一種用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于配電網(wǎng)技術領域，涉及故障指示器的檢測維護設備，具體指一種用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊。
【背景技術】
[0002]隨著國家對配網(wǎng)領域的大力支持，二遙型故障指示器的需求量逐年增大。因故障指示器、集中器主要安放在電線電纜、電線桿等不方便維護的地方；因此，給我們的工程人員進行現(xiàn)場采集維護增加了不小的工作量以及危險因素;再有，用于故障指示器維護的同類產(chǎn)品，其雖能夠完成對故障指示器安裝、調(diào)試及運行維護的工作，但大多數(shù)產(chǎn)品存在傳輸距離受限的問題，造成數(shù)據(jù)傳輸不完整，進而影響故障指示器對配網(wǎng)的故障判斷；除此之夕卜，同類產(chǎn)品的后期拓展功能差，結構簡單，功能單一。針對上述情況，迫切需要一種能夠便于故障指示系統(tǒng)現(xiàn)場維護的設備，以提高維護的效率，保證維護人員的安全。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述技術問題，本實用新型提供了一種能夠對故障指示系統(tǒng)實現(xiàn)無線監(jiān)測、控制和維護的無線透傳模塊，工程維護人員可站在安裝有故障指示器附近的地面上或坐在車里對故障指示器、集中器進行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場維護，提高了現(xiàn)場維護的效率，保障了維護人員的安全。
[0004]本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的:
[0005]—種用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，包括微控制器MCU，微控制器外圍拓展有USB串口電路、RS485串口電路和無線傳輸電路；
[0006]所述USB串口電路和RS485串口電路分別通過串口與微控制器Μ⑶連接，以實現(xiàn)模塊與上位機間的數(shù)據(jù)交互;無線傳輸電路通過無線接口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)模塊與故障指示系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互;微控制器MCU還包括有時鐘電路和供電電路。
[0007]作為本案的優(yōu)化方案，所述USB串口電路選用CP2102芯片，能將差分信號轉換成微控制器MCU可接收的TTL電平信號；此外，通過USB串口電路可為無線透傳模塊提供外部供電，以保證在供電電路異常時透傳模塊可正常供電工作。
[0008]作為本案的優(yōu)化方案，所述RS485串口電路包括SN65LBC184D芯片和TLP113光耦芯片，能將輸入的485信號依次經(jīng)穩(wěn)壓電路、SN65LBC184D芯片、以及光耦電路轉換成微控制器MCU可接收的3.3V信號。
[0009]作為本案的優(yōu)化方案，所述無線傳輸電路包括微控制器內(nèi)置的AT86RF233模塊，以及巴倫濾波器、濾波電路、2.4GHz天線；實現(xiàn)透傳模塊在空曠場地的無線傳輸距離不小于200m。
[0010]作為本案的優(yōu)化方案，所述供電電路選用LM2831芯片以及穩(wěn)壓電路、濾波電路為無線透傳模塊提供純凈的5V和3.3V電源。
[0011]作為本案的優(yōu)化方案，所述微控制器Μ⑶選用ARM Cortex-M0+處理器。
[0012]本實用新型的有益效果是:便于維護，節(jié)約現(xiàn)場調(diào)試的時間，保證現(xiàn)場維護的進度和維護人員的安全;能夠實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸距離可為200米;可拓展組網(wǎng)功能，結構簡單合理，后期能用于柱上FTU等配網(wǎng)終端的無線維護，適于推廣應用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意框圖；
[0014]圖2為USB串口電路的結構示意圖；
[0015]圖3為RS485串口電路的結構示意圖；
[0016]圖4為無線傳輸電路的結構示意圖；
[0017]圖5為供電電路的電路連接圖；
[0018]圖6為主程序流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖及實施例對本實用新型及其效果作進一步闡述。
[0020]如圖1所示，一種用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，無線透傳模塊能夠對故障指示器、集中器通過無線技術完成監(jiān)測、控制、整定、讀取運行信息、寫入維護參數(shù)等操作。包括微控制器MCU，微控制器外圍拓展有USB串口電路、RS485串口電路和無線傳輸電路；微控制器MCU選用ATMEL公司的32位ARM Cortex_M0+處理器為核心控制芯片，并建立最小系統(tǒng)以保證控制芯片的正常工作。USB串口電路和RS485串口電路分別通過串口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)無線透傳模塊與上位機間的數(shù)據(jù)交互;無線傳輸電路通過無線接口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)模塊與故障指示系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互。
[0021]具體硬件設計為，USB串口電路通過串口 1與微控制器MCU連接;如圖2所示，USB串口電路采用1片CP2102芯片，其能將差分信號轉換成微控制器MCU可接收的TTL電平信號;該芯片支持8位數(shù)據(jù)位、1位停止位和校驗位，可接受USB2.0、USB3.0信號。此外，通過USB串口電路可為無線透傳模塊提供外部供電，以保證在供電電路異常時透傳模塊可正常供電工作。RS485串口電路通過串口 2與微控制器Μ⑶連接；由于外部輸入的485信號包含大量的諧波等干擾信號，且不能被Μ⑶芯片直接接收。因此RS485串口電路選用SN65LBC184D芯片以及兩片TLP113光耦芯片，將輸入的485信號依次經(jīng)穩(wěn)壓電路、SN65LBC184D芯片、及由光耦芯片形成的光耦電路轉換成微控制器MCU可接收的3.3V信號，RS485串口電路的結構示意框圖如圖3所示。
