本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù):
目前,在全國(guó)各地,供電公司已經(jīng)建設(shè)了成熟穩(wěn)定的用電信息采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和命令下發(fā)。為充分利用智能電能表、采集終端及通信信道的資源,通過在原有抄表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加通信接口轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)水、氣、熱表數(shù)據(jù)采集和傳輸。
在現(xiàn)有技術(shù)中,多表集抄多采用有線通信的方式。但采用有線的通信方式,安裝時(shí)布線麻煩,增加了施工成本,也不便于后期的維護(hù)。而采用微功率無線的通信方式雖然解決了多表安裝時(shí)布線麻煩的問題,但采用微功率無線通信后,不同的地理環(huán)境對(duì)通信距離影響較大,由于多路徑產(chǎn)生的通信影響,微功率無線通信裝置附近的障礙物較多時(shí),通信的距離和可靠性會(huì)減少。此外,微功率無線也容易受到氣候條件影響。空氣干燥時(shí)通信距離較遠(yuǎn),空氣潮濕則通信距離較近;溫度升高時(shí)則會(huì)導(dǎo)致發(fā)射功率減少及接收靈敏度降低,從而減少了通信距離,降低了抄表成功率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實(shí)用新型的目的在于提供一種通信接口轉(zhuǎn)換器。其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水、氣、熱等表計(jì)數(shù)據(jù)的抄讀。
本實(shí)用新型的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器,應(yīng)用于多表集抄通信系統(tǒng),所述多表集抄通信系統(tǒng)包括:表計(jì)和終端設(shè)備,所述通信接口轉(zhuǎn)換器包括:LORA無線通信模塊、上行通信接口模塊、主控模塊和電源模塊。所述LORA無線通信模塊與所述主控模塊耦合,所述LORA無線通信模塊還用于與所述表計(jì)耦合,所述上行通信接口模塊與所述主控模塊耦合,所述上行通信接口模塊還用于與所述終端設(shè)備耦合,所述電源模塊分別與所述主控模塊、所述LORA無線通信模塊和所述上行通信接口模塊耦合。所述LORA無線通信模塊,用于將所述主控模塊發(fā)送的抄表指令通過LORA無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述表計(jì),以將所述表計(jì)應(yīng)答的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述主控模塊。所述主控模塊,用于將所述表計(jì)數(shù)據(jù)通過上行通信接口模塊發(fā)送至抄表終端。
本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是:
通過電源模塊分別與主控模塊、LORA無線通信模塊和上行通信接口模塊的耦合,電源模塊能夠提供主控模塊、LORA無線通信模塊和上行通信接口模塊的工作電源,以保證各模塊的正常工作。
通過LORA無線通信模塊分別與表計(jì)和主控模塊的耦合,LORA無線通信模塊能夠根據(jù)主控模塊發(fā)送的控制指令,通過長(zhǎng)距低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù),并將獲取到的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊。而通過上行通信接口模塊分別與主控模塊和終端設(shè)備的耦合,主控模塊獲取到表計(jì)數(shù)據(jù)后將該表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析再發(fā)送至上行通信接口模塊。而上行通信接口模塊則將表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到終端設(shè)備。
因此,通過LORA無線通信模塊無線傳輸,以及主控模塊的智能控制,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)多表集抄的智能化遠(yuǎn)程控制。
本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示,本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖,重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器的第一結(jié)構(gòu)框圖;
圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器的第二結(jié)構(gòu)框圖;
圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器的第三結(jié)構(gòu)框圖;
圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器的第四結(jié)構(gòu)框圖;
圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器中LORA無線通信模塊的電路圖。
圖標(biāo):100-通信接口轉(zhuǎn)換器;110-電源模塊;120-上行通信接口模塊;121-上行外置接口模塊;122-上行RS-485通信接口模塊;130-下行通信接口模塊;131-主M-BUS通信接口模塊;1311-第一M-BUS通信接口模塊;1312-第二M-BUS通信接口模塊;132-下行RS-485通信接口模塊;140-紅外模塊;150-時(shí)鐘模塊;160-狀態(tài)指示模塊;170-儲(chǔ)存模塊;180-LORA無線通信模塊;181-調(diào)制電路;182-信號(hào)傳輸電路;1821-接收電路;1822-發(fā)射電路;183-控制電路;184-信號(hào)天線;190-主控模塊。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。
因此,以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍,而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
在本實(shí)用新型的描述中,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。而在本實(shí)用新型的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
請(qǐng)參閱圖1,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種內(nèi)置LORA(Long-Rang)無線的通信接口轉(zhuǎn)換器100,該通信接口轉(zhuǎn)換器100可應(yīng)用于多表集抄通信系統(tǒng)。多表集抄通信系統(tǒng)包括:表計(jì)和終端設(shè)備。其中,表計(jì)可包括:電表、水表、熱表和氣表,表計(jì)通過其自身的計(jì)量裝置分別對(duì)用戶使用的電、水、熱和氣等能源的進(jìn)行計(jì)量。終端設(shè)備可以為用戶的操作使用的終端。
在本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種通信接口轉(zhuǎn)換器100中,該通信接口轉(zhuǎn)換器100包括:電源模塊110、上行通信接口模塊120、下行通信接口模塊130、紅外模塊140、時(shí)鐘模塊150、狀態(tài)指示模塊160、儲(chǔ)存模塊170、LORA無線通信模塊180和主控模塊190。
電源模塊110用于提供通信接口轉(zhuǎn)換器100中各個(gè)模塊的工作電源,以保證各模塊的正常工作。
上行通信接口模塊120用于通過與通信總線的耦合而接收終端設(shè)備的抄表指令,并將該抄表指令發(fā)送至主控模塊190,并將由主控模塊190獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至終端設(shè)備。
下行通信接口模塊130用于通過與有線通信總線的耦合而獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù),并將獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊190。
紅外模塊140用于通過與外部設(shè)備耦合,實(shí)現(xiàn)通信接口轉(zhuǎn)換器100和外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互,以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信接口轉(zhuǎn)換器100的本地維護(hù)、運(yùn)行設(shè)置或數(shù)據(jù)抄讀等功能。
時(shí)鐘模塊150用于通過自動(dòng)校準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)對(duì)表計(jì)數(shù)據(jù)的凍結(jié)、抄讀等事件時(shí)間點(diǎn)的精確記錄。
狀態(tài)指示模塊160用于對(duì)通信接口轉(zhuǎn)換器100的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并顯示通信接口轉(zhuǎn)換器100的運(yùn)行狀態(tài)。
儲(chǔ)存模塊170用于對(duì)主控模塊190獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)。
LORA無線通信模塊180用于獲取抄表指令,并根據(jù)該抄表指令通過長(zhǎng)距離低功耗的LORA無線網(wǎng)絡(luò),以獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù),再將該表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊190。
