[实用新型]通用窄带载波及微功率无线双模通信模块

说明书

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种通用窄带载波及微功率无线双模通信模块。

背景技术

单一的微功率无线通信方式虽具有实现长距离表计信息采集的功能，有效解决人工抄表不方便的问题，无需布线，可自组织网络，智能调频选择，通信速率高，实时性强等优势，但在逐步安装应用过程中由于环境地域复杂性因素，部分的抄表交互成功率指标已不能满足需求。

电力线窄带载波通信是一种传统的通信方式，载波信号可通过高压或低压电力线将有效信息进行传输，不需要重复布线下实现安装，通信可靠性高，容易扩展、普及方便，适配电力线的支持，可在空间环境复杂条件中保证通信的稳定性，拥有与微功率无线通信互补延展的属性特点。

鉴于复杂的试点现场中，既存在由于电力线负载阻抗波动及用电干扰源噪声信号影响，也涉及因城市楼房或群山等密集性障碍区域及金属空间中的屏蔽衰减状况，常遇部分台区的抄表缺失回复信息，给电网员工造成很大的麻烦。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通用窄带载波及微功率无线双模通信模块(以下可简称本模块)，用于扩展现有常规单模通信产品的适用性能，提高产品的通信可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种通用窄带载波及微功率无线双模通信模块，其特征在于，包括3.3V电源系统、处理器单元、微功率无线通信模块、窄带载波通信模块和指示灯电路；

所述处理器单元包括载波通信处理器和外部晶体振荡器电路；

所述微功率无线通信模块包括射频单元、匹配网络和收发天线；所述射频单元包括射频收发IC、外部晶体振荡器、射频控制开关；

所述窄带载波通信模块包括电力线耦合电路、接收滤波电路、解调转换电路、发送控制电路和过零检测电路；

其特征在于，所述微功率无线通信模块及窄带载波通信模块通过UART-TTL转换电路实现两者间的通信匹配，并且所述微功率无线通信模块及窄带载波通信模块根据接收的信号进行分析同步来自动选择微功率无线通信方式或窄带载波通信方式；

其中，所述3.3V电源系统将基表或者抄控器提供的直流电源进行DC-DC转换成3.3V直流电源后供给指示灯电路、载波通信处理器、模拟解调电路、载波接收电路、射频单元和UART-TTL接口转换模块；所述载波发送电路的电源是由基表或抄控器提供给12V电源系统，经过12V电源系统处理输送给载波发送电路；

其中，所述载波通信处理器与射频单元进行信息交换，射频单元与匹配网络模块进行信息交换，匹配网络模块通过天线来发送信号和接收信号；所述载波通信处理器与UART-TTL接口转换模块进行信息交换，UART-TTL接口转换模块与基表或抄控器进行信息交换；所述载波通信处理器传输信息给载波发送电路，并通过信号耦合电路发出至电力线；当电力线传来有效通信的载波信号时，所述信号耦合电路传输信息给载波接收电路，载波接收电路传输信息给模拟解调电路，模拟解调电路传输信息给载波通信处理器；所述信号耦合电路与电力线进行信息交换；所述电力线传输信息给过零检测电路，过零检测电路传输信息给载波通信处理器；

进一步地，所述通信处理器采用瑞萨公司的R7F0C901B2型芯片。

进一步地，所述通信处理器使用R7F0C901B2型芯片，其芯片上的TXD1与RXD1引脚作为本模块与基表或抄控器间的本地通信UART接口，两者间通过电平转换电路连接并可选开漏与3.3V的TTL电平方式操作，以适配表端接口电平规范要求。

进一步地，R7F0C901B2芯片的P137脚作为本模块过零检测方波信号的输入，P21、P20作为本模块硬件版本定义引脚，可以通过相应跳接进行抄控模块与基表模块的区分；P70、P31、P62分别作为本模块与基表或抄控器间的状态检测输入、事件检测输入以及设置监控输出；P22与P15则分别作为窄带载波通信的解调信号输入与发送信号输出。

进一步地，所述射频收发IC采用美国芯科半导体公司的Si4438-C2A-GM射频芯片。

进一步地，所述射频天线采用与470MHz～510MHz频段适配的内置弹簧天线，应用线径0.8mm磷铜材质加工而成，直径5.55mm成型长度32.09mm，并以正交焊接方式安装于印制板上。

进一步地，所述窄带载波通信模块可按照需求调整解调部分元器件实现421KHz及455KHz通信频点转换。