并发送控制信号至收发转换开关电路使其转换为发送状态；所述收发信电路23)将接到的数据包调制为射频信号，发送至射频功率放大路电路放大、再经低通滤波电路滤除高次谐波，再送到收发转换开关电路，通过与该收发转换开关电路连接的天线向空中发送。所述PCB通信主板(2)还包括与微处理器MCU控制电路连接、并向其提供复位电平的看门狗电路。所述通用接口电路包括与用电信息采集设备的接口适配的排针J2，所述壳体设有令该排针J2伸出的开口，该排针J2将用电统计装置提供的12V供电送至所述稳压电路。所述微处理器MCU控制电路的微处理器集成电路U2是采用ARM平台的STM32F103系列，所述微处理器集成电路U2的ΡΑTΡΑ7和PCO脚连接到所述收发信电路，所述微处理器集成电路U2的PA14和PA15脚接入收发转换开关电路，所述微处理器集成电路U2的ΡΒ10-Ρ11与所述数据存储电路连接，所述述微处理器集成电路U2的ΡΑ0、Η)2、ΡΑ9和PClO脚接入通用接口电路。所述稳压电路包括三端稳压器Q1、稳压集成电路U4;所述通用接口电路送来的电压Vl输入至所述三端稳压器Ql的输入端，所述三端稳压器Ql的输出端输出+5V的输出电压，该+5V的输出电压分别送至稳压集成电路U4的输入端和向射频功率放大路电路供电；所述稳压集成电路U4将输入端的电压+5V转换成+3.3V的输入电压，向与其连接的所述微处理器MCU控制电路、数据存储电路、收发信电路、低通滤波电路和收发转换开关电路供电。所述收发信电路的收发信集成电路Ul采用SI4432，其RX-P和RX-N脚与收发转换开关电路连接；该收发信集成电路Ul的NIRQ、NSEL, SCLK, SDI和SDO与所述微处理器MCU控制电路连接，该收发信集成电路Ul的TX脚与射频功率放大路电路(24)连接。所述射频功率放大电路包括N沟道绝缘栅型场效应管Q3、三极管Q5、Q6 ;所述三极管Q5的集电极通过电阻Rl 13和Rl 18接入N沟道绝缘栅型场效应管Q3的栅极，该三极管Q5的基极经电阻R36接入三极管Q2的集电极；所述收发信电路送来的射频信号接入N沟道绝缘栅型场效应管Ql的栅极，N沟道绝缘栅型场效应管Q3的漏极接入所述低通滤波电路。所述低通滤波电路包括电感L9~L11和电容C41、C43和C34构成的滤波电路。所述数据存储电路包括电可擦可编程只读存储器U3，该电可擦可编程只读存储器U3的SDA和SCL脚与所述微处理器MCU控制电路连接。所述收发转换开关电路包括收发转换开关集成电路U7，该收发转换开关集成电路U7的ANT2与天线连接，该收发转换开关集成电路U7的RX脚与与天线连接收发信电路连接，该收发转换开关集成电路U7的TX脚与所述低通滤波电路连接。同现有技术相比较，本技术的有益效果是:有效地解决了低发射功率下长距离的用电信息采集问题；它能自动搜索组网形成路由，无需人工配置路由表；具有自动频率组选择的避让干扰的自适应能力；能将上下行通讯使用不同频点，防止自身干扰，提高了系统的可靠性；其路由表不是单一的，集中器与目标节点之间有多条路径，当某路径出现问题时，能自动选择备用路径 ，具有较好的防故障能力。【附图说明】图1是本技术自组网微功率无线通信模块的所述PCB通信主板2优选实施例的逻辑结构示意框图；图2是所述优选实施例中微处理器MCU控制电路20的原理电路图；图3是所述优选实施例中通用接口电路21的原理电路图；图4是所述优选实施例中数据存储电路22的原理电路图；图5是所述优选实施例中收发信电路23的原理电路图；图6是所述优选实施例中射频功率放大电路24和低通滤波电路25的原理电路图；图7是所述优选实施例中收发转换开关电路26、稳压电路27和天线28的示意电路图；图8是所述优选实施例中看门狗电路29的不意电路图；图9是所述优选实施例的自组网微功率无线通信模块应用于用电信息采集系统时的未组网之示意图；图10是所述优选实施例的自组网微功率无线通信模块应用于用电信息采集系统时的正在组网中之示意图；图11是所述优选实施例的自组网微功率无线通信模块应用于用电信息采集系统时的组网后的不意图。【具体实施方式】 下面，结合附图所示之优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组网微功率无线通信模块，应用于用电信息采集系统的用电信息采集设备上，在各用电信息采集设备之间组成无线网络，其特征在于：????????