專利名稱：無(wú)線與gsm技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力戶外設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)，特別涉及無(wú)線與GSM技術(shù)混合 組建數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
針對(duì)電力系統(tǒng)輸電線路鐵塔塔材、低壓輸電線路、低壓路燈線路、用戶變 壓器盜竊案件越發(fā)頻繁，并有日趨嚴(yán)重的傾向。而目前大多數(shù)電力部門(mén)對(duì)此現(xiàn) 象還處于人防為主，技防為輔的被動(dòng)局面，究其原因，主要是現(xiàn)有的大多數(shù)防 盜設(shè)備由于質(zhì)量和運(yùn)行成本等原因無(wú)法大規(guī)模推廣使用。影響防盜設(shè)備大規(guī)模 推廣的主要原因之一是報(bào)警信息傳輸手段的制約。
目前可供選擇的傳輸手段分別有
有線傳輸方式
包括光纖通信和普通線纜通信。在城鎮(zhèn)部分區(qū)域，如果被監(jiān)測(cè)桿、塔附近 有光端機(jī)用戶接入器或有已經(jīng)敷設(shè)可以使用的線纜(鑒于高昂的租借費(fèi)用，不 推薦使用電信線路)，則可以采用這種方式(遺憾的是往往不具備這種條件)。 該方式的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)傳輸容量大，不易受外界干擾，利用現(xiàn)有電路工程造價(jià) 低。缺點(diǎn)是對(duì)野外線路難以實(shí)施，而且有線本身也是被盜竊目標(biāo)。
無(wú)線傳輸方式
中小功率無(wú)線電臺(tái)方式此種方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投運(yùn)后的系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用 低。缺點(diǎn)是功率較大，對(duì)設(shè)備供電系統(tǒng)帶來(lái)較大負(fù)擔(dān)；容易受到外部干擾和 對(duì)其他系統(tǒng)造成干擾；所用頻率要得到無(wú)委會(huì)審批和每年繳納頻率使用費(fèi)。
手機(jī)短信傳輸方式
手機(jī)信號(hào)覆蓋區(qū)域已經(jīng)達(dá)到大部分城鄉(xiāng)地區(qū)。從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的工作量、難易 程度、可靠性、造價(jià)等各種因素綜合考慮，報(bào)警信號(hào)的傳輸采用手機(jī)短信息方 式在技術(shù)上是可行的。但是，鑒于電力系統(tǒng)有待被監(jiān)測(cè)的戶外設(shè)施太多(一個(gè)
30萬(wàn)人口的縣級(jí)區(qū)域，用戶變壓器達(dá)幾千臺(tái)，百萬(wàn)人口的城市，其10KV以上 線路的桿/塔達(dá)幾千基)，如果每一個(gè)被監(jiān)視點(diǎn)采用一部手機(jī)卡(按目前最優(yōu)惠 的電信價(jià)格20元/月)，則每個(gè)月的電信使用費(fèi)達(dá)數(shù)萬(wàn)元(甚至十幾萬(wàn)元)。 如此高昂的費(fèi)用，對(duì)今后的大規(guī)模推廣非常不利。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)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結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線與GSM技術(shù)混合 組建數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，該裝置包括GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊、 控制器、供電系統(tǒng)，所述的GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊分別與控制器連接， 所述的控制器與供電系統(tǒng)連接。
所述的GSM傳輸模塊包括GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口，上述GSM傳輸模塊內(nèi)的各器件相互連 接。
所述的控制器包括Flash程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)SRAM、可編程計(jì)數(shù)器陣列 (PCA)、可配置成不同時(shí)間范圍的看門(mén)狗定時(shí)器、兩個(gè)增強(qiáng)型UART、字節(jié) 型I2C總線串行接口，上述控制器內(nèi)的各器件相互連接。
所述的供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供電子系統(tǒng)、蓄電池供電子系統(tǒng)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 遠(yuǎn)端站功率低、體積小、耗電省、安裝方便；
(2) 低功率不易形成干擾，可以根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)任何地域的用電設(shè)施 予以監(jiān)測(cè)；
