一种用于Wi-SUN网络掉电上报的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于Wi

【技术实现步骤摘要】
一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统及方法。

技术介绍

[0002]Wi
‑
SUN是从物理层定义到传输层的一种组网技术,近年来，基于先进的组网及自修复技术、强大的安全加密机制、802.15.4等规范标准，使其不断在各大领域得到广泛应用，例如：电力表计、光伏能源、智慧城市等等。在众多Wi
‑
SUN技术应用中，很多场景下需要设备具有掉电上报的功能，解释为：当设备外部供电电源出现故障掉电后，需要通过额外的电路实现持续供电，完成当前数据及掉电事件到后台控制中心的上报任务。
[0003]在部分的网络通信技术上，已经实现了一些掉电上报的方案。大多实现的方法也都是采用给超级电容充电做为备用电源，当外部供电电源因故障掉电时，启动备用电源持续供电一段时间，实现数据上报。但这种方法存在一定的缺点：为了降低设计难度，大部分方案采用的是超级电容降压方式提供备用电源，就使得超级电容的放电电压不能达到足够低的水平，无法较大效率的利用其内部电荷能量，进一步影响备用电源的持续时间，不能满足一些大数据量上报的应用场景需求；备用电源的驱动电路及电压检测电路设计过于复杂，在实际电路调试及产品体积受限制的情况下，灵活性不够，这对于方案实际应用局限性会比较大。
[0004]如中国专利CN106297241B，公开日2019年8月20日，一种智能电能表GPRS掉电上报系统，包括主路电源和辅路电源，所述主路电源和开关模块相连，在主路电源和开关模块的电路上连接有MCU单元和光耦合器，所述辅路电源连接有充电模块，所述充电模块先和二极管相连再连接有储能模块，所述储能模块先和二极管相连再和所述开关模块连接，所述辅路电源先和二极管相连再连接所述开关模块，所述开关模块先和二极管相连再连接有GPRS模块，所述GPRS模块和所述光耦合器相连。其通过硬件电路和软件算法配合工作，实现GPRS掉电上报功能。但其掉电上报电路过于复杂，容易被产品体积因素影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：目前的掉电上报系统因组成电路过于复杂易被产品体积限制导致通用性较差的技术问题。提出了一种不易被产品体积影响，具有较强通用性的用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统及方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统，包括外部电源模块、用于检测外部电源电压状态的电压监测模块、Wi
‑
SUN通信模块、充电控制模块、储能模块、放电控制模块和升压模块，所述电压监测模块分别与外部电源模块和所述Wi
‑
SUN通信模块连接，所述外部电源模块分别与所述Wi
‑
SUN通信模块和所述充电控制模块连接，所述充电控制模块依次通过所述储能模块和所述放电控制模块与所述升压模块连接，所述升压模块与所述Wi
‑
SUN通信模块连接。一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统，外部电源模块为Wi
‑
SUN通信模块供电，也可以通过充电控制模块为储能模块充电，
当电压监测模块检测到外部电源电压值跌落至设定阈值时，触发掉电事件，通过Wi
‑
SUN网络将当前数据上报至后台控制中心，充电控制模块关闭储能模块的充电电路，储能模块通过放电控制模块并通过升压模块升压后向Wi
‑
SUN通信模块供电，实现Wi
‑
SUN网络中通信设备掉电后，有效的自启动掉电管理电路，利用备用电源持续为Wi
‑
SUN模组提供工作电源，让其完成掉电事件及相关数据的上报。
[0007]作为优选，所述升压模块包括升压电路，所述升压电路包括芯片U1，芯片U1的LX端通过电感L1与储能充电端连接，芯片U1的IN端分别与电容C4的一端和电压输入端连接，电容C4的另一端接地，芯片U1的EN端分别与电阻R17的一端和晶体管Q3的集电极连接，电阻R17的一端与电压输入端连接，晶体管Q3的发射极接地，晶体管Q3的基极分别与电阻R21的一端和电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端与外部电源输出端连接，电阻R22的另一端接地，芯片U1的GND端接地，芯片U1的FB端分别与电阻R12的一端和电阻15的一端连接，电阻15的另一端接地，电阻R12的另一端与芯片U1的OUT端连接，芯片U1的OUT端分别与电容C1的一端和电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地，芯片U1的OUT端与电压基准芯片D2的正极连接，电压基准芯片D2的负极与电压输入端连接。
[0008]芯片U1的IN端分别与电容C4的一端和电压输入端即f端连接，电压基准芯片D2的负极与电压输入端即g端连接，且电压输入端即g端和降压单元输出端即c端均与Wi
‑
SUN通信模块的充电端口连接，用于掉电时通过g端代替c端为Wi
‑
SUN通信模块供电。
[0009]这里选用的升压DC/DC芯片U1可以是SY7072芯片，其最大特点是在低压＜2V输入时，其最大输出电流仍然可以满足800mA（Wi
