本實(shí)用新型具體涉及一種新型無線公網(wǎng)中繼器。

背景技術(shù)：

隨著國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)和生活中必不可少的二次能源。

同時(shí)，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和用電信息采集器系統(tǒng)的全面建設(shè)，無線通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和高效性已經(jīng)得到社會(huì)的廣泛認(rèn)可，但我國的無線公網(wǎng)還未實(shí)現(xiàn)100%全覆蓋，一些偏遠(yuǎn)地方、山區(qū)、地下室還存在通訊盲點(diǎn)，導(dǎo)致其內(nèi)置無線公網(wǎng)通信模塊無法上線，以至于無法與系統(tǒng)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而致使系統(tǒng)的抄表成功率不高，達(dá)不到自動(dòng)化抄表的預(yù)期效果。

因此，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了基于無線中繼實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程電力抄表系統(tǒng)，采用無線中繼單元和無線網(wǎng)關(guān)，來解決 GPRS 信號(hào)覆蓋不到，存在通信盲點(diǎn)問題，通過這種策略將集中器抄收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到 GPRS 信號(hào)比較好的地方，使得主站與集中器之間通信順暢。無線公網(wǎng)信號(hào)中繼器主要是通過寬帶載波方式將無線公網(wǎng)信號(hào)傳遞給位于信號(hào)盲區(qū)的終端，該中繼器主要包括三個(gè)部分：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、本地單元、遠(yuǎn)程單元，具體如圖1所示。先把盲區(qū)原終端上的上行遠(yuǎn)程通信模塊置于信號(hào)良好區(qū)域的中繼器遠(yuǎn)程單元中，終端通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與中繼器本地單元聯(lián)連接，然后通過寬帶載波方式與中繼器遠(yuǎn)程單元通信，將數(shù)據(jù)傳輸給此時(shí)有信號(hào)的遠(yuǎn)程通信模塊，從而達(dá)到與主站正常通信的目的。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元和本地單元是通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線直通連接，本地單元和遠(yuǎn)程單元通過電力線載波通信。

但是，現(xiàn)有的無線公網(wǎng)通信中繼器采用一臺(tái)終端連接中繼器的通信方式，造成了資源的很大浪費(fèi)；在現(xiàn)場安裝位置有限的情況下，將導(dǎo)致沒有空間同時(shí)上掛多臺(tái)中繼器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠同時(shí)連接多臺(tái)終端的新型無線公網(wǎng)中繼器。

本實(shí)用新型提供的這種新型無線公網(wǎng)中繼器，包括本地單元和遠(yuǎn)程單元；本地單元和遠(yuǎn)程單元通過電力線連接；所述遠(yuǎn)程單元包括電源模塊、載波通信模塊、控制模塊和遠(yuǎn)程通信模塊，電源模塊給遠(yuǎn)程單元供電，載波通信模塊通過電力線與本地單元連接并通信，控制模塊與載波通信模塊和遠(yuǎn)程通信模塊連接，通過遠(yuǎn)程通信模塊將載波通信模塊接收的數(shù)據(jù)對(duì)外發(fā)送，或者通過遠(yuǎn)程通信模塊接收數(shù)據(jù)信號(hào)并通過載波通信模塊發(fā)送到本地單元；所述本地單元包括交換機(jī)模塊、載波通信模塊、控制模塊和電源模塊，電源模塊給本地單元供電，交換機(jī)模塊用于同時(shí)連接多臺(tái)終端并通信，控制模塊與載波通信模塊連接并用于控制載波通信模塊的通信，載波通信模塊與交換機(jī)模塊連接并用于通過交換機(jī)模塊讀取終端的數(shù)據(jù)信心并上傳給遠(yuǎn)程單元，或者接收遠(yuǎn)程單元下發(fā)的控制命令并通過交換機(jī)模塊下發(fā)給終端。