(3) 系統(tǒng)建設(shè)周期短、造價(jià)低，組網(wǎng)方便快捷；
(4) 使用的無(wú)線頻段屬于國(guó)家無(wú)委開(kāi)放頻段，毋須申請(qǐng)和繳納頻率占用 費(fèi)(其它頻率要報(bào)批并繳納占用費(fèi))；
(5) 系統(tǒng)建成后的運(yùn)行成本低，適于大規(guī)模推廣使用；
(6) 遠(yuǎn)端站屬于免維護(hù)型，可在中心站實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遙信升級(jí)。


圖1是本實(shí)用新型無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置的無(wú)線傳輸模
塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)用新型無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置包括GSM 傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊、控制器、供電系統(tǒng)。
GSM傳輸模塊的選擇GSM傳輸采用Siemeils公司推出的新-代無(wú)線通信 GSM模塊TC35i。該模塊自帶RS232通訊接口,可以方便地與單片機(jī)連機(jī)通訊， 快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、短消息服務(wù)(Short Message Service)。
TC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、 閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為T(mén)C35的核心,基帶處理器主要 處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào),并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和 數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下,可支持FR、 HR和EFR語(yǔ)音信道 編碼。
無(wú)線傳輸模塊的選擇無(wú)線收發(fā)模塊是基于SEMTECH公司的XE1203芯 片所成，工作在426-441 MHz公用頻帶，可做FSK窄帶和寬帶調(diào)制、FHSS應(yīng) 用，內(nèi)置鎖相環(huán)，工作頻率穩(wěn)定可靠，并具有體積小，性能優(yōu)異、外圍元件少、 超低功率、使用方便和便于設(shè)計(jì)生產(chǎn)等特點(diǎn)。該模塊采用低發(fā)射功率、高接收 靈敏度的設(shè)計(jì)，符合歐洲ETSI (EN300-220-l和EN301-439-3)及FCC 15.247 和15.249認(rèn)證規(guī)格，滿足無(wú)線管制要求，無(wú)需申請(qǐng)頻率使用許可證。
模塊特
高靈敏度，0.01 %誤碼率，1.2kbps傳輸速率，靈敏度可以達(dá)到一114dBm
采用高穩(wěn)定性晶振
16-byte FIFO
數(shù)字接收信號(hào)指示(RSSI) 數(shù)字頻率糾錯(cuò)(FEI) 輸出功率最大到15dBm，可設(shè)定 可嵌入式設(shè)計(jì)，模塊大小32X18mm
供電電壓2.4V 3.6V
接收時(shí)，有高IIP3和高靈敏度兩種選項(xiàng)(A、 B模式)
頻率設(shè)置步進(jìn)為500Hz
發(fā)射電流62mA(^15dBm
接收電流14mA
休眠電流0.2uA
傳輸速率可以達(dá)到152.3kbit/s
輸入輸出駐波《1.5
該模塊的輸出頻點(diǎn)、調(diào)制頻偏、發(fā)信功率、傳輸速率等工作狀態(tài)指標(biāo)均可 以通過(guò)軟件編程設(shè)定。
控制器的選擇上述各類收發(fā)信模塊及報(bào)警采集信息的傳輸均由微處理器 控制?？刂破鬟x用P89C669，它是基于PHILIPS半導(dǎo)體新51MX內(nèi)核的首類 Flash微控制器代表。它包含96k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器、2k字節(jié)的數(shù)據(jù) SRAM、 l個(gè)可編程計(jì)數(shù)器陣列(PCA)、可配置成不同時(shí)間范圍的看門(mén)狗定時(shí) 器(通過(guò)SFR的位設(shè)置)、2個(gè)增強(qiáng)型UART以及字節(jié)型I2C總線串行接口。
通過(guò)控制器對(duì)各通信、信息采集等模塊的控制，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了同頻單工碼 分多址、應(yīng)答確認(rèn)、自動(dòng)校驗(yàn)、路由智能判定、多數(shù)字口外設(shè)通信等一系列功 能，有效的避免了局域網(wǎng)內(nèi)的同頻干擾，局域網(wǎng)間的碼間干擾，的并取得滿意 效果。
供電系統(tǒng)鑒于應(yīng)用在鐵塔防盜中的遠(yuǎn)端站無(wú)法提供普通交流電源，設(shè)備 采用太陽(yáng)能極板與大容量蓄電池相結(jié)合的供電模式。在電路設(shè)計(jì)中又采取了，
