一种支持Wi-SUN协议的单相电能表通信模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种支持Wi

【技术实现步骤摘要】
一种支持Wi
‑
SUN协议的单相电能表通信模块


[0001]本技术涉及物联网通信
，特别涉及了一种支持Wi
‑
SUN协议的单相电能表通信模块。

技术介绍

[0002]现有单相电能表的远程抄表方案大致分两种：一种是不需要内置通信模块的方式，例如载波通讯方案，RS485方案；另一种是通过微功率无线组网的方式实现远程抄表，例如布网方便、技术门槛低、网络规模大的NB
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IOT组网方案，能够自己掌控网络，且通信的带宽较高的LoRa组网方案。
[0003]但NB
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IOT的计费方式还不是很明确，导致用户使用成本比较高。另外一个限制在于用户数据都要跑在公网，对于数据安全是一个考验。由于LoRa组网的核心技术在其公司的手中，这种形式无形中使用者会绑定在LoRa技术下，该技术的发展和更新以及政策的变动都会影响到LoRa组网方案的使用者。
[0004]如中国专利局2020年3月27日公开了一种名称为供一种基于NB
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IoT的电能表远程抄表系统的专利技术，其公开号为CN110930672A。该专利技术包括NB
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IoT集中器，NB
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IoT集中器与数据采集器连接，数据采集器与电子脉冲式电能表连接，NB
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IoT集中器与物联网平台连接，物联网平台与应用管理平台连接，将计算机技术、NB
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IoT通信技术、网络技术、串口通信技术相结合，实现对小区用户电能表的远程自动抄录及综合管理，能够解决人工抄表以及传统无线抄表的一系列弊端，极大提高了工作效率。但并没有解决NB
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IOT组网方案存在的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术中传统的通过微功率无线组网的方式实现远程抄表方案存在成本高、易受影响的问题，提供了一种支持Wi
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SUN协议的单相电能表通信模块，可以让电能表通过串口与通信模块进行数据交互，并利用Wi
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SUN组网进行大规模的智能抄表应用，并且还拥有其他通信接口与电能表进行交互，很适用与低功耗，远距离，大规模的抄表应用。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：包括：
[0007]电源模块：包括外部供电电源模块与内部电源模块，内部电源模块包括给Wi
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SUN模组供电的第一电源模块和用于上拉以及给LED供电的第二电源模块；
[0008]Wi
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SUN模组：减少电源的干扰，提供电源用于上拉以及给LED供电，支持Wi
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SUN协议，利用Wi
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SUN组网实现低功耗、远距离、大规模的应用；
[0009]对外接口模块：使电能表与通信模块进行数据交互。
[0010]外部供电电源模块提供12V直流电压，通过接口由外部基表提供给第一电源模块，第一电源模块将12V电源转化为5V电压，供给Wi
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SUN模组，第二电源模块是3.3V电源，通过Wi
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SUN模组提供，主要用于上拉以及给LED供电。Wi
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SUN模组与外部接口模块交互，电能表通过外部接口模块与通信模块进行数据交互，并利用Wi
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SUN模组进行大规模的智能抄表应
用，并且还拥有其他通信接口与电能表进行交互，很适用与低功耗，远距离，大规模的抄表应用。
[0011]作为优选，所述的第一电源模块包括DCDC降压电路，所述的DCDC降压电路包括DCDC芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C15、电容C16、电感L1以及电感L2，所述电感L1一端与外部供电电源连接，另一端与DCDC芯片的输入端连接；所述电容C16、电容C2和电容C3一端均与DCDC芯片的输入端连接，电容C16、电容C2和电容C3另一端均接地；所述电阻R1一端与DCDC芯片的输入端连接，另一端与所述电阻R3一端连接，电阻R3一端与DCDC芯片的使能端连接，电阻R3另一端接地；所述电容C1一端与DCDC芯片的启动端连接，另一端与DCDC芯片的输出端连接，DCDC芯片的输出端与电感L2一端连接，电感L2另一端与降压电路输出端连接；所述电容C4、电容C5一端均与降压电路输出端连接，电容C4、电容C5另一端均接地；所述电阻R2一端与降压电路输出端连接，另一端与DCDC芯片的反馈端连接；所述电阻R4一端与DCDC芯片的反馈端连接，电阻R4另一端接地；所述电容C5一端与DCDC芯片的反馈端连接，另一端与电阻R2一端连接。
[0012]DCDC芯片是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的芯片，通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电，再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出，或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。考虑输入电压为12V，这里选择输入电压范围是DC5～42V的DCDC芯片。为了保证芯片输入电源上的噪声尽可能的小，先通过电感L1降低输入电源的噪声，然后通过三个不同数量级的电容C16、电容C2和电容C3去滤除其他不同频率的低频噪声。因为该电路输出的5V直接提供给Wi
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SUN模组，所以DCDC芯片和供电是共同开启，共同关闭的。该DCDC芯片使能引脚高电平有效，因为使能引脚上的电流是uA级别，所以选择了两个兆欧级别电阻R1和电阻R3分压得到3.3V的形式使能DCDC芯片，其中电阻R1优选为3MΩ，电阻R3优选为1MΩ。由于该DCDC芯片是可调输出，根据计算公式
[0013][0014]优选R2为53.6KΩ、%1精度，R4为10KΩ、%1精度；根据公式可以得到输出电压为5.1V。输出端对地并联两个电容C4和C5，抑制输出的噪声。
[0015]作为优选，所述的Wi
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SUN模组包括Wi
