一種gprs網(wǎng)絡(luò)通信中繼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于寬帶電力線載波通信的GPRS網(wǎng)絡(luò)中繼器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和信息化建設(shè)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信顯得尤其重要。電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和信息化的關(guān)鍵因素之一，電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信需要借助于有效的通信手段，將控制中心的命令準(zhǔn)確地傳送到遠(yuǎn)方終端，并將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。目前，電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信主要采用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。然而GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信中仍存在以下缺陷:1、當(dāng)帶有GPRS模塊的集中器、負(fù)控終端、配變終端、網(wǎng)絡(luò)表等終端所處的環(huán)境不好時(shí)，如用于熱網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸電力系統(tǒng)項(xiàng)目中，由于帶GPRS模塊的終端與其它電力設(shè)備一起放在配電柜內(nèi)或者更惡劣的環(huán)境中，常導(dǎo)致GPRS模塊信號(hào)惡化、不能正常工作，致使正常的數(shù)據(jù)通信遇到障礙;2、帶有GPRS模塊的終端有時(shí)會(huì)安裝在GPRS信號(hào)盲區(qū)，如地下室等沒(méi)有信號(hào)的區(qū)域，致使電力系統(tǒng)的GPRS數(shù)據(jù)傳輸不能安全有效的進(jìn)行。
[0003]為了解決以上問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為102064872A的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種GPRS信號(hào)中繼器，該中繼器包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接單元和遠(yuǎn)程傳輸單元，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接單元安裝在電能量采集終端上，遠(yuǎn)程傳輸單元安裝在GPRS信號(hào)良好的戶外，保證了電能量采集終端和主站系統(tǒng)之間的有效通信。但是該中繼器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接單元和遠(yuǎn)程傳輸單元采用五類雙絞線連接，五類雙絞線在沒(méi)有斷點(diǎn)的理想情況下的有效傳輸距離僅為80米;而且此種傳輸需要在中繼器的收發(fā)端布5類線，增加了施工難度。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN104200634A的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的GPRS中繼器，該中繼器的載波信號(hào)收發(fā)芯片通過(guò)載波接口和電力線與處于同一變壓器下的抄表集中器相連，GPRS收發(fā)芯片通過(guò)GPRS接口與GPRS天線相連，載波通信指示燈與載波信號(hào)收發(fā)芯片相連，GPRS通信指示燈與GPRS收發(fā)芯片相連，型號(hào)為STM32F205的CPU與載波信號(hào)收發(fā)芯片和GPRS收發(fā)芯片相連，負(fù)責(zé)載波信號(hào)與GPRS信號(hào)的傳輸調(diào)度。該中繼器采用基于窄帶載帶信號(hào)的PLC傳輸信號(hào)，雖在傳輸距離上比5類線有優(yōu)勢(shì)，也不需要施工，但目前市場(chǎng)上的窄帶載波芯片支持的最大通信速率僅為20kbps，而GPRS通信理論最大速率171.2kbps，窄帶PLC用于GPRS傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)報(bào)文掉包的現(xiàn)象，即使分包通信，也大大延長(zhǎng)了電力局主站和GPRS終端之間的通信時(shí)間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種施工簡(jiǎn)單、安全可靠、有效的GPRS網(wǎng)絡(luò)通信中繼器，可以解決遠(yuǎn)程通信時(shí)GPRS模塊由于處于盲區(qū)或受環(huán)境影響導(dǎo)致GPRS通信障礙的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案:
[0007]GPRS網(wǎng)絡(luò)通信中繼器，包括:集中器、載波通信模塊、CCO單元、STA單元及GPRS通信模塊;所述集中器分別與所述載波通信模塊和所述CCO單元相連，所述STA單元與所述GPRS通信模塊相連，所述STA單元與所述GPRS通信模塊組成信號(hào)傳送元件，所述STA單元通過(guò)寬帶電力線與所述CCO單元相連。
