專利名稱：一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于寬帶無線接入和無線數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱。
背景技術(shù)：
寬帶無線接入技術(shù)(BWA :Broadband Wireless Access)代表了寬帶接入技術(shù)的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢(shì)，不僅建網(wǎng)開通快、維護(hù)簡(jiǎn)單、用戶較密時(shí)成本低，而且改變了電信業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)觀念，更適于新的電信競(jìng)爭(zhēng)者開展有效的競(jìng)爭(zhēng)，可以作為電信公司有線接入的重要補(bǔ)充。隨著寬帶無線接入技術(shù)的發(fā)展和在公網(wǎng)取得的成功經(jīng)驗(yàn)，在行業(yè)專網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸得到推廣和大規(guī)模的使用。總之，無論在公網(wǎng)，還是在專網(wǎng)的應(yīng)用，寬帶無線 接入技術(shù)都具有廣闊的發(fā)展前景。相對(duì)于寬帶無線接入技術(shù)的大力普及和應(yīng)用，目前高校對(duì)寬帶無線網(wǎng)絡(luò)接入人才的培養(yǎng)相對(duì)滯后，缺乏相配套的專門用于人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，專門的用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和相關(guān)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)體系還處于空白狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上面技術(shù)背景中描述的目前高校在寬帶無線接入人才培養(yǎng)和配套寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)裝置方面存在的不足，本實(shí)用新型提出了一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)箱包括微控制器單元MCU、第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元、寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元和寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元；其中，所述微控制器單元MCU分別與所述第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元和寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元連接。所述實(shí)驗(yàn)箱還包括寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元；所述寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元通過RS-232接口和計(jì)算機(jī)連接。所述第三代移動(dòng)通信3G接口與所述微控制器單元MCU通過USB接口連接。所述微控制器單元MCU包括數(shù)據(jù)并行口 ；所述液晶顯示單元與所述微控制器單元MCU通過數(shù)據(jù)并行口連接；所述以太網(wǎng)接口與所述微控制器單元MCU通過數(shù)據(jù)并行口連接。所述微控制器單元MCU包括異步串行口 ；異步串行口的一路通過RS-485轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)；所述異步串行口的一路通過RS-232轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)。 所述微控制器單元MCU包括內(nèi)部整合電路I2C接口；所述日歷時(shí)鐘單元與嵌入式安全控制模塊ESAM單元分別與所述微控制器單元MCU通過內(nèi)部整合電路I2C接口連接。所述微控制器單元MCU包括通用輸入/輸出GPIO ;所述紅外接口與所述微控制器單元MCU通過通用輸入/輸出GPIO連接。[0013]所述寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元與所述微控制器單元MCU分別通過USB接口和串行口連接。所述寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元支持靜態(tài)IP分配和動(dòng)態(tài)IP分配方式；所述寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元支持靜態(tài)IP分配和動(dòng)態(tài)IP分配方式。所述實(shí)驗(yàn)箱寬帶接入無線網(wǎng)的方式包括通過寬帶無線模塊或第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡或同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬帶無線專網(wǎng)接入和第三代移動(dòng)通信3G公網(wǎng)接入。本實(shí)用新型的效果在于，最大程度的實(shí)現(xiàn)了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集功能，具備了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的各種常用接口，為學(xué)生將來走上工作崗位的業(yè)務(wù)能力培養(yǎng)以及工程素質(zhì)的培養(yǎng)，起到很好的促進(jìn)作用。

圖I是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的獲取IP地址示意圖；圖3是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面集合附圖，對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。圖I是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中，一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱包括微控制器單元MCU、第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元、寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元和寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元。