主控模塊190用于獲取上行通信接口模塊120發(fā)送的抄表指令,并將該抄表指令進(jìn)行解析后再發(fā)送至下行通信接口模塊130或LORA無線通信模塊180。再者,主控模塊190還將由下行通信接口模塊130或LORA無線通信模塊180發(fā)送的表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,并將解析后的表計(jì)數(shù)據(jù)分別發(fā)送至上行通信接口模塊120和儲(chǔ)存模塊170。
如圖1所示,電源模塊110用于給通信接口轉(zhuǎn)換器100中的各模塊進(jìn)行供電,以保證各模塊的正常工作。電源模塊110可采用AC-DC的開關(guān)電源技術(shù),其體積小,輸入電壓范圍寬,且還能輸出適配各模塊的工作電壓。作為一種方式,電源模塊110能夠分別輸出大小為12伏特和5伏特的工作電壓至上行通信接口模塊120。電源模塊110也能夠分別輸出大小為38伏特兩路相互隔離的通信電壓和5伏特的工作電壓至下行通信接口模塊130。再者,電源模塊110還能夠?qū)⒋笮?.3伏特的工作電壓分別輸出至LORA無線通信模塊180和主控模塊190。作為另一種方式,電源模塊110的輸入電壓和輸出電壓之間隔離電壓高,以保證通信接口轉(zhuǎn)換器100工作的安全性。與此同時(shí),電源模塊110也具有過載保護(hù)、短路保護(hù)或欠壓保護(hù)等功能,以保證通信接口轉(zhuǎn)換器100工作的安全性。
請(qǐng)參閱圖2,上行通信接口模塊120與主控模塊190耦合,其還用于與終端設(shè)備耦合。作為一種方式,上行通信接口模塊120可以包括:上行外置接口模塊121和上行RS-485通信接口模塊122。
上行外置接口模塊121與主控模塊190耦合,其用于外接載波模塊、微功率無線模塊或雙模模塊等模塊。在本實(shí)施例中,由于通信接口轉(zhuǎn)換器100實(shí)際安裝使用環(huán)境的不同,故其通信方式也不同。因此,在通信接口轉(zhuǎn)換器100實(shí)際安裝時(shí),可根據(jù)實(shí)際環(huán)境選擇載波模塊、微功率無線模塊或雙模模塊等與上行外置接口模塊121耦合。從而使得通信接口轉(zhuǎn)換器100能根據(jù)實(shí)際安裝情況適配實(shí)際安裝情況的較佳通信方式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至終端設(shè)備。
上行RS-485通信接口模塊122為集成電路芯片,并設(shè)有與上行通信總線耦合的接口。在本實(shí)施例中,上行RS-485通信接口模塊122可以獲取到終端設(shè)備發(fā)送的抄表指令,其中,該抄表指令包含有表計(jì)的地址信息。上行RS-485通信接口模塊122將該抄表指令輸出至主控模塊190。上行RS-485通信接口模塊122還能夠獲取到主控裝置發(fā)送的表計(jì)數(shù)據(jù),并將表計(jì)數(shù)據(jù)通過其連接的上行RS-485通信總線發(fā)送至終端設(shè)備。再者,通過外部設(shè)備與上行RS-485通信接口模塊122連接,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信接口轉(zhuǎn)換器100進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)配置或系統(tǒng)在線升級(jí)。
請(qǐng)參閱圖3,下行通信接口模塊130與主控模塊190耦合,其還用于通過耦合下行通信總線以獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù)。下行通信接口模塊130包括:主M-BUS通信接口模塊131和下行RS-485通信接口模塊132。
主M-BUS通信接口模塊131用于通過與M-BUS通信總線耦合,以獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù)。主M-BUS通信接口模塊131通過與主控模塊190耦合,便能夠?qū)@取的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊190。作為一種方式,主M-BUS通信接口模塊131可以集成電路芯片,并設(shè)有與M-BUS通信總線耦合的接口。在本實(shí)施例中,主M-BUS接口模塊可以具有兩路M-BUS通信總線接口,其分別為:第一M-BUS通信接口模塊1311和第二M-BUS通信接口模塊1312。兩路接口分別由電源模塊110提供兩路大小為38伏特,且相互隔離的通信電壓以保證其正常工作。通過第一M-BUS通信接口模塊1311和第二M-BUS通信接口模塊1312分別與自身對(duì)應(yīng)的一路M-BUS通信總線耦合,能夠有效提高對(duì)表計(jì)的抄表的效率。具體的,第一M-BUS通信接口模塊1311和第二M-BUS通信接口模塊1312均能夠獲取到主控模塊190發(fā)送的抄表指令,并通過自身對(duì)應(yīng)的一路M-BUS通信總線對(duì)相對(duì)應(yīng)的表計(jì)進(jìn)行抄集。第一M-BUS通信接口模塊1311和第二M-BUS通信接口模塊1312也能夠分別獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù)輸出到主控模塊190。
