一种基于4G模块的电力载波通讯用系统的制作方法

本发明涉及4g模块技术领域，特别涉及一种基于4g模块的电力载波通讯用系统。

背景技术：

随着科学技术的爆炸性发展，网络已经开始涉及人们生活的方方面面。将网络拓展到人们生活及工作的方方面面，实现全方位的网络化，越来越受到国内外众多开发商的关注并已成为网络技术发展、竞争的又一新目标。低压配电力网(low-voltagenetwork)是一个分布最广、用户最多且必不可少的能源动力传输网络。现有的，无论是电话通信，还是网路通信，都必须要通过新的通信网络的建设和投资。4g是第四代移动通信及其技术的简称，是能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度的技术产品，如何将4g技术创新并合理地运用在电力载波技术上，值得研究。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于4g模块的电力载波通讯用系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于4g模块的电力载波通讯用系统，包括cpu模块，所述cpu模块电性连接有电力载波模块、pwm输出模块、复位电路模块、1117电路模块和时钟模块，电力载波模块与pwm输出模块电性连接，所述电力载波模块通过依次电性连接的二级放大模块、滤波器模块与信号提取模块连接，cpu模块还通过电源管理模块与4g模块电性连接，cpu模块还电性连接有jtag接口、i/o接口和串行通信接口。

优选的，所述时钟模块包括高速精度时钟模块和低速精度时钟模块。

优选的，所述高速精度时钟模块为8m晶振，所述低速精度时钟模块为32.768k晶振。

优选的所述4g模块采用n710芯片。

优选的，所述滤波器模块采用max275芯片,。

优选的，所述电源管理模块采用max232芯片。

采用以上技术方案的有益效果是：为用户提供高速、永远在线、tcp/udp透明数据传输的工业级无线终端设备，产品采用高速高性能工业级的cpu模块，以实时操作系统为软件支撑平台，超大内存，内嵌tcp/ip协议栈，为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换、虚拟专用网络的系统应用。数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2-图7是本发明的电路原理图。

图8是本发明的程序框图。

其中，1-cpu模块，2-信号提取模块，3-滤波器模块，4-二级放大模块，5-电力载波模块，6-pwm输出模块，7-复位电路模块，8-1117电路模块，9-1-高精度时钟模块，92-低精度时钟模块，10-电源管理模块，11-4g模块，12-jtag接口，13-i/0接口，14-串行通信接口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明基于4g模块的电力载波通讯用系统的优选的实施方式。

图1-图6出示本发明基于4g模块的电力载波通讯用系统的具体实施方式：一种基于4g模块的电力载波通讯用系统，包括cpu模块1，所述cpu模块1电性连接有电力载波模块5、pwm输出模块6、复位电路模块7、1117电路模块8和时钟模块，电力载波模块5与pwm输出模块6电性连接，所述电力载波模块5通过依次电性连接的二级放大模块4、滤波器模块3与信号提取模

块2连接，cpu模块1还通过电源管理模块10与4g模块11电性连接，cpu模块1还电性连接有jtag接口12、i/o接口13和串行通信接口14。

在本实施例中，所述时钟模块包括高速精度时钟模块91和低速精度时钟模块92。

在本实施例中，所述高速精度时钟模块91为8m晶振，所述低速精度时钟模块92为32.768k晶振。

在本实施例中，所述4g模块11采用n710芯片。

在本实施例中，所述滤波器模块3采用max275芯片,。

在本实施例中，所述电源管理模块10采用max232芯片。

在工业检测现场运用中，无线信息在发射模块与接收模块之间的传输过程中易受到噪声干扰，因此需要选择适宜的抗干扰编码算法。有效地避免因连1或连0而造成接收端无法正确接收到连1或连0的信号，使接收端能够清楚地判断出起始位与发送的数据，因为根据无线信息传输协议，起始位是由0xff后跟0x00构成，而经过曼彻斯特编码格式的编码后数据中不可能出现连1和连0的状况。crc校验为了提高无线信息传输过程中数据传输的可靠性，根据无线信息传输协议规定数据打包时最后2字节的校验位采用。