‑
SUN模组在最大功率30dBm发射时电流在700mA左右）以上。这么一来，前端超级电容的放电效率就会很高，当在掉电后需要备用电源供电持续较长时间时仍然可以满足。当外部电源VCC_12供电正常时，晶体管Q3断开，U1由于使能引脚被拉低停止工作；当VCC_12发生掉电时，晶体管Q3断开，U1由于使能引脚被拉高开始工作，此时Wi
‑
SUN模组电源由超级电容放电通过升压后获得。D2作用是当外部电源供电时，防止VCC_5电源反灌到DC/DC前端，起到隔离作用。
[0010]作为优选，还包括保护模块，所述保护模块与所述储能模块连接，所述保护模块包括保护电路，所述保护电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电压基准芯片D3、电压基准芯片D4、电容C3和电容C5，电阻R10的一端分别与储能充电端和电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电压基准芯片D3的负极连接，电阻R10的另一端分别与电压基准芯片D3的控制端和电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端分别与电容C3的负极和电压基准芯片D3的正极连接，电容C3的正极与储能充电端连接；电阻R18的一端分别与电容C5的正极和电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与电压基准芯片D4的负极连接，电阻R18的另一端分别与电压基准芯片D4的控制端和电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端分别与电容C5的负极和电压基准芯片D4的正极连接，电容C5的正极与电容C3的负极连接，电容C5的负极接地。
[0011]电压基准芯片D3和D4可采用TL431芯片，其中A端为正极，K端为负极，VREF端为控制端，即控制端为电压基准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统，其特征在于，包括外部电源模块（1）、用于检测外部电源电压状态的电压监测模块（2）、Wi
‑
SUN通信模块（3）、充电控制模块（4）、储能模块（5）、放电控制模块（6）和升压模块（7），所述电压监测模块（2）分别与外部电源模块（1）和所述Wi
‑
SUN通信模块（3）连接，所述外部电源模块（1）分别与所述Wi
‑
SUN通信模块（3）和所述充电控制模块（4）连接，所述充电控制模块（4）依次通过所述储能模块（5）和所述放电控制模块（6）与所述升压模块（7）连接，所述升压模块（7）与所述Wi
‑
SUN通信模块（3）连接。2.根据权利要求1所述的一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统，其特征在于，所述升压模块（7）包括升压电路，所述升压电路包括芯片U1，芯片U1的LX端通过电感L1与储能充电端连接，芯片U1的IN端分别与电容C4的一端和电压输入端连接，电容C4的另一端接地，芯片U1的EN端分别与电阻R17的一端和晶体管Q3的集电极连接，电阻R17的一端与电压输入端连接，晶体管Q3的发射极接地，晶体管Q3的基极分别与电阻R21的一端和电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端与外部电源输出端连接，电阻R22的另一端接地，芯片U1的GND端接地，芯片U1的FB端分别与电阻R12的一端和电阻15的一端连接，电阻15的另一端接地，电阻R12的另一端与芯片U1的OUT端连接，芯片U1的OUT端分别与电容C1的一端和电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地，芯片U1的OUT端与电压基准芯片D2的正极连接，电压基准芯片D2的负极与电压输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的一种用于Wi
‑
SUN网络掉电上报的系统，其特征在于，还包括保护模块（10），所述保护模块（10）与所述储能模块（5）连接，所述保护模块（10）包括保护电路，所述保护电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电压基准芯片D3、电压基准芯片D4、电容C3和电容C5，电阻R10的一端分别与储能充电端和电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电压基准芯片D3的负极连接，电阻R10的另一端分别与电压基准芯片D3的控制端和电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端分别与电容C3的负极和电压基准芯片D3的正极连接，电容C3的正极与储能充电端连接；电阻R18的一端分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖先仪，孙香涛，游雪城，刘建，成锋，方强，
申请(专利权)人：浙江利尔达物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：