專利名稱：用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種接口卡，尤其是涉及一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無 線接口卡。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電力自動化設(shè)備現(xiàn)場安裝調(diào)試以及日常維護通常都是通過串行口連接維 護主機(通常是便攜式計算機)，也有部分設(shè)備設(shè)計有USB 口與主機通訊。但是，由于智能 電網(wǎng)的提出與發(fā)展，近幾年出現(xiàn)輸電線路智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般安裝在輸電線路桿塔上 或高壓導(dǎo)線上，有些桿塔還高達達幾十米，在安裝調(diào)試過程中如果采用串行口或USB實現(xiàn) 通訊連接，一方面距離長使得串行通訊困難，另一方面每次在日常維護時需要上桿塔，非常 不便而且不安全。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于輸電 線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，其特征在于，包括USB接口轉(zhuǎn) 換模塊、MCU、RF通訊模塊，所述的MCU分別與USB接口轉(zhuǎn)換模塊、RF通訊模塊連接。所述的MCU設(shè)有UART接口、SPI接口，所述的MCU通過UART接口與USB接口轉(zhuǎn)換 模塊連接，所述的MCU通過SPI接口與RF通訊模塊連接。所述的RF通訊模塊包括RF芯片和天線，其中RF芯片為nRF905。所述的天線為PCB天線或外置式吸盤天線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1、采用無線通訊方式，無須在每次系統(tǒng)安裝、調(diào)試、診斷以及日常維護時上桿塔， 大幅簡化了維護工作，同時降低了發(fā)生危險的可能性；2、采用nRF905設(shè)計的短距離無線通訊，其最長通訊距離可達100米，可以滿足目 前所有電壓等級的高壓桿塔上設(shè)備的維護，解決了采用USB或RS232串行通訊時，通訊距離 無法滿足高壓桿塔上智能化設(shè)備與地面通訊的問題；3、直接連接與宿主機USB從宿主機獲取電源，一般外置式接口卡需要外部電源， 而輸電線路及桿塔通常位于野外取電源不夠方便，直接從宿主機獲取電源使得現(xiàn)場維護工 作非常方便。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的典型應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，包括USB接口轉(zhuǎn)換 模塊1、MCU 2、RF通訊模塊3，所述的MCU 2分別與USB接口轉(zhuǎn)換模塊1、RF通訊模塊3連接。所述的USB接口轉(zhuǎn)換模塊1與宿主機(外部智能化設(shè)備或維護主機)的USB 口連 接，接口卡上USB接口工作在從設(shè)備模式，一方面從宿主機獲取5V電源并轉(zhuǎn)換為接口卡上 其他電路模塊所需的電源，另一方面采用USB-UART轉(zhuǎn)換芯片將USB數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換為UART 接口與MCU連接，從而在宿主機與MCU之間提供了一條透明的數(shù)據(jù)通道。所述的MCU 2 一般采用管腳很少的8位MCU，片上要求至少帶有1個UART和1個 SPI接口，UART接口與USB接口轉(zhuǎn)換模塊連接，SPI接口與RF通訊模塊連接。所述的RF通訊模塊3包括RF芯片和天線，其中RF芯片為nRF905，nRF905通過 SPI接口連接于MCU，根據(jù)應(yīng)用場合不同，天線或直接用PCB印制線設(shè)計，或采用外置式吸盤 天線。MCU 2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件主要實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，從宿主機USB 口經(jīng)USB接口轉(zhuǎn)換模塊 1接收到的數(shù)據(jù)，在軟件控制下通過RF通訊模塊3發(fā)送出去，而從RF通訊模塊3接收到的 數(shù)據(jù)則通過USB接口轉(zhuǎn)換模塊1發(fā)送至宿主機。根據(jù)使用場合不同，接口卡外型采用兩種型式。植于輸電線路智能化系統(tǒng)裝置內(nèi) 部的接口卡一般不單獨配置外殼，直接棧接于裝置電路板，但由于裝置一般具有金屬外殼， 天線須采用外置式吸盤天線；在便攜式計算機一端，接口卡天線設(shè)計為PCB天線，其外型則 采用類似U盤的封裝，方便使用。