crc-16码做crc校验，并通过软件方法实现校验。为了提高无线信息传输过程中数据传输的可靠性，根据无线信息传输协议规定数据打包时最后2字节的校验位采用crc-16码做crc校验，并通过软件方法实现校验，其流程框图如图3所示。软件实现crc校验算法，通常采用计算法和查表法这两种方式。本系统设计考虑到数据传输的实时性要求，因此选用了查表法实现crc校验。首先计算出crc表并保存，在无线通信数据打包时使用该表进行crc查表法校验计算。

本发明采用了三层系统保护：在原来两级（软件保护+cpu内置看门狗wdt保护）系统保护的基础上，增加一级系统虚拟值守vwm（virtualmanwatch）

检测保护功能，确保系统稳定可靠。

cpu模块1采用高速处理cpu：采用高速性能工业级cpu，可以更加高速地处理各种协议数据转换；解决了业内“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。超大内存：flash64mbits，sdram，256mbits（不同型号内存不同），有超大的内存来缓存客户发送数据，同时接收超大数据包，数据不丢失。dns自动获取：自动获取dns，不再需要人工配置输入dns；规避了因为选择的dns服务器异常，导致dtu设备当机的严重现象。完善的协议栈：新系统加载了完善的tcp/ip协议栈，采用了完善的tcp/ip协议栈；使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。emc性能优异：通过电力3000v电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用；系统emc/emi优异，系统稳定可靠；通过emc测试；

同时本发明的系统具有以下特点：

1.tcp透明数据传输和udp透明数据传输；支持多种工作模式。

2.支持虚拟数据专用网（apn/vpdn）。

3.支持双数据中心备份及多数据中心（8个）接受数据，最大支持发送中心达256个。

4.智能防掉线。支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。

5.远程唤醒：支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。

6.支持固定ip通信方式；支持ddns动态域名通信方式。

7.支持短信远程配置，远程控制；支持短消息告警。

8.丰富接口：提供rs232接口或者rs485接口或者ttl接口或者rs422接口或者usb接口接口，全接口支持。

9.完善的网络支持：提供包括2g网络（gsm网络），2.5g网络（gprs网络），2.75g网络（edge网络），3g网络（wcdma网络、evdo网络、td-scdma

网络），4g网络（hspa+网络、lte网络），全网络的产品支持。

10.数据包传输状态报告;标准的at命令界面;可以用做普通拨号modem;支持串口软件升级。

11.同时支持linux、unix和windows操作系统。

同时本发明的内部程序如下：

发送数据：

voidsendonebyte(u8byte)

{

u8i=8,tmp;

txd_low();//发送起始位

delay_us(104);

//发送8位数据

for(i=0;i<8;i++)

{

tmp=(byte>>i)&0x01;//低位在前

if(tmp==0)

{

txd_low();

delay_us(104);//0

}

else

{

txd_high();

delay_us(104);//1

}

}

//while(i--)

//{

//mnusart_txd=(byte&0x01);//先传低位

//delay_us(104);

//byte=byte>>1;

////无校验位

//mnusart_txd=1;//发送结束位

//delay_us(104);

//}

txd_high();

delay_us(104);

}

voidsendbytes(u8*str,u8len)//发送数组最好用这个，也可发送字符串

{

u16i;

for(i=0;i<len;i++)

{

sendonebyte(str);

}

}

voidsendstr(u8*str)//发送字符串，发送数组如果带0x00就中断发送了

{

while(*str)

sendonebyte(*str++);

}

接收用的外部中断：

voidextix_init(void)