[0022]如圖4所示，無線傳輸電路包括控制芯片SAM R21內(nèi)置的AT86RF233模塊，以及巴倫濾波器、濾波電路、2.4GHz天線，實現(xiàn)透傳模塊在空曠場地的無線傳輸距離不小于200m。此夕卜，AT86RF233模塊自帶有可擴展網(wǎng)組功能，可根據(jù)工況需要對透傳模塊進行功能擴展。
[0023 ]透傳模塊還包括為控制芯片提供運行時鐘的時鐘電路以及供電電路;供電電路選用LM2831芯片以及穩(wěn)壓電路、濾波電路為無線透傳模塊提供純凈的5V和3.3V電源，其電路連接如圖5所示。透傳模塊的LED指示燈包括電源燈、讀指示燈和寫指示燈;JTAG接口采用SWD下載模式。
[0024]工作時，首先上位機軟件發(fā)送包含有目標終端地址信息的報文，等待接受目標終端發(fā)回的確認報文，鏈路建立后本透傳模塊上傳和接收帶有采集和控制等信息的報文。報文上傳時，報文通過USB接口或485接口給微控制器MCU，再經(jīng)無線傳輸電路將控制報文發(fā)送給故障指示器、集中器;報文接收時，報文通過無線傳輸電路給微控制器MCU，再經(jīng)USB串口或485串口傳給上位機軟件。
[0025]MCU軟件程序選用ATMEL SAM R21的demo程序Peer to Peer。該程序分為兩個部分，串口部分和無線部分；串口部分實現(xiàn)透傳模塊與電腦之間進行數(shù)據(jù)傳遞，無線部分實現(xiàn)透傳模塊與故障指示器頭子、FTU等之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，傳輸協(xié)議遵循ZigBee傳輸協(xié)議，可與終端傳輸標準101規(guī)約報文、自主故指報文等。
[0026]具體地，主程序里分別進行了系統(tǒng)初始化、延遲函數(shù)初始化、串口初始化以及串口相關配置;其中，系統(tǒng)初始化包括系統(tǒng)時鐘初始化、板硬件初始化、系統(tǒng)事件初始化和外部中斷驅動初始化，主程序流程如圖6所示。無線任務處理需要對網(wǎng)絡層、無線物理層和系統(tǒng)服務部分進行配置，用戶任務則實現(xiàn)無線傳輸和串口傳輸?shù)墓δ?。串口部分使用RS-232C協(xié)議來實現(xiàn)微控制器與電腦串口之間的通信；無線部分使用ZigBee協(xié)議與故指、FTU進行通
?目Ο
[0027]以上實施例僅是示例性的，并不會局限本實用新型，應當指出對于本領域的技術人員來說，在本實用新型所提供的技術啟示下，所做出的其它等同變型和改進，均應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:包括微控制器MCU，微控制器外圍拓展有USB串口電路、RS485串口電路和無線傳輸電路； 所述USB串口電路和RS485串口電路分別通過串口與微控制器Μ⑶連接，以實現(xiàn)模塊與上位機間的數(shù)據(jù)交互;無線傳輸電路通過無線接口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)模塊與故障指示系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互;微控制器MCU還包括有時鐘電路和供電電路。2.根據(jù)權利要求1所述的用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:所述USB串口電路選用CP2102芯片，能將差分信號轉換成微控制器MCU接收的TTL電平信號；以及通過USB串口電路能為無線透傳模塊連接外部供電。3.根據(jù)權利要求1所述的用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:所述RS485串口電路包括SN65LBC184D芯片和TLP113光耦芯片，能將輸入的485信號依次經(jīng)穩(wěn)壓電路、SN65LBC184D芯片、以及光耦電路轉換成微控制器MCU接收的3.3V信號。4.根據(jù)權利要求1所述的用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:所述無線傳輸電路包括微控制器內(nèi)置的AT86RF233模塊，以及巴倫濾波器、濾波電路、2.4GHz天線。5.根據(jù)權利要求1所述的用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:所述供電電路選用LM2831芯片以及穩(wěn)壓電路、濾波電路為無線透傳模塊提供純凈的5V和3.3V電源。6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的用于故障指示系統(tǒng)維護的無線透傳模塊，其特征在于:所述微控制器MCU選用ARM Cortex-MO+處理器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠對故障指示系統(tǒng)實現(xiàn)無線監(jiān)測、控制和維護的無線透傳模塊，包括微控制器MCU，微控制器外圍拓展有USB串口電路、RS485串口電路和無線傳輸電路；USB串口電路和RS485串口電路分別通過串口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)模塊與上位機間的數(shù)據(jù)交互；無線傳輸電路通過無線接口與微控制器MCU連接，以實現(xiàn)模塊與故障指示系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互；微控制器MCU還包括有時鐘電路和供電電路。工程維護人員可站在安裝有故障指示器附近的地面上或坐在車里對故障指示器、集中器進行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場維護，提高了現(xiàn)場維護的效率，保障了維護人員的安全；能夠實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸距離為200米；結構簡單合理，具有組網(wǎng)拓展功能，適于推廣應用。
【IPC分類】G08C17/02
【公開號】CN205104020
【申請?zhí)枴緾N201520935893
【發(fā)明人】孫侃, 卜權, 班業(yè)興, 萬庭輝, 王二王, 唐飛
【申請人】特變電工南京智能電氣有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月23日