專利名稱：一種pstn modem通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種PSTN MODEM，尤其是涉及一種低功耗的PSTN MODEM，屬于網(wǎng) 絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在野外無人值守的遙測系統(tǒng)中，現(xiàn)場大多數(shù)情況下缺乏有效的交流供電，通常采 用太陽能+蓄電池浮充供電的方式，要求遙測系統(tǒng)中的所有設(shè)備都具有低功耗的特點(diǎn) ’另 外要求設(shè)備具有高可靠性，適應(yīng)野外環(huán)境下的大溫度變化范圍、雷擊防護(hù)等，長期可靠運(yùn) 行，達(dá)到免維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。PSTN MODEM具有建設(shè)成本低、傳輸容量大、架設(shè)方便等特點(diǎn)，廣泛用于數(shù)據(jù)、語音 和圖像傳輸控制系統(tǒng)中。目前以商業(yè)級的產(chǎn)品為主，適用于有交流供電的室內(nèi)環(huán)境，元器件 全速運(yùn)行，工作功耗大，溫度范圍窄，無雷電防護(hù)裝置。將PSTN MODEM應(yīng)用于野外遙測數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，可以提供比較方便的、低成本 的、大容量的、實(shí)時性的通信信道，與其他通信方式相比具有明顯的優(yōu)勢。但是商業(yè)級的 MODEM無法直接應(yīng)用于野外遙測系統(tǒng)?，F(xiàn)有商用MODEM基于成本考慮，電路設(shè)計簡單，沒有電源管理單元，所有元器 件上電后全速運(yùn)行，造成設(shè)備功耗大；產(chǎn)品只適用室內(nèi)環(huán)境，元器件的溫度范圍一般在 0°c -40°c，無法滿足野外運(yùn)行環(huán)境；產(chǎn)品沒有防雷措施，野外環(huán)境下極易損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種功耗低的PSTNM0DEM 通信終端，適用于各類野外無人值守遙測系統(tǒng)，也可應(yīng)用于各類商業(yè)應(yīng)用場合，有效提高設(shè) 備的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種PSTN MODEM通信終端，包括與外部電 話線相連的防雷接口電路，其特征在于所述防雷接口電路依次與振鈴檢測及計時電路、上 電控制電路相連；與12V直流電源相連的電源轉(zhuǎn)換電路分別與振鈴檢測及計時電路、上電 控制電路、嵌入式MODEM模塊、電平轉(zhuǎn)換電路相連，脈寬檢測電路分別與上電控制電路、電 平轉(zhuǎn)換電路及嵌入式MODEM模塊相連，所述上電控制電路與電平轉(zhuǎn)換電路相連，所述上電控制電路在有效的DTR脈寬檢測信號和振鈴檢測信號作用下，控制嵌入 式MODEM模塊以及電平轉(zhuǎn)換電路在必要時上電工作，其他時段掉電；所述振鈴檢測及計時電路自動檢測以4s為周期的間斷脈沖群鈴流信號，在檢測 到有效振鈴信號后，通過計時電路保持信號有效，為上電控制電路提供控制輸入。本實(shí)用新型的工作原理本實(shí)用新型通過合理分配功能單元和工作狀態(tài)，合理設(shè)計通信流程和電源控制方 式，合理選擇低功耗元器件等多種技術(shù)手段設(shè)計出低功耗、高可靠的產(chǎn)品。1.本實(shí)用新型包括防雷接口電路、振鈴檢測及計時電路、上電控制電路、脈寬檢測電路、接口電平轉(zhuǎn)換電路、電源轉(zhuǎn)換電路以及嵌入式MODEM模塊等單元。2.本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換電路一方面將12V直流電源輸入轉(zhuǎn)換為電路使用的常 供電5V電源輸出，另一方面控制PMOS開關(guān)管提供嵌入式MODEM模塊所需的受控5V電源輸 出；3.本實(shí)用新型的防雷接口電路串接在外部電話線的入口，在發(fā)生雷擊或者大電流 感應(yīng)時自動切斷電路，為內(nèi)部振鈴檢測和嵌入式MODEM提供防雷保護(hù)。4.本實(shí)用新型的振鈴檢測及計時電路自動檢測以4s為周期的間斷脈沖群鈴流 信號，在檢測到有效振鈴信號后，通過計時電路保持信號有效，為上電控制電路提供控制輸 入。5.本實(shí)用新型的脈寬檢測電路將脈寬小于300ms的DTR信號濾除，以防止數(shù)據(jù)接 口上的干擾信號使MODEM誤觸發(fā)工作。6.本實(shí)用新型的上電控制電路在有效的DTR脈寬檢測信號和振鈴檢測信號作用 下，控制嵌入式MODEM以及電平轉(zhuǎn)換芯片在必要時上電工作，其他時段掉電。7.