所述的交換機(jī)模塊與終端的連接為通過以太網(wǎng)連接。

所述的遠(yuǎn)程通信單元為GPRS、3G或4G遠(yuǎn)程通信單元。

所述的交換機(jī)模塊為由型號(hào)為AR8236的交換機(jī)芯片構(gòu)成的電路。

所述的載波通信模塊為由型號(hào)為QCA6411的電力線載波通信芯片構(gòu)成的電路。

本實(shí)用新型提供的這種新型無線公網(wǎng)中繼器，通過本地單元的交換機(jī)模塊連接多個(gè)終端，并通過電力線載波通信的方式與遠(yuǎn)程單元連接，而遠(yuǎn)程單元?jiǎng)t通過遠(yuǎn)程通信模塊與外部進(jìn)行無線通信，從而使得本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器能夠同時(shí)連接多臺(tái)終端，大大降低了電力系統(tǒng)的成本，節(jié)約了大量的公共資源。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的通信中繼器的功能模塊圖。

圖2為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的功能模塊圖。

圖3為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的電路原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的以太網(wǎng)接口的電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的載波通信模塊的電路原理圖。

圖6為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的功能模塊圖。

圖7為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的電路原理圖。

圖8為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的載波發(fā)送電路的電路原理圖。

圖9為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的載波接收電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的功能模塊圖：本地單元主要包括交換機(jī)模塊、載波通信模塊、控制模塊、電源模塊、指示燈、按鍵、電池電壓采樣電路和電池充放電控制電路；電源模塊給本地單元供電；多個(gè)終端通過以太網(wǎng)連接交換機(jī)模塊，載波通信模塊連接在控制模塊與交換機(jī)模塊之間；指示燈與載波通信模塊連接，用于指示載波通信模塊的工作狀態(tài)；按鍵用于對(duì)控制模塊發(fā)出控制指令，電池電壓采樣電路用于采樣電源模塊中電池的電壓并上傳控制模塊；控制模塊還通過電池充放電控制電路連接電源模塊中的電池，用于對(duì)電池進(jìn)行充電和放電控制。

當(dāng)本地單元讀取終端數(shù)據(jù)時(shí)，終端通過以太網(wǎng)將終端數(shù)據(jù)上傳交換機(jī)模塊，交換機(jī)模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給載波通信模塊，載波通信模塊則根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)將終端數(shù)據(jù)通過PLC載波通信方式發(fā)送給遠(yuǎn)程模塊。

而當(dāng)本地單元接收遠(yuǎn)程單元的控制信號(hào)并下發(fā)給終端時(shí)，載波通信模塊接收遠(yuǎn)程單元下發(fā)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行解析，然后傳遞給交換機(jī)模塊，交換機(jī)模塊再將指令通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的終端。

如圖3所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的電路原理圖：交換機(jī)模塊為由型號(hào)為AR8236的交換機(jī)芯片構(gòu)成的電路；交換機(jī)芯片AR8236的9腳和10腳連接晶振電路（由晶振Y2和電容C96、C100構(gòu)成）；芯片的14~17腳通過以太網(wǎng)接口電路連接第一終端，24~27引腳通過以太網(wǎng)接口電路連接第二終端，29~32引腳通過以太網(wǎng)接口電路連接第三終端，34~37引腳則通過以太網(wǎng)接口電路連接第四終端。

如圖4所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的以太網(wǎng)接口的電路原理圖：交換機(jī)芯片與終端的連接均通過以太網(wǎng)接口電路，而且各終端連接的以太網(wǎng)接口電路均相同；圖中所示的以太網(wǎng)接口電路為連接第一端口的以太網(wǎng)接口電路；以太網(wǎng)接口包括兩路接收信號(hào)（接收正P0_RX+和接收負(fù)P0_RX-）和兩路發(fā)送信號(hào)（發(fā)送正P0_TX+和發(fā)送負(fù)P0_TX-），其中接收正信號(hào)和接收負(fù)信號(hào)各自通過一個(gè)濾波電阻（R126和R127）后再通過濾波電容（C141）接地，發(fā)送正信號(hào)和發(fā)送負(fù)信號(hào)同樣各自通過一個(gè)濾波電阻（R128和R129）后再通過濾波電容（C142）接地；此外，兩路接收信號(hào)和兩路發(fā)送信號(hào)均通過型號(hào)為THS9016S的網(wǎng)絡(luò)變壓器與終端連接。