下行RS-485通信接口模塊132也為集成電路芯片,并也設(shè)有與下行通信總線耦合的接口??梢岳斫獾?,下行通信總線可為下行RS-485通信總線。在本實(shí)施例中,下行RS-485通信接口模塊132可以獲取到主控模塊190發(fā)送的解析后的的抄表指令。下行RS-485通信接口模塊132根據(jù)該解析后的抄表指令對(duì)應(yīng)的地址通過其耦合的下行RS-485通信總線對(duì)表計(jì)進(jìn)行抄集。下行RS-485通信接口模塊132通過下行RS-485通信總線獲取到表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù)輸出到主控模塊190,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)水、氣、熱等的集抄。
紅外模塊140能夠通過紅外的方式與外部設(shè)備耦合,通過其自身的調(diào)制和解調(diào)作用,便能夠?qū)崿F(xiàn)通信接口轉(zhuǎn)換器100和外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。在本實(shí)施例中,紅外模塊140與主控模塊190耦合,故紅外模塊140夠獲取到主控模塊190獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)。外部設(shè)備通過紅外的方式與紅外模塊140耦合后,通過控制外部設(shè)備,便可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信接口轉(zhuǎn)換器100的本地維護(hù)、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。再者,外部設(shè)備也可通過紅外模塊140與主控模塊190耦合而獲取到實(shí)時(shí)的表計(jì)數(shù)據(jù)。
時(shí)鐘模塊150能夠?yàn)橥ㄐ沤涌谵D(zhuǎn)換器100提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)。通過時(shí)鐘模塊150與主控模塊190的耦合,時(shí)鐘模塊150在主控模塊190的控制下,能夠?qū)⑵鋾r(shí)間信息輸出到主控模塊190,以便于主控模塊190實(shí)現(xiàn)對(duì)表計(jì)數(shù)據(jù)的凍結(jié)、抄讀等事件時(shí)間點(diǎn)的精確記錄。作為一種方式,時(shí)鐘模塊150的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精準(zhǔn)度會(huì)受到外界溫度的影響,因此時(shí)鐘模塊150通過校對(duì)自身的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的工作溫度,能夠規(guī)避外界溫度對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精準(zhǔn)度的影響。具體的,時(shí)鐘模塊150設(shè)有熱敏電阻,熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度而產(chǎn)線性的變化,時(shí)鐘模塊150便能夠?qū)崦綦娮璜@取的溫度信號(hào)輸入到自身的控制單元。控制單元將獲取的溫度信號(hào)和預(yù)設(shè)溫度信號(hào)進(jìn)行匹配,便能夠獲得時(shí)鐘模塊150與環(huán)境溫度最為適配工作狀態(tài),并根據(jù)該工作狀態(tài)對(duì)時(shí)鐘模塊150自身進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償校對(duì)。通過時(shí)鐘模塊150自身的自動(dòng)補(bǔ)償校對(duì),因此便可在寬溫度范圍保證通信接口轉(zhuǎn)換器100計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)性。
狀態(tài)指示模塊160與主控模塊190耦合,以對(duì)通信接口轉(zhuǎn)換器100的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并顯示通信接口轉(zhuǎn)換器100的運(yùn)行狀態(tài)。在本實(shí)施例中,狀態(tài)指示模塊160能夠通過主控模塊190獲取到通信接口轉(zhuǎn)換器100的正常運(yùn)行狀態(tài)信息、故障狀態(tài)信息或上下行通信狀態(tài)信息。狀態(tài)指示模塊160具有雙色的LED指示燈,通過獲取到通信接口轉(zhuǎn)換器100不同的狀態(tài)信息,狀態(tài)指示模塊160能夠通過LED指示燈不同的點(diǎn)亮方式以對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)或上下行通信狀態(tài)進(jìn)行指示。
儲(chǔ)存模塊170和主控模塊190耦合,故儲(chǔ)存模塊170能夠獲取到主控模塊190接收的表計(jì)數(shù)據(jù)。作為一種方式,儲(chǔ)存模塊170可以為32M的非易失閃存(Norflash)的存儲(chǔ)器。儲(chǔ)存模塊170通過總線與主控模塊190耦合,儲(chǔ)存模塊170能夠?qū)χ骺啬K190獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié),以便于主控模塊190的調(diào)用。