包括壳体和位于其内的PCB通信主板（2），所述PCB通信主板（2）包括微处理器MCU控制电路（20）、通用接口电路（21）、数据存储电路（22）、收发信电路（23）、射频功率放大电路（24）、低通滤波电路（25）、收发转换开关电路（26）、稳压电路（27）和天线（28）；?????????所述通用接口电路（21）将其所附着的用电信息采集设备提供的电力送至所述稳压电路（27），经该稳压电路（27）处理后分别向各电路供以适配的电力；所述通用接口电路（21）还与微处理器MCU控制电路（20）之间联接有用于数据传输的数据线；所述天线（28）将收到的射频信号经收发转换开关电路（26）送到收发信电路（23），由收发信电路（23）将射频信号调解为数据包再送到所述微处理器MCU控制电路（20）；所述微处理器MCU控制电路（20）处理接到的数据包，将其送至数据存储电路（22）中，或通过通用接口电路（21）送至所附着的主体中，或通过通用接口电路（21）将主体传送的用户用电信息打包为数据包送至所述收发信电路（23），并发送控制信号至收发转换开关电路（26）使其转换为发送状态；所述收发信电路（23）将接到的数据包调制为射频信号，发送至射频功率放大路电路（24）放大、再经低通滤波电路（25）滤除高次谐波，再送到收发转换开关电路（26），通过与该收发转换开关电路（26）连接的天线（28）向空中发送。...

【技术特征摘要】
1.一种自组网微功率无线通信模块，应用于用电信息采集系统的用电信息采集设备上，在各用电信息采集设备之间组成无线网络，其特征在于: 包括壳体和位于其内的PCB通信主板(2)，所述PCB通信主板(2)包括微处理器MCU控制电路(20)、通用接口电路(21)、数据存储电路(22)、收发信电路(23)、射频功率放大电路(24)、低通滤波电路(25)、收发转换开关电路(26)、稳压电路(27)和天线(28)； 所述通用接口电路(21)将其所附着的用电信息采集设备提供的电力送至所述稳压电路(27)，经该稳压电路(27)处理后分别向各电路供以适配的电力；所述通用接口电路(21)还与微处理器MCU控制电路(20)之间联接有用于数据传输的数据线； 所述天线(28)将收到的射频信号经收发转换开关电路(26)送到收发信电路(23)，由收发信电路(23)将射频信号调解为数据包再送到所述微处理器MCU控制电路(20)； 所述微处理器MCU控制电路(20 )处理接到的数据包，将其送至数据存储电路(22 )中，或通过通用接口电路(21)送至所附着的主体中，或通过通用接口电路(21)将主体传送的用户用电信息打包为数据包送至所述收发信电路(23)，并发送控制信号至收发转换开关电路(26)使其转换为发送状态； 所述收发信电路(23)将接到的数据包调制为射频信号，发送至射频功率放大路电路(24)放大、再经低通滤波电路(25)滤除高次谐波，再送到收发转换开关电路(26)，通过与该收发转换开关电路(26)连接的天线(28)向空中发送。2.按照权利要求1所述的自组网微功率无线通信模块，其特征在于:还包括与微处理器MCU控制电路(20)连接、并向其提供复位电平的看门狗电路(29)。3.按照权利要求1所述的自组网微功率无线通信模块，其特征在于: 所述通用接口电路(21)包括与用电数据统计装置的接口适配的排针J2，所述壳体(1)设有令该排针J2伸出的开口，该排针J2将用电统计装置提供的12V供电送至所述稳压电路(27)。4.按照权利要求1所述的自组网微功率无线通信模块，其特征在于: 所述微处理器MCU控制电路(20)的微处理器集成电路U2是采用ARM平台的STM32F103系列，所述微处理器集成电路U2的ΡΑ4~ΡΑ7和PCO脚连接到所述收发信电路(23)，所述微处理器集成电路U2的PA14和PA15脚接入收发转换开关电路(26 )，所述微处理器集成电路U2的ΡΒ10-Ρ11与所述数据存储电路(22)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹本勋，李春晖，龙翔林，
申请(专利权)人：锐拔科技深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：