如圖5所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的本地單元的交換機(jī)模塊的載波通信模塊的電路原理圖：載波通信模塊為由型號(hào)為QCA6411的電力線載波通信芯片構(gòu)成的電路；芯片的37~38號(hào)引腳連接由晶振Y1、電容C262和電容C265構(gòu)成的晶振電路；芯片的29~32號(hào)引腳為載波通信的信號(hào)引腳，與遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊連接。

如圖6所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的功能模塊圖：遠(yuǎn)程單元主要包括電源模塊、載波通信模塊、指示燈、控制模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、指示燈、電池電壓采樣、電池充放電控制電路和紅外通信模塊；載波通信模塊與控制模塊連接，指示燈用于指示載波通信模塊的工作狀態(tài)；第二指示燈與控制模塊連接，用于指示控制模塊的工作狀態(tài)；電池電壓采樣電路與控制模塊連接，用于檢測電源模塊的電池電壓并將檢測信息傳入控制模塊；電池充放電控制電路與控制模塊連接，用于接收控制模塊的控制信息并對(duì)電源模塊內(nèi)的電池進(jìn)行充放電控制；紅外通信模塊與控制模塊連接，用于控制模塊與外部進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)傳輸；遠(yuǎn)程通信模塊與控制模塊連接。

在遠(yuǎn)程單元接收本地單元上傳的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，載波通信模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并上傳給控制模塊，控制模塊將數(shù)據(jù)再通過遠(yuǎn)程通信模塊對(duì)外進(jìn)行發(fā)送；而在遠(yuǎn)程單元接收外部發(fā)送的數(shù)據(jù)信息并發(fā)送給本地單元時(shí)，遠(yuǎn)程通信模塊接收外部發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，解析后發(fā)送控制模塊，控制模塊則將數(shù)據(jù)信息通過載波通信模塊調(diào)制到電力線上從而發(fā)送給本地單元。

如圖7所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的電路原理圖：遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊也由型號(hào)為QCA6411的載波通信芯片構(gòu)成；芯片的37和38號(hào)連接由晶振Y1、電容C19和C20構(gòu)成的晶振電路；芯片的29~31以及33號(hào)引腳為載波通信芯片的通信引腳，與本地單元的載波通信模塊連接。

如圖8所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的載波發(fā)送電路的電路原理圖：載波通信芯片的通信引腳包括發(fā)送引腳和接收引腳，分別連接發(fā)送信號(hào)線和接收信號(hào)線；發(fā)送信號(hào)線包括發(fā)送正信號(hào)和發(fā)送負(fù)信號(hào)；發(fā)送正信號(hào)分別通過保護(hù)二極管D17連接地信號(hào)，也通過保護(hù)二極管D18連接電源正信號(hào)，還通過濾波電容C117和C118輸出發(fā)送正信號(hào)（PA_TX+）；發(fā)送負(fù)信號(hào)也通過同樣的電路輸出。

如圖9所示為本實(shí)用新型的新型無線公網(wǎng)中繼器的遠(yuǎn)程單元的載波通信模塊的載波接收電路的電路原理圖：同樣的，載波通信芯片的接收引腳包括接收負(fù)引腳和接收正引腳；接收正信號(hào)（PA_RX+）和接收負(fù)信號(hào)（PA_RX-）均各自通過濾波電阻（R76和R79）、濾波電容（C119和C135）后，再通過多級(jí)濾波電路（包括電感L14和L16~L20，電容C122、C125、C127、C134、C131和C132，以及電阻R77）后，再次通過由保護(hù)二極管D19和D20構(gòu)成的保護(hù)電路從而連接接收正引腳和接收負(fù)引腳。