請(qǐng)參閱圖4,LORA無線通信模塊180通過總線接口與主控模塊190的耦合,以獲取主控模塊190發(fā)送的抄表指令,并根據(jù)該抄表指令包含的地址信息通過長(zhǎng)距離低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)而對(duì)表計(jì)進(jìn)行集抄。于此同時(shí),LORA無線通信模塊180還能夠?qū)@取到表計(jì)數(shù)據(jù)再通過長(zhǎng)距離低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至主控模塊190。
在本實(shí)施例中,LORA無線通信模塊180為半雙工通信模式,其工作頻率為410M-525MHz,接收電流為14mA,其發(fā)射電流120mA@20dBm,發(fā)射功率可調(diào):5~20dBm@Step 1dB,接收靈敏度可達(dá)-148dBm,傳輸速率為0.123~300kbps。LORA無線通信模塊180采用擴(kuò)頻方式以及高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù),從而LORA無線通信模塊180可具有較高的接收靈敏度,在抗干擾能力強(qiáng)的同時(shí),其也具有長(zhǎng)距離傳輸和低功耗的優(yōu)點(diǎn)。LORA無線通信模塊180包括:調(diào)制電路181、信號(hào)傳輸電路182、控制電路183和信號(hào)天線184。其中,信號(hào)傳輸電路182包括:接收電路1821和發(fā)射電路1822。
調(diào)制電路181用于將從主控模塊190獲取到的抄表指令進(jìn)行調(diào)制,并將調(diào)制后的抄表指令發(fā)送至信號(hào)傳輸電路182,或?qū)⒂尚盘?hào)傳輸電路182發(fā)送的表計(jì)數(shù)據(jù)也進(jìn)行調(diào)制后發(fā)送至主控模塊190。再者,調(diào)制電路181還用于通過對(duì)控制電路183進(jìn)行控制,以控制信號(hào)傳輸電路182發(fā)射或接收。
信號(hào)傳輸電路182用于將調(diào)制電路181調(diào)制好的抄表指令發(fā)送至信號(hào)天線184發(fā)射,或接收信號(hào)天線184獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)。
控制電路183用于根據(jù)調(diào)制電路181的控制指令,以控制信號(hào)傳輸電路182進(jìn)行信號(hào)發(fā)射或信號(hào)接收。
信號(hào)天線184用與將抄表指令進(jìn)行發(fā)送,或接收由表計(jì)獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)。
請(qǐng)參閱圖5,調(diào)制電路181包括:調(diào)制芯片U1、第一電阻R1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13和第一晶振SPXO1。接收電路1821包括:第一電感L1、第十四電容C14、第十五電容C15和第十六電容C16。發(fā)射電路1822包括:第十七電容C17、第十八電容C18、第十九電容C19、第二十電容C20、第二十一電容C21、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4和第五電感L5??刂齐娐?83包括:射頻開關(guān)芯片U2、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二電阻R2、第三電阻R3和第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1。信號(hào)天線184包括:第二十六電容C26和第二十七電容C27。
請(qǐng)參閱圖4和圖5,調(diào)制芯片U1的SCK引腳、MISO引腳、MOSI引腳、NSS引腳、DIO0引腳、DIO1引腳、DIO3引腳、DIO4引腳和DIO5引腳均和主控模塊190的IO口耦合。通過調(diào)制芯片U1和主控模塊190的耦合,從而調(diào)制芯片U1可接收主控模塊190發(fā)送的抄表指令,并將獲取的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊190。再者,調(diào)制芯片U1還可在主控模塊190的控制下,實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)送完成或信號(hào)接收完成等功能。