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SUN芯片、电容C6、电容C7、电容C8、电容C11、电容C12、电容C13以及电感L3，所述Wi
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SUN芯片包括Wi
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SUN_TX接口、Wi
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SUN_RX接口、Wi
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SUN_SET接口、Wi
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SUN_EVENT接口以及Wi
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SUN_STA；所述电容C7一端与天线输入接口连接，另一端接地；所述电容C6一端与天线输入接口连接，另一端与电容C8一端连接；所述电容C8一端与Wi
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SUN芯片的天线输入端连接，另一端接地；Wi
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SUN芯片的3.3V输出端与Wi
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SUN模组的电源输出端连接，Wi
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SUN芯片的两个5V输入端连接；所述电容C11一端与Wi
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SUN芯片的输出端连接，另一端接地；电容C12、电容C13的一端均与Wi
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持Wi
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SUN协议的单相电能表通信模块，其特征在于，包括：电源模块：包括外部供电电源模块（1）与内部电源模块，内部电源模块包括给Wi
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SUN模组（3）供电的第一电源模块（2）和用于上拉以及给LED供电的第二电源模块；Wi
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SUN模组（3）：减少电源的干扰，提供电源用于上拉以及给LED供电，支持Wi
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SUN协议，利用Wi
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SUN组网实现低功耗、远距离、大规模的应用；对外接口模块（4）：使电能表与通信模块进行数据交互。2.根据权利要求1所述的一种支持Wi
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SUN协议的单相电能表通信模块，其特征在于，所述的第一电源模块（2）包括DCDC降压电路，所述的DCDC降压电路包括DCDC芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C15、电容C16、电感L1以及电感L2，所述电感L1一端与外部供电电源连接，另一端与DCDC芯片的输入端连接；所述电容C16、电容C2和电容C3一端均与DCDC芯片的输入端连接，电容C16、电容C2和电容C3另一端均接地；所述电阻R1一端与DCDC芯片的输入端连接，另一端与所述电阻R3一端连接，电阻R3一端与DCDC芯片的使能端连接，电阻R3另一端接地；所述电容C1一端与DCDC芯片的启动端连接，另一端与DCDC芯片的输出端连接，DCDC芯片的输出端与电感L2一端连接，电感L2另一端与降压电路输出端连接；所述电容C4、电容C5一端均与降压电路输出端连接，电容C4、电容C5另一端均接地；所述电阻R2一端与降压电路输出端连接，另一端与DCDC芯片的反馈端连接；所述电阻R4一端与DCDC芯片的反馈端连接，电阻R4另一端接地；所述电容C5一端与DCDC芯片的反馈端连接，另一端与电阻R2一端连接。3.根据权利要求1所述的一种支持Wi
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SUN协议的单相电能表通信模块，其特征在于，所述的Wi
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SUN模组（3）包括Wi
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SUN芯片、电容C6、电容C7、电容C8、电容C11、电容C12、电容C13以及电感L3，所述Wi
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SUN芯片包括Wi
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SUN_TX接口、Wi
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SUN_RX接口、Wi
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SUN_SET接口、Wi
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SUN_EVENT接口以及Wi
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SUN_STA；所述电容C7一端与天线输入接口连接，另一端接地；所述电容C6一端与天线输入接口连接，另一端与电容C8一端连接；所述电容C8一端与Wi
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SUN芯片的天线输入端连接，另一端接地；Wi
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SUN芯片的3.3V输出端与Wi
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SUN模组的电源输出端连接，Wi
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SUN芯片的两个5V输入端连接；所述电容C11一端与Wi
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SUN芯片的输出端连接，另一端接地；电容C12、电容C13的一端均与Wi
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SUN芯片的5V输入端连接，电容C12、电容C13的另一端均接地；所述电感L3一端与Wi
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SUN芯片的5V输入端连接，另一端与电源连接。4.根据权利要求3所述的一种支持Wi
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SUN协议的单相电能表通信模块，其特征在于，所述的对外接口模块（4）包括电能表串口接收METER_RX模块（5）、电能表串口发送METER_TX模块...

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