其中，所述微控制器單元MCU分別與所述第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元和寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元連接，用于提供各種數(shù)據(jù)傳輸接口，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，通過各種命令、信號(hào)對(duì)其他模塊進(jìn)行控制。所述第三代移動(dòng)通信3G接口與所述微控制器單元MCU通過USB接口連接，用于連接第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡，使試驗(yàn)箱順利的接入到第三代移動(dòng)通信3G公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)軟件的連接，這種連接方式作為寬帶無線接入的一個(gè)重要補(bǔ)充，當(dāng)由于各種原因，不能通過寬帶無線專網(wǎng)連接系統(tǒng)后臺(tái)時(shí)，采用無線公網(wǎng)的方式進(jìn)行連接。所述微控制器單元MCU包括數(shù)據(jù)并行口 ；所述液晶顯示單元與所述微控制器單元MCU通過數(shù)據(jù)并行口連接，通過接收到的微控制器單元MCU發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)、復(fù)位信號(hào)及同步 目號(hào)等，顯不各種狀態(tài) 目息。所述微控制器單元MCU包括異步串行口 ；所述異步串行口中的一路通過RS-485轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的RS-485接口 ；所述RS-485接口，用于傳輸信號(hào)；該接口采用了光電隔離措施，并采取了熱敏電阻和壓敏電阻保護(hù)措施。所述微控制器單元MCU包括異步串行口 ；所述異步串行口中的一路通過RS-232轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的RS-232接口 ；所述RS-232接口可以直接連接計(jì)算機(jī)，用于傳輸信號(hào)、輔助調(diào)試程序和采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。[0027]所述微控制器單元MCU包括數(shù)據(jù)并行口 ；所述以太網(wǎng)接口與所述微控制器單元MCU通過數(shù)據(jù)并行口連接，用于傳輸微控制器單元MCU發(fā)送的復(fù)位、地址和讀寫等控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)芯片的控制；同時(shí)也用于終端數(shù)據(jù)的采集、程序的下載或者以太網(wǎng)絡(luò)的連接。所述微控制器單元MCU包括內(nèi)部整合電路I2C接口 ；所述日歷時(shí)鐘單元與所述微控制器單元MCU通過內(nèi)部整合電路I2C接口連接，用于接收微控制器單元MCU發(fā)送的控制信號(hào)，并向系統(tǒng)提供日歷時(shí)鐘及標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。所述微控制器單元MCU包括內(nèi)部整合電路I2C接口 ；所述紅外接口與所述微控制器單元MCU通過內(nèi)部整合電路I2C接口連接，用于通過紅外傳輸命令和數(shù)據(jù)，完成電表數(shù)據(jù)的抄與任務(wù)。 所述微控制器單元MCU包括內(nèi)部整合電路I2C接口 ；所述嵌入式安全控制模塊ESAM單元與所述微控制器單元MCU通過內(nèi)部整合電路I2C接口連接，用于保證卡表終端數(shù)據(jù)交換的安全性?？ū韮?nèi)置嵌入式安全控制模塊ESAM，可以使系統(tǒng)支持密鑰管理系統(tǒng)。在密鑰管理系統(tǒng)的支持下，卡表使用的密鑰，能夠被安全的產(chǎn)生、傳輸和使用。 所述寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元與所述微控制器單元MCU通過USB接口和異步串行數(shù)據(jù)接口連接；用異步串行數(shù)據(jù)接口接收微控制器單元MCU發(fā)送的調(diào)制解調(diào)器AT命令，從而獲得IP地址，接入無線網(wǎng)絡(luò)；用USB接口向?qū)拵o線模塊提供數(shù)據(jù)。所述寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元通過RS-232接口和計(jì)算機(jī)連接，用戶可以通過串口助手軟件完成寬帶無線模塊的控制和操作，用戶通過調(diào)制解調(diào)器AT命令和寬帶模塊交互，用戶容易掌握調(diào)制解調(diào)器AT命令的使用方法，獲得IP地址，接入寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。圖2是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的獲取IP地址示意圖。圖2中，寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元以及寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元，均支持靜態(tài)IP分配和動(dòng)態(tài)IP分配方式。寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元支持靜態(tài)IP方式時(shí)，該方式需要在網(wǎng)管上注冊(cè)并燒錄，由網(wǎng)管分配給寬帶無線模塊靜態(tài)固定IP地址后，手動(dòng)操作調(diào)制解調(diào)器AT命令，實(shí)現(xiàn)IP地址的獲得；動(dòng)態(tài)IP地址需要?jiǎng)討B(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議DHCP服務(wù)器分配，手動(dòng)操作調(diào)制解調(diào)器AT命令:AT+XDHCP，查詢動(dòng)態(tài)IP地址分配情況。寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元獲得靜態(tài)IP方式和動(dòng)態(tài)IP地址的方法與寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元類似，不同的是寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元是在微控制器單元MCU支持下，通過調(diào)制解調(diào)器AT命令實(shí)現(xiàn)。圖3是本實(shí)用新型提供的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱的系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中，本實(shí)用新型的寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，可以實(shí)現(xiàn)多種形式和接口的數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)解析，按照新的協(xié)議，重新打包，再按照新的格式，發(fā)送給寬帶無線模塊，通過寬帶無線模塊連接到寬帶無線基站，或者通過第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡連接到第三代移動(dòng)通信3G基站，最后連接到后臺(tái)軟件的數(shù)據(jù)庫中。