{

gpio_inittypedefgpio_initstructure;

exti_inittypedefexti_initstructure;

nvic_inittypedefnvic_initstructure;

rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpioa|rcc_apb2periph_afio,enable);

gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_9;//pa.9端口配置

gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_out_pp;//推挽输出

gpio_initstructure.gpio_speed=gpio_speed_50mhz;//io口速度为50mhz

gpio_init(gpioa,&gpio_initstructure);//根据设定参数初始化gpiob.5

gpio_setbits(gpioa,gpio_pin_9);

gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_10;

gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_ipu;//浮空输入

gpio_initstructure.gpio_speed=gpio_speed_50mhz;

gpio_init(gpioa,&gpio_initstructure);

gpio_setbits(gpioa,gpio_pin_10);//gpioa.10中断线以及中断初始化配置降沿触发

gpio_extilineconfig(gpio_portsourcegpioa,gpio_pinsource10);

exti_initstructure.exti_line=exti_line10;

exti_initstructure.exti_mode=exti_mode_interrupt;

exti_initstructure.exti_trigger=exti_trigger_falling;

exti_initstructure.exti_linecmd=enable;

exti_init(&exti_initstructure);//根据exti_initstruct中指定的参数初始化外设exti寄存器

nvic_initstructure.nvic_irqchannel=exti15_10_irqn;

nvic_initstructure.nvic_irqchannelpreemptionpriority=0;

nvic_initstructure.nvic_irqchannelsubpriority=0;

nvic_initstructure.nvic_irqchannelcmd=enable;

nvic_init(&nvic_initstructure);

}

voidexti15_10_irqhandler(void)

{

u8i=9;

if(exti_getitstatus(exti_line10)!=reset)

{

/*disabletheselectedirqchannel-----------------------------*/

nvic->icer[exti15_10_irqn>>0x05]=

(uint32_t)0x01<<(exti15_10_irqn&(uint8_t)0x1f);

exti_clearitpendingbit(exti_line10);

delay_us(30);

while(i--)

{

tmp>>=1;

if(gpioa->idr&0x0400)tmp|=0x80;

delay_us(104);

}

if((usart_rx_sta&0x8000)==0)

{

if(usart_rx_sta&0x4000)

{

if(tmp!=0x0a)usart_rx_sta=0;

elseusart_rx_sta|=0x8000;

}

else

{

if(tmp==0x0d)usart_rx_sta|=0x4000;

else

{

usart_rx_buf[usart_rx_sta&0x3fff]=tmp;

usart_rx_sta++;

if(usart_rx_sta>(usart_rec_len-1))usart_rx_sta=0;//

接收

}

}

}

数据错误,重新开始接收

exti_clearitpendingbit(exti_line10);

nvic->iser[exti15_10_irqn>>0x05]=

(uint32_t)0x01<<(exti15_10_irqn&(uint8_t)0x1f);

}

}

主函数：intmain(void)

{

u8len;

u8hello[]={0x5a,0xa5,0x00,0x00,0x01};

delay_init();

extix_init();

//测试发送一个字节

sendonebyte(0x00);

sendonebyte(0x01);

sendonebyte(0x02);

//测试发送数组

sendbytes(hello,5);

//测试发送字符串

//sendbytes("helloword",11);

//sendstr("");

while(1)

{

if(usart_rx_sta&0x8000)

{

printf("\r\n您发送的消息为:\r\n\r\n");

len=usart_rx_sta&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度

sendbytes(usart_rx_buf,len);

//也可以用下面的发送

//sendstr(usart_rx_buf);

//for(len=0;len<200;len++)

//usart_rx_buf[len]=0;

printf("\r\n\r\n");//插入换行

usart_rx_sta=0;

}

}

基于上述，本发明基于4g模块的电力载波通讯用系统与现有技术相比有益效果为：为用户提供高速、永远在线、tcp/udp透明数据传输的工业级无线终端设备，产品采用高速高性能工业级的cpu模块1，以实时操作系统为软件支撑平台，超大内存，内嵌tcp/ip协议栈，为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换、虚拟专用网络的系统应用。数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技

术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。