再者,調(diào)制芯片U1的GND引腳接地,其RXTX/RFMOD引腳與第一電阻R1的一端耦合,第一電阻R1的另一端設(shè)有連接端口a。調(diào)制芯片U1的VBAT-DIG引腳和第一電容C1的一端耦合,第一電容C1的另一端接地。調(diào)制芯片U1的NRESET引腳和第二電容C2的一端耦合,第二電容C2的另一端接地。調(diào)制芯片U1的XTB引腳和第三電容C3的一端耦合,第三電容C3的另一端接地。調(diào)制芯片U1的XTB引腳和XTA引腳還與第一晶振SPXO1的一端耦合,第一晶振SPXO1的另一端接地。調(diào)制芯片U1的XTA引腳與第四電容C4的一端耦合,調(diào)制芯片U1的VR-DIG引腳與第五電容C5的一端耦合,調(diào)制芯片U1的VBAT-ANA引腳與第六電容C6的一端耦合,調(diào)制芯片U1的VR-ANA引腳與第七電容C7的一端耦合。第四電容C4的另一端、第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端和第七電容C7的另一端均接地。調(diào)制芯片U1的VBAT-RF引腳和第八電容C8的一端和第九電容C9的一端耦合,第八電容C8的另一端和第九電容C9的另一端均接地。調(diào)制芯片U1的VR-PA引腳分別與第十電容C10的一端、第十一電容C11的一端、第十二電容C12的一端和第十三電容C13的一端耦合,第十電容C10的另一端、第十一電容C11的另一端、第十二電容C12的另一端和第十三電容C13的另一端均接地。
通過上述的連接關(guān)系,晶振和調(diào)制芯片U1的耦合能夠保證調(diào)制芯片U1的正常工作,電容和調(diào)制芯片U1的耦合后,電容通過其濾波或儲(chǔ)能的功能,以保證調(diào)制芯片U1的正常工作。
調(diào)制芯片U1的RFI-LF引腳和第一電感L1的一端耦合,第一電感L1的另一端接地。第十四電容C14的一端接地,第十五電容C15的一端和第一電感L1的一端耦合,第十四電容C14的另一端和第十五電容C15的另一端均第十六電容C16的一端耦合,第十六電容C16的另一端和射頻開關(guān)芯片U2的J3引腳耦合,第四電感L4的另一端和第二十二電容C22的另一端均與第十九電容C19的另一端耦合。
調(diào)制芯片U1的PA-BOOST引腳與第二電感L2的一端耦合,第二電感L2的另一端與第三電感L3的一端耦合,第三電感L3的另一端和調(diào)制芯片U2的VR-PA引腳耦合。第十七電容C17的一端、第十八電容C18的一端、第十九電容C19的一端和第二十電容C20的一端均接地。第二十一電容C21的一端分別與第二電感L2的另一端和第十七電容C17的另一端耦合。第二十一電容C21的另一端分別與第十八電容C18的另一端、第四電感L4的一端和第二十二電容C22的一端耦合。第四電感L4的另一端和第五電感L5的一端耦合,第十九電容C19的另一端還分別與第五電感L5的一端和第二十三電容C23的一端耦合,第五電感L5的另一端和第二十三電容C23的另一端均與第二十電容C20的另一端耦合,并與射頻開關(guān)芯片U2的J2引腳耦合。
射頻開關(guān)芯片U2的GND引腳接地,射頻開關(guān)芯片U2的V1引腳和分別和第二電阻R2的一端和第二十四電容C24的一端耦合。第二電阻R2的另一端和外部電源耦合,第二十四電容C24的另一端接地。第二電阻R2的一端還與第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極耦合,第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極設(shè)有與連接端口a耦合的連接端口b。第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極接地,并分別與第三電阻R3的一端和第二十五電容C25的一端耦合。第三電阻R3的另一端和第二十五電容C25的另一端均與連接端口b耦合。射頻開關(guān)芯片U2的V2引腳設(shè)有與連接端口a耦合的連接端口c。射頻開關(guān)芯片U2的J1引腳和第二十六電容C26的一端耦合,第二十六電容C26的另一端和第二十七電容C27的一端耦合,第二十七電容C27的另一端接地。第二十六電容C26和第二十七電容C27還設(shè)有與天線耦合連接端口d。
作為一種方式,射頻開關(guān)芯片U2可以為調(diào)制芯片U1的IO口直接控制的方式。射頻開關(guān)芯片U2設(shè)有的連接端口b和連接端口c均與連接端口a耦合后,調(diào)制芯片U1能夠通過控制其RXTX/RFMOD引腳的輸出控制第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1的開閉,因而可以控制射頻開關(guān)芯片U2的V1引腳和V2引腳的電壓。射頻開關(guān)芯片U2休眠時(shí),調(diào)制芯片U1能夠時(shí)同時(shí)拉低射頻開關(guān)芯片U2的V1引腳和V2引腳,從而避免漏電流存在,也降低了整體的功耗。當(dāng)需要將抄表指令發(fā)送時(shí),調(diào)制芯片U1通過控制其RXTX/RFMOD引腳輸出高電平,以使射頻開關(guān)芯片U2的V1引腳為低電平,V2引腳為高電平。根據(jù)射頻開關(guān)芯片U2的邏輯關(guān)系,其J2引腳與J1引腳導(dǎo)通,即信號(hào)天線184和發(fā)射電路1822之間的連接導(dǎo)通。由射頻開關(guān)芯片U2的RFI-LF引腳輸出的抄表指令便能夠進(jìn)行發(fā)射。再者,當(dāng)處于表計(jì)數(shù)據(jù)接收狀態(tài)時(shí),調(diào)制芯片U1通過控制其RXTX/RFMOD引腳輸出低電平,以使射頻開關(guān)芯片U2的V1引腳為高電平,V2引腳為高電平。根據(jù)射頻開關(guān)芯片U2的邏輯關(guān)系,其J3引腳與J1引腳導(dǎo)通,即信號(hào)天線184和接收電路1821之間的連接導(dǎo)通。射頻開關(guān)芯片U2進(jìn)入低功耗的信號(hào)接收狀態(tài),從而射頻開關(guān)芯片U2通過其PA-BOOST引腳能夠接收表計(jì)數(shù)據(jù)。