如圖2所示，具體應(yīng)用時通常成對應(yīng)用，即嵌入在輸電線路智能化系統(tǒng)裝置內(nèi)部 的第一接口卡和線路智能化系統(tǒng)維護工程人員攜帶的第二接口卡。由于第一接口卡內(nèi)嵌于裝置內(nèi)部，接口卡與宿主機微控制器之間可以通過USB連 接，也可以通過UART連接，甚至直接通過SPI連接。當采用UART連接時，接口卡硬件功能 模塊不包括USB-UART轉(zhuǎn)換芯片；當采用SPI連接時，接口卡硬件功能模塊不包括USB-UART 轉(zhuǎn)換芯片及MCU，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件直接運行于宿主機微控制器。第一接口卡必須采用外置式吸 盤天線。第二接口卡天線設(shè)計為PCB天線，外型設(shè)計為類似U盤接口，通過USB接口直接插 在便攜式計算機USB 口。系統(tǒng)安裝調(diào)試、診斷、維護時，下行數(shù)據(jù)由便攜式計算機通過USB發(fā)送到第二接口 卡，經(jīng)第二接口卡的USB接口轉(zhuǎn)換模塊1轉(zhuǎn)換被MCU接收，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件的控制下，MCU通 過SPI接口下發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送命令給RF通訊模塊，下行數(shù)據(jù)即按riRF905定義的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié) 議以FSK方式發(fā)送出去。第一接口卡的RF通訊模塊則收到該下行數(shù)據(jù)幀，通訊模塊向微控 制器發(fā)出中斷，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件的控制下讀出數(shù)據(jù)遞交到應(yīng)用層，至此下行數(shù)據(jù)的透明傳 輸過程完成。上行數(shù)據(jù)傳輸過程完全類似于下行數(shù)據(jù)的傳輸，只是數(shù)據(jù)由第一接口卡發(fā)出，第 二接口卡接收。[0028]在雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，為了向應(yīng)用層提供更好的服務(wù)接口，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件通常 需要提供拆包和合包功能，因為RF通訊模塊數(shù)據(jù)鏈路層通常支持的幀長度只能達到幾十 個字節(jié)，而線路智能化系統(tǒng)應(yīng)用層通訊協(xié)議包長度有的達幾百字節(jié)甚至更長。由于第二接口卡設(shè)計為PCB天線，通常在距離超過50米后通訊可靠性明顯下降， 應(yīng)用于電壓等級較高的桿塔時，第二接口卡的RF通訊模塊通常需要增加功率放大(PA)電 路，以增加通訊距離。
權(quán)利要求1.一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，其特征在于，包括USB接口轉(zhuǎn)換 模塊、MCU、RF通訊模塊，所述的MCU分別與USB接口轉(zhuǎn)換模塊、RF通訊模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，其特征在 于，所述的MCU設(shè)有UART接口、SPI接口，所述的MCU通過UART接口與USB接口轉(zhuǎn)換模塊 連接，所述的MCU通過SPI接口與RF通訊模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，其特征在 于，所述的RF通訊模塊包括RF芯片和天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，其特征在 于，所述的天線為PCB天線或外置式吸盤天線。
專利摘要本實用新型涉及一種用于輸電線路智能化系統(tǒng)維護的無線接口卡，包括USB接口轉(zhuǎn)換模塊、MCU、RF通訊模塊，所述的MCU分別與USB接口轉(zhuǎn)換模塊、RF通訊模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有采用無線通訊方式，無須在每次系統(tǒng)安裝、調(diào)試、診斷以及日常維護時上桿塔，大幅簡化了維護工作，同時降低了發(fā)生危險的可能性等優(yōu)點。
文檔編號H02J13/00GK201887556SQ201020656820
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者余兵, 余康華, 江秀臣, 高翔 申請人:上?？颇茈姎饪萍加邢薰?br>