一种用于故障指示系统维护的无线透传模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电网技术领域，涉及故障指示器的检测维护设备，具体指一种用于故障指示系统维护的无线透传模块。
【背景技术】
[0002]随着国家对配网领域的大力支持，二遥型故障指示器的需求量逐年增大。因故障指示器、集中器主要安放在电线电缆、电线杆等不方便维护的地方；因此，给我们的工程人员进行现场采集维护增加了不小的工作量以及危险因素;再有，用于故障指示器维护的同类产品，其虽能够完成对故障指示器安装、调试及运行维护的工作，但大多数产品存在传输距离受限的问题，造成数据传输不完整，进而影响故障指示器对配网的故障判断；除此之夕卜，同类产品的后期拓展功能差，结构简单，功能单一。针对上述情况，迫切需要一种能够便于故障指示系统现场维护的设备，以提高维护的效率，保证维护人员的安全。
【实用新型内容】
[0003]针对上述技术问题，本实用新型提供了一种能够对故障指示系统实现无线监测、控制和维护的无线透传模块，工程维护人员可站在安装有故障指示器附近的地面上或坐在车里对故障指示器、集中器进行数据采集和现场维护，提高了现场维护的效率，保障了维护人员的安全。
[0004]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0005]—种用于故障指示系统维护的无线透传模块，包括微控制器MCU，微控制器外围拓展有USB串口电路、RS485串口电路和无线传输电路；
[0006]所述USB串口电路和RS485串口电路分别通过串口与微控制器Μ⑶连接，以实现模块与上位机间的数据交互;无线传输电路通过无线接口与微控制器MCU连接，以实现模块与故障指示系统间的数据交互;微控制器MCU还包括有时钟电路和供电电路。
[0007]作为本案的优化方案，所述USB串口电路选用CP2102芯片，能将差分信号转换成微控制器MCU可接收的TTL电平信号；此外，通过USB串口电路可为无线透传模块提供外部供电，以保证在供电电路异常时透传模块可正常供电工作。
[0008]作为本案的优化方案，所述RS485串口电路包括SN65LBC184D芯片和TLP113光耦芯片，能将输入的485信号依次经稳压电路、SN65LBC184D芯片、以及光耦电路转换成微控制器MCU可接收的3.3V信号。
[0009]作为本案的优化方案，所述无线传输电路包括微控制器内置的AT86RF233模块，以及巴伦滤波器、滤波电路、2.4GHz天线；实现透传模块在空旷场地的无线传输距离不小于200m。
[0010]作为本案的优化方案，所述供电电路选用LM2831芯片以及稳压电路、滤波电路为无线透传模块提供纯净的5V和3.3V电源。
[0011]作为本案的优化方案，所述微控制器Μ⑶选用ARM Cortex-M0+处理器。
[0012]本实用新型的有益效果是:便于维护，节约现场调试的时间，保证现场维护的进度和维护人员的安全;能够实现远距离数据传输，最大传输距离可为200米;可拓展组网功能，结构简单合理，后期能用于柱上FTU等配网终端的无线维护，适于推广应用。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意框图；
[0014]图2为USB串口电路的结构示意图；
[0015]图3为RS485串口电路的结构示意图；
[0016]图4为无线传输电路的结构示意图；
[0017]图5为供电电路的电路连接图；
[0018]图6为主程序流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图及实施例对本实用新型及其效果作进一步阐述。
[0020]如图1所示，一种用于故障指示系统维护的无线透传模块，无线透传模块能够对故障指示器、集中器通过无线技术完成监测、控制、整定、读取运行信息、写入维护参数等操作。包括微控制器MCU，微控制器外围拓展有USB串口电路、RS485串口电路和无线传输电路；微控制器MCU选用ATMEL公司的32位ARM Cortex_M0+处理器为核心控制芯片，并建立最小系统以保证控制芯片的正常工作。USB串口电路和RS485串口电路分别通过串口与微控制器MCU连接，以实现无线透传模块与上位机间的数据交互;无线传输电路通过无线接口与微控制器MCU连接，以实现模块与故障指示系统间的数据交互。
[0021]具体硬件设计为，USB串口电路通过串口 1与微控制器MCU连接;如图2所示，USB串口电路采用1片CP2102芯片，其能将差分信号转换成微控制器MCU可接收的TTL电平信号;该芯片支持8位数据位、1位停止位和校验位，可接受USB2.0、USB3.0信号。此外，通过USB串口电路可为无线透传模块提供外部供电，以保证在供电电路异常时透传模块可正常供电工作。RS485串口电路通过串口 2与微控制器Μ⑶连接；由于外部输入的485信号包含大量的谐波等干扰信号，且不能被Μ⑶芯片直接接收。因此RS485串口电路选用SN65LBC184D芯片以及两片TLP113光耦芯片，将输入的485信号依次经稳压电路、SN65LBC184D芯片、及由光耦芯片形成的光耦电路转换成微控制器MCU可接收的3.3V信号，RS485串口电路的结构示意框图如图3所示。