本實(shí)用新型的接口電平轉(zhuǎn)換電路將嵌入式MODEM模塊提供的TTL電平轉(zhuǎn)換成 RS232C接口電氣信號的DCE定義信號，采用帶休眠功能的低功耗芯片，工作狀態(tài)到休眠狀 態(tài)的轉(zhuǎn)換由上電控制信號控制。8.本實(shí)用新型的嵌入式MODEM完成各種通信功能和接口規(guī)范，平時處于掉電狀 態(tài)，在有效連接時才進(jìn)入上電狀態(tài)。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果本實(shí)用新型的PSTN MODEM通信終端功耗低，適用 于各類野外無人值守遙測系統(tǒng)，也可應(yīng)用于各類商業(yè)應(yīng)用場合，有效提高設(shè)備的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型的PSTN MODEM通信終端的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為基于PSTN網(wǎng)絡(luò)的遙測系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的一種PSTN MODEM通信終端的結(jié)構(gòu)原理圖。本實(shí)用新型包括以下各模塊1.本實(shí)用新型包括防雷接口電路、振鈴檢測及計時電路、上電控制電路、脈寬檢測 電路、接口電平轉(zhuǎn)換電路、電源轉(zhuǎn)換電路以及嵌入式MODEM模塊等單元。2.本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換電路將12V直流電源轉(zhuǎn)換為常供電5V電源及受控5V電 源。3.本實(shí)用新型的防雷接口電路串接在外部電話線的入口，在發(fā)生雷擊或者大電流 感應(yīng)時自動切斷電路，為內(nèi)部振鈴檢測和嵌入式MODEM提供防雷保護(hù)。4.本實(shí)用新型的振鈴檢測及計時電路自動檢測以4s為周期的間斷脈沖群鈴流 信號，在檢測到有效振鈴信號后，通過計時電路保持信號有效，為上電控制電路提供控制輸 入。5.本實(shí)用新型的脈寬檢測電路將脈寬小于300ms的DTR信號濾除，以防止數(shù)據(jù)接 口上的干擾信號使MODEM誤觸發(fā)工作。[0030]6.本實(shí)用新型的上電控制電路在有效的DTR脈寬檢測信號和振鈴檢測信號作用 下，控制嵌入式MODEM以及電平轉(zhuǎn)換芯片在必要時上電工作，其他時段掉電。7.本實(shí)用新型的接口電平轉(zhuǎn)換電路將嵌入式MODEM模塊提供的TTL電平轉(zhuǎn)換成 RS232C接口電氣信號的DCE定義信號，采用帶休眠功能的低功耗芯片，工作狀態(tài)到休眠狀 態(tài)的轉(zhuǎn)換由上電控制信號控制。8.本實(shí)用新型的嵌入式MODEM完成各種通信功能和接口規(guī)范，平時處于掉電狀 態(tài)，在有效連接時才進(jìn)入上電狀態(tài)。圖2為基于PSTN網(wǎng)絡(luò)的遙測系統(tǒng)示意圖。本實(shí)用新型的工作流程為工作流程根據(jù)發(fā)起通信的主動方不同分為兩種情況， 一種是遙測端主動發(fā)起通信，另一種是中心端主動發(fā)起通信。遙測端主動發(fā)起通信工作流程1. MODEM平時處于低功耗省電模式；2.數(shù)據(jù)終端給出有效的DTR信號將MODEM喚醒；3.等待上電復(fù)位時間后，MODEM可以開始正常工作；4.數(shù)據(jù)終端通過撥號指令控制MODEM撥打中心端電話號碼；5.中心端接收到撥號信息后，啟動建立連接過程；6.建立連接后，數(shù)據(jù)終端開始與中心站處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；7.數(shù)據(jù)通信完成后，數(shù)據(jù)終端通過掛機(jī)指令解除連接；8.解除連接后，數(shù)據(jù)終端釋放DTR ；9. MODEM重新進(jìn)入低功耗省電模式。中心端主動發(fā)起通信工作流程1. MODEM平時處于低功耗省電模式；2.中心站處理器通過撥號指令撥打遙測端電話號碼；3.有效的振鈴信號將MODEM喚醒；4.等待上電復(fù)位時間后，MODEM可以開始正常工作，輸出字符串，激活數(shù)據(jù)終端；5.數(shù)據(jù)終端接被激活后，使DTR有效，接管MODEM的上電控制；6. DTR有效后，MODEM自動摘機(jī)，啟動建立連接過程；7.建立連接后，中心平臺與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端開始數(shù)據(jù)通信；8.數(shù)據(jù)通信完成后，中心平臺通過掛機(jī)指令解除連接；9.解除連接后，數(shù)據(jù)終端釋放DTR ；10. MODEM重新進(jìn)入低功耗省電模式。本實(shí)用新型提供的PSTN MODEM使用直流12V供電，工作溫度范圍_25°C _+55°C， 靜態(tài)電流小于0. ImA ；常見同類設(shè)備工作溫度范圍0°C _+40°C，靜態(tài)工作電流50-100mA。