[0008]進(jìn)一步的，所述CCO單元包括寬帶載波芯片、單片機(jī)、載波收發(fā)電路、接口電路、4位對(duì)碼開(kāi)關(guān)電路及電源模塊;所述寬帶載波芯片分別與所述單片機(jī)及所述載波收發(fā)電路相連，所述寬帶載波芯片同時(shí)與晶體振蕩器及存儲(chǔ)器相連;所述單片機(jī)分別與4位對(duì)碼開(kāi)關(guān)電路、接口電路以及指示燈電路相連;所述電源模塊包括依次連接的5V轉(zhuǎn)3.3V電路以及3.3V轉(zhuǎn)1.2V電路。
[0009]進(jìn)一步的，所述STA單元包括寬帶載波芯片、單片機(jī)、載波收發(fā)電路、接口電路、4位對(duì)碼開(kāi)關(guān)電路及電源模塊;所述寬帶載波芯片分別與所述單片機(jī)及所述載波收發(fā)電路相連，所述寬帶載波芯片同時(shí)與晶體振蕩器及存儲(chǔ)器相連;所述單片機(jī)分別與4位對(duì)碼開(kāi)關(guān)電路、接口電路以及指示燈電路相連;所述電源模塊包括依次連接的220V轉(zhuǎn)5V電路、5V轉(zhuǎn)3.3V電路、3.3V轉(zhuǎn)1.2V電路以及與所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路相連的法拉電容檢測(cè)電路。
[0010]進(jìn)一步的，所述寬帶載波芯片為高通公司型號(hào)為QCA7000的芯片。
[0011]進(jìn)一步的，所述載波收發(fā)電路的接口(J2、J5、J6、J4)分別與電力線的A、B、C三相線和地線相連，與電力線的三相線相連的三個(gè)接口(J2、J6、J5)分別與第一、第二、第三高壓耦合電容(C191、C192、C193)相連，所述第一、第二、第三高壓耦合電容(C191、C192、C193)的另一端均經(jīng)第一差分匹配電阻(R5)后與載波信號(hào)親合器(T3)的載波信號(hào)的收發(fā)正相引腳相連，載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的收發(fā)正相引腳與防靜電二極管(V5)的正極相連;與地線相連的接口(J4)經(jīng)第二差分匹配電阻(R70)后與載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的收發(fā)負(fù)相引腳相連，載波信號(hào)的收發(fā)負(fù)相引腳與防靜電二極管(V5)的正極相連，載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的接收正相引腳和載波信號(hào)的接收負(fù)相引腳與帶通差分濾波電路相連，載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的發(fā)射正相引腳和載波信號(hào)的發(fā)射負(fù)相引腳與載波發(fā)射信號(hào)的耦合匹配電路相連。
[0012]進(jìn)一步的，所述載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的接收負(fù)相引腳經(jīng)依次連接的第一電阻(1?43)、第一、第二、第三電容(031工32工33)、及第一、第二電感(1^7、1^8)后與1?11~端相連，載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的接收正相引腳經(jīng)依次連接的第二電阻(R45)、第四、第五、第六電容(C37、C38、C39)及第三、第四電感(L11、L12)后與RXIN_P端相連，在第一電容(C31)與第二電容(C32)之間和第四電容(C37)與第五電容(C38)之間連接有第五電感(L9)，在電第二容(C32)與第三電容(C33)之間和第五電容(C38)和第六電容(C39)之間連接有第六電感(LlO)，在第三電容(C33)與第一電感(L7)之間和第六電容(C39)和第三電感(Lll)之間連接有第七電容(C34)，在第一電感(L7)與第二電感(L8)之間和第三電感(Lll)與第四電感(L12)之間連接有第八電容(C35)，在第二電感(L8)與RXIN_N端之間和第四電感(L12)與RXIN_P之間連接有第九電容(C36)，在第九電容(C36)與RXIN_N端之間連接有第一鉗位二極管(V6)，在第九電容(C36)與之間連接有第二鉗位二極管(V7)，在第一鉗位二極管(V6)與RXIN_N端之間和第二鉗位二極管(V7)與之間連接有第三電阻(R44)0
[0013]進(jìn)一步的，所述載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的發(fā)射負(fù)相引腳經(jīng)并聯(lián)的第十、第i^一電容(C25、C26)后與TXOUT_N端相連，載波信號(hào)耦合器(T3)的載波信號(hào)的發(fā)射正相引腳經(jīng)并聯(lián)的第十二、第十三電容(C27、C28)后與TXOUT_P端相連，載波信號(hào)耦合器(Τ3)的載波信號(hào)的發(fā)射負(fù)相引腳經(jīng)第十四電容(C24)與載波信號(hào)的發(fā)射正相引腳相連;第三鉗位二極管(Vl 7)的正極接地、負(fù)極與TXOUT_N端相連，第四鉗位二極管(Vl 8)的負(fù)極接3.3V電源端(V3P3B)、正極與TXOUT_N端相連，第五鉗位二極管(VlO)的正極接地、負(fù)極與TXOUT_P端相連，第六鉗位二極管(VII)的負(fù)極接3.3V電源端、正極與了乂01]1'_?端相連。
[0014]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)的型號(hào)為R7F0C902，所述4位對(duì)碼開(kāi)關(guān)(SWl)的5至8腳接地，1至4腳分別與單片機(jī)的？預(yù)51、？預(yù)50、？預(yù)30、？預(yù)70引腳相連，單片機(jī)的？預(yù)51、？預(yù)50、PIN30、PIN70引腳分別與第一、第二、第三、第四上拉電阻(R262、R263、R264、R265)相連，所述上拉電阻的另一端接3.3V電源。
[0015]進(jìn)一步的，所述法拉電