降低設(shè)備功耗等節(jié)電措施。
硬件上盡可能采用大規(guī)模集成電路和專用芯片； 分立元件盡可能采用低功耗貼片元件；
軟件控制采用哨兵探頭警戒、逐級(jí)探頭喚醒技術(shù)；大部分工作器件平時(shí) 處于睡眠狀態(tài)， 一旦需要立即喚醒。 目前的遠(yuǎn)端站設(shè)備功耗為 靜態(tài)130mA (最初近400mA) 動(dòng)態(tài)170mA (發(fā)信機(jī)工作)
設(shè)備在正常充滿電情況下，可連續(xù)48-72小時(shí)無(wú)日照下正常工作。
抗干擾與防雷措施設(shè)備對(duì)于各類防盜器中來(lái)自于交流電源線或桿塔引入 的高壓或雷電(鑒于設(shè)備安裝在桿塔避雷針或線路下方位置，所以主要考慮對(duì) 感應(yīng)雷的防護(hù))威脅所采取的措施主要有-
所有外部電信號(hào)采集連接均采用光偶進(jìn)行隔離；
電源系統(tǒng)分別采用多極(正/負(fù)溫度特性)的熱敏電阻(自恢復(fù)保險(xiǎn)絲)、 中/大容量速斷融絲、具有一定電壓要求的放電管、壓敏電阻、抗浪涌電路等多 極保護(hù)措施。
設(shè)備的工作地與保護(hù)地嚴(yán)格分開(kāi)，整體做到均流/均壓且一點(diǎn)接地。 設(shè)備安裝點(diǎn)與超高壓線路保持一定間距，降低電暈噪聲對(duì)設(shè)備的干擾程度。
設(shè)備長(zhǎng)期工作在野外，其各項(xiàng)保護(hù)措施及防護(hù)等級(jí)達(dá)到GB/T4942.2-93 中IP66標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1. 無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，該裝置包括GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊、控制器、供電系統(tǒng)，所述的GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊分別與控制器連接，所述的控制器與供電系統(tǒng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)釆集裝置，其特 征在于，所述的GSM傳輸模塊包括GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電 模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口，上述GSM傳輸模塊內(nèi)的各器件相 互連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)釆集裝置，其特 征在于，所述的控制器包括Flash程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)SRAM、可編程計(jì)數(shù)器陣 列(PCA)、可配置成不同時(shí)間范圍的看門(mén)狗定時(shí)器、兩個(gè)增強(qiáng)型UART、字 節(jié)型I2C總線串行接口 ，上述控制器內(nèi)的各器件相互連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置，其特 征在于，所述的供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能供電子系統(tǒng)、蓄電池供電子系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及無(wú)線與GSM技術(shù)混合組建數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置包括GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊、控制器、供電系統(tǒng)，所述的GSM傳輸模塊、無(wú)線傳輸模塊分別與控制器連接，所述的控制器與供電系統(tǒng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)端站功率低、體積小、耗電省、安裝方便；低功率不易形成干擾，可以根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)任何地域的用電設(shè)施予以監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)建設(shè)周期短、造價(jià)低，組網(wǎng)方便快捷；使用的無(wú)線頻段屬于國(guó)家無(wú)委開(kāi)放頻段，毋須申請(qǐng)和繳納頻率占用費(fèi)(其它頻率要報(bào)批并繳納占用費(fèi))；系統(tǒng)建成后的運(yùn)行成本低，適于大規(guī)模推廣使用；遠(yuǎn)端站屬于免維護(hù)型，可在中心站實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遙信升級(jí)。
文檔編號(hào)H04B7/24GK201210347SQ20082005878
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者劉理華, 果民先 申請(qǐng)人:上海欣影電力科技發(fā)展有限公司