其工作原理如下數(shù)據(jù)終端的接口是多種多樣的，無論是RS-232接口、RS-485或者以太網(wǎng)形式的，都可以通過寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱相對(duì)應(yīng)的接口，將需要采集的數(shù)據(jù)或命令，采集到實(shí)驗(yàn)箱指定的處理空間中，在微控制器單元MCU的控制下，這些數(shù)據(jù)按照新的格式重新封裝，封裝后的通過寬帶無線模塊，經(jīng)過寬帶無線基站，再經(jīng)過因特網(wǎng)，最終將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中；重新封裝的數(shù)據(jù)也可以通過第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡，經(jīng)過第三代移動(dòng)通信3G基站，再經(jīng)過因特網(wǎng)，終將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中；需要強(qiáng)調(diào)的是，重新封裝的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的過程，可以單獨(dú)選擇寬帶無線模塊，也可以單獨(dú)選擇第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡，這兩種方式可以互相備份，到底哪種方式更合適，需要結(jié)合實(shí)際需要和網(wǎng)絡(luò)條件。本實(shí)用新型的寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，可以實(shí)現(xiàn)多種形式和接口的數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)的采集，并且也有多種無線寬帶接入方式，使學(xué)生對(duì)無線寬帶接入技術(shù)有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)力要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求1.一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)箱包括微控制器單元MCU、第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元、寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元和寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元； 其中，所述微控制器單元MCU分別與所述第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元和寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元通過RS-232接口和計(jì)算機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述第三代移動(dòng)通信3G接口與所述微控制器單元MCU通過USB接口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述微控制器單元MCU包括數(shù)據(jù)并行口 ；所述液晶顯示單元和以太網(wǎng)接口分別與所述微控制器單元MCU通過數(shù)據(jù)并行口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述微控制器單元MCU包括異步串行口 ；所述異步串行口的一路通過RS-485轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)RS-485接口 ；所述異步串行口的一路通過RS-232轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)RS-232接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述微控制器單元MCU包括內(nèi)部整合電路I2C接口 ；所述日歷時(shí)鐘單元與嵌入式安全控制模塊ESAM單元分別與所述微控制器單元MCU通過內(nèi)部整合電路I2C接口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述微控制器單元MCU包括通用輸入/輸出GPIO ;所述紅外接口與所述微控制器單元MCU通過通用輸入/輸出GPIO連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元與所述微控制器單元MCU分別通過USB接口和串行口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元支持靜態(tài)IP分配和動(dòng)態(tài)IP分配方式；所述寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元支持靜態(tài)IP分配和動(dòng)態(tài)IP分配方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)箱寬帶接入無線網(wǎng)的方式包括通過寬帶無線模塊或第三代移動(dòng)通信3G上網(wǎng)卡或同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬帶無線專網(wǎng)接入和第三代移動(dòng)通信3G公網(wǎng)接入。
專利摘要本實(shí)用新型公開了寬帶無線接入和無線數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的一種寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱。其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)箱包括微控制器單元MCU、第三代移動(dòng)通信3G接口、液晶顯示單元、RS-485接口、RS-232接口、以太網(wǎng)接口、日歷時(shí)鐘單元、紅外接口、嵌入式安全控制模塊ESAM單元、寬帶無線模塊自動(dòng)操作單元和寬帶無線模塊手動(dòng)操作單元。本實(shí)用新型的寬帶無線接入實(shí)驗(yàn)箱，可以實(shí)現(xiàn)多種形式和接口的數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)的采集，并且也有多種無線寬帶接入方式，使學(xué)生對(duì)無線寬帶接入技術(shù)有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202694665SQ20122028408
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者崔維新, 楊春萍, 龔鋼軍, 陸俊 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)