[0022]如图4所示，无线传输电路包括控制芯片SAM R21内置的AT86RF233模块，以及巴伦滤波器、滤波电路、2.4GHz天线，实现透传模块在空旷场地的无线传输距离不小于200m。此夕卜，AT86RF233模块自带有可扩展网组功能，可根据工况需要对透传模块进行功能扩展。
[0023 ]透传模块还包括为控制芯片提供运行时钟的时钟电路以及供电电路;供电电路选用LM2831芯片以及稳压电路、滤波电路为无线透传模块提供纯净的5V和3.3V电源，其电路连接如图5所示。透传模块的LED指示灯包括电源灯、读指示灯和写指示灯;JTAG接口采用SWD下载模式。
[0024]工作时，首先上位机软件发送包含有目标终端地址信息的报文，等待接受目标终端发回的确认报文，链路建立后本透传模块上传和接收带有采集和控制等信息的报文。报文上传时，报文通过USB接口或485接口给微控制器MCU，再经无线传输电路将控制报文发送给故障指示器、集中器;报文接收时，报文通过无线传输电路给微控制器MCU，再经USB串口或485串口传给上位机软件。
[0025]MCU软件程序选用ATMEL SAM R21的demo程序Peer to Peer。该程序分为两个部分，串口部分和无线部分；串口部分实现透传模块与电脑之间进行数据传递，无线部分实现透传模块与故障指示器头子、FTU等之间实现数据传递，传输协议遵循ZigBee传输协议，可与终端传输标准101规约报文、自主故指报文等。
[0026]具体地，主程序里分别进行了系统初始化、延迟函数初始化、串口初始化以及串口相关配置;其中，系统初始化包括系统时钟初始化、板硬件初始化、系统事件初始化和外部中断驱动初始化，主程序流程如图6所示。无线任务处理需要对网络层、无线物理层和系统服务部分进行配置，用户任务则实现无线传输和串口传输的功能。串口部分使用RS-232C协议来实现微控制器与电脑串口之间的通信；无线部分使用ZigBee协议与故指、FTU进行通
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[0027]以上实施例仅是示例性的，并不会局限本实用新型，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:包括微控制器MCU，微控制器外围拓展有USB串口电路、RS485串口电路和无线传输电路； 所述USB串口电路和RS485串口电路分别通过串口与微控制器Μ⑶连接，以实现模块与上位机间的数据交互;无线传输电路通过无线接口与微控制器MCU连接，以实现模块与故障指示系统间的数据交互;微控制器MCU还包括有时钟电路和供电电路。2.根据权利要求1所述的用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:所述USB串口电路选用CP2102芯片，能将差分信号转换成微控制器MCU接收的TTL电平信号；以及通过USB串口电路能为无线透传模块连接外部供电。3.根据权利要求1所述的用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:所述RS485串口电路包括SN65LBC184D芯片和TLP113光耦芯片，能将输入的485信号依次经稳压电路、SN65LBC184D芯片、以及光耦电路转换成微控制器MCU接收的3.3V信号。4.根据权利要求1所述的用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:所述无线传输电路包括微控制器内置的AT86RF233模块，以及巴伦滤波器、滤波电路、2.4GHz天线。5.根据权利要求1所述的用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:所述供电电路选用LM2831芯片以及稳压电路、滤波电路为无线透传模块提供纯净的5V和3.3V电源。6.根据权利要求1-5任一所述的用于故障指示系统维护的无线透传模块，其特征在于:所述微控制器MCU选用ARM Cortex-MO+处理器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够对故障指示系统实现无线监测、控制和维护的无线透传模块，包括微控制器MCU，微控制器外围拓展有USB串口电路、RS485串口电路和无线传输电路；USB串口电路和RS485串口电路分别通过串口与微控制器MCU连接，以实现模块与上位机间的数据交互；无线传输电路通过无线接口与微控制器MCU连接，以实现模块与故障指示系统间的数据交互；微控制器MCU还包括有时钟电路和供电电路。工程维护人员可站在安装有故障指示器附近的地面上或坐在车里对故障指示器、集中器进行数据采集和现场维护，提高了现场维护的效率，保障了维护人员的安全；能够实现远距离数据传输，最大传输距离为200米；结构简单合理，具有组网拓展功能，适于推广应用。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN205104020
【申请号】CN201520935893
【发明人】孙侃, 卜权, 班业兴, 万庭辉, 王二王, 唐飞
【申请人】特变电工南京智能电气有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月23日