因 此本實(shí)用新型裝置非常適用于使用蓄電池供電的遙測系統(tǒng)應(yīng)用場合，可以減小蓄電池容量 和太陽能板功率的配置，節(jié)省遙測系統(tǒng)集成成本，方便遙測系統(tǒng)維護(hù)。本實(shí)用新型提供的通過給嵌入式MODEM模塊掉電的方式進(jìn)入低功耗省電模式，使 每次數(shù)據(jù)通信過程都相當(dāng)于重新上電啟動，避免了軟件死機(jī)帶來的問題，具有更高的可靠 性。本實(shí)用新型采用電源管理和防雷組合設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了在無有效通信需求時關(guān)鍵電子單元處于完全掉電狀態(tài)，有效降低了雷擊概率。相關(guān)技術(shù)術(shù)語的名詞解釋PSTN =Public Switched Telephone Network，公共交換電話網(wǎng)絡(luò)，也即常說的電 話網(wǎng)絡(luò)。MODEM :MOdulator-DEModulator,調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)字信號調(diào)制成語音信號，通過 PSTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信。遙測系統(tǒng)將對象參量的近距離測量值傳輸至遠(yuǎn)距離的測量站來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量 的系統(tǒng)。DCE =Data Communication Equipment，數(shù)據(jù)通信設(shè)備，與 DTE 相對而言，它在 DTE 和傳輸線路之間提供信號變換和編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、保持和釋放鏈路的連接，如Modem。TTL電平Transistor-Transistor Logic晶體管-晶體管邏輯電路電平RS232:全稱為 EIA RS-232C，是由美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA(ElectronicIndustry Association)在1969年頒布的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)及其電氣定義。RS(Recommended Standard)是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識號，C表示修改次數(shù)。DTR =Data terminal ready，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。是RS232 接口信號中的一個控制信號線。
權(quán)利要求一種PSTN MODEM通信終端，包括與外部電話線相連的防雷接口電路，其特征在于所述防雷接口電路依次與振鈴檢測及計時電路、上電控制電路相連；與12V直流電源相連的電源轉(zhuǎn)換電路分別與振鈴檢測及計時電路、上電控制電路、嵌入式MODEM模塊、電平轉(zhuǎn)換電路相連，脈寬檢測電路分別與上電控制電路、電平轉(zhuǎn)換電路及嵌入式MODEM模塊相連，所述上電控制電路與電平轉(zhuǎn)換電路相連，所述上電控制電路在有效的DTR脈寬檢測信號和振鈴檢測信號作用下，控制嵌入式MODEM模塊以及電平轉(zhuǎn)換電路在必要時上電工作，其他時段掉電；所述振鈴檢測及計時電路自動檢測以4s為周期的間斷脈沖群鈴流信號，在檢測到有效振鈴信號后，通過計時電路保持信號有效，為上電控制電路提供控制輸入。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種PSTN MODEM通信終端，包括與外部電話線相連的防雷接口電路，所述防雷接口電路依次與振鈴檢測及計時電路、上電控制電路相連；與12V直流電源相連的電源轉(zhuǎn)換電路分別與振鈴檢測及計時電路、上電控制電路、嵌入式MODEM模塊、電平轉(zhuǎn)換電路相連，脈寬檢測電路分別與上電控制電路、電平轉(zhuǎn)換電路及嵌入式MODEM模塊相連，所述上電控制電路與電平轉(zhuǎn)換電路相連。本實(shí)用新型的PSTN MODEM通信終端功耗低，適用于各類野外無人值守遙測系統(tǒng)，也可應(yīng)用于各類商業(yè)應(yīng)用場合，有效提高設(shè)備的可靠性。
文檔編號H04M1/82GK201717943SQ20102014099
公開日2011年1月19日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者曹年紅, 曹翊軍, 熊光亞 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司