通過LORA無線通信模塊180,能夠有效提高表計(jì)集抄的靈敏度,增強(qiáng)了抗噪和抗干擾能力。此外,LORA無線通信的抗衰減能力強(qiáng),還有效減小了中繼數(shù)量。
請(qǐng)參閱圖4,主控模塊190可以為具有信號(hào)的處理能力的集成電路芯片。主控模塊190能夠通過與上行外置接口模塊121或上行RS-485通信接口模塊122的耦合獲取抄表指令。主控模塊190將該抄表指令進(jìn)行解析,再將抄表指令通過耦合關(guān)系,分別輸出到主M-BUS通信接口模塊131、下行RS-485通信接口模塊132和LORA無線通信模塊180。主控模塊190也通耦合關(guān)系,獲取主M-BUS通信接口模塊131、下行RS-485通信接口模塊132和LORA無線通信模塊180發(fā)送的表計(jì)數(shù)據(jù)。主控模塊190將該表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,并將解析后的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至上行外置接口模塊121或上行RS-485通信接口模塊122,以使終端設(shè)備能夠獲取到表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù)。
此外,通過與紅外模塊140的耦合,主控模塊190能夠?qū)⑼ㄐ沤涌谵D(zhuǎn)換器100的運(yùn)行參數(shù)、抄表的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至紅外模塊140,以使紅外模塊140能夠和外部設(shè)備形成數(shù)據(jù)交控制。通過與時(shí)鐘模塊150的耦合,故主控模塊190在獲取或發(fā)送表計(jì)數(shù)據(jù)時(shí),也能夠同步獲取時(shí)鐘模塊150的時(shí)間數(shù)據(jù),并通過時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)表計(jì)數(shù)據(jù)的標(biāo)記,以實(shí)現(xiàn)表計(jì)數(shù)據(jù)的凍結(jié)、抄讀等事件時(shí)間點(diǎn)的精確記錄。通過與儲(chǔ)存模塊170的耦合,主控模塊190能夠?qū)⒊淼牟?biāo)記的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至儲(chǔ)存模塊170進(jìn)行存儲(chǔ),以便主控模塊190的再次調(diào)用。通過與狀態(tài)指示模塊160耦合,主控模塊190還能將通信接口轉(zhuǎn)換器100正常運(yùn)行狀態(tài)信息、故障狀態(tài)信息或上下行通信狀態(tài)信息發(fā)送至狀態(tài)指示模塊160,以使用戶能夠獲知通信接口轉(zhuǎn)換器100實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。
綜上所述,本實(shí)用新型提供的一種內(nèi)置LORA無線的通信接口轉(zhuǎn)換器100,應(yīng)用于多表集抄通信系統(tǒng)。多表集抄通信系統(tǒng)包括:表計(jì)和終端設(shè)備,通信接口轉(zhuǎn)換器100包括:LORA無線通信模塊180、上行通信接口模塊120、主控模塊190和電源模塊110。LORA無線通信模塊180與主控模塊190耦合,LORA無線通信模塊180還用于與表計(jì)耦合。上行通信接口模塊120與主控模塊190耦合,上行通信接口模塊120還用于與終端設(shè)備耦合。電源模塊110分別與主控模塊190、LORA無線通信模塊180和上行通信接口模塊120耦合。
通過電源模塊110分別與主控模塊190、LORA無線通信模塊180和上行通信接口模塊120的耦合,電源模塊110能夠提供主控模塊190、LORA無線通信模塊180和上行通信接口模塊120的工作電源,以保證各模塊的正常工作。
通過LORA無線通信模塊180分別與表計(jì)和主控模塊190的耦合,LORA無線通信模塊180能夠根據(jù)主控模塊190發(fā)送的控制指令,通過長(zhǎng)距低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)獲取表計(jì)的表計(jì)數(shù)據(jù),并將獲取到的表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊190。而通過上行通信接口模塊120分別與主控模塊190和終端設(shè)備的耦合,主控模塊190獲取到表計(jì)數(shù)據(jù)后,主控模塊190將該表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析再發(fā)送至上行通信接口模塊120。而上行通信接口模塊120則將表計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到終端設(shè)備。
因此,通過LORA無線通信模塊180無線傳輸,以及主控模塊190的智能控制,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)多表集抄的智能化遠(yuǎn)程控制。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。