输变电汇聚与接入节点模组的制作方法

1.本实用新型涉及物联网通信技术领域，尤其是涉及输变电汇聚与接入节点模组。


背景技术：

2.物联网的无线通信。在某些情况下，蓝牙可能更适合本地连接需求，而wi-fi连接对于云和与设备的远程交互是必要的。当单个模块可以提供两种解决方案时，这绝对是双赢的，不仅对开发人员而且对最终用户也是如此。如果产品只需要wi-fi连接，则可以禁用蓝牙堆栈，或者可以将蓝牙保留为稍后添加的功能。一些客户选择了esp32的wi-fi功能，后来又启用了蓝牙，以便为他们的产品扩展功能集。
3.目前，现有的输变电信号的汇聚和接入节点的物联网应用场景中，物联网的通讯往往比较单一，且功耗大，扩展性小，不利于输变电信号物联网应用的应用。


技术实现要素：

4.为了解决目前，现有的输变电信号的汇聚和接入节点的物联网应用场景中，物联网的通讯往往比较单一，且功耗大，扩展性小，不利于输变电信号物联网应用的应用的问题，本技术提供输变电汇聚与接入节点模组。采用如下的技术方案：
5.输变电汇聚与接入节点模组，包括核心芯片、一路低频扩频芯片、二路低频扩频芯片、三路高频芯片、四路高频芯片、一路天线、二路天线、三路天线、四路天线和总线接口，所述一路低频扩频芯片、二路低频扩频芯片、三路高频芯片和四路高频芯片分别与核心芯片的信号输出端通信连接，所述一路天线与一路低频扩频芯片的信号输出端通信电连接，所述二路天线与二路低频扩频芯片的信号输出端通信电连接，所述三路天线与三路高频芯片的信号输出端通信电连接，所述四路天线与四路高频芯片的信号输出端通信电连接，所述总线接口与核心芯片的通信电连接。
6.通过上述技术方案，总线接口完成输变电数据的汇聚收集，模组以核心芯片作为主控芯片来处理汇聚的数据，设计有2路一路低频扩频芯片和二路低频扩频芯片和2路三路高频芯片和四路高频芯片，同时满足低频和高频的射频发射需求，更加稳定可靠，穿透性更强，方便用户快速开发输变电汇聚节点设备和接入节点设备。
7.可选的，还有电源模块，所述电源模块通过总线接口为各电器件供电。
8.通过上述技术方案，模块使用电源模块供电，电源模块采用5v供电，在tx模式下，瞬间峰值电流最大可能达到200ma，为防止电压跌落，使用的开关电源或ldo需要能够提供足够的电流，而且在模块供电端口处需加一个电容值较大的钽电容或电解电容。若使用开关电源给模块供电，电路走线应尽量避开天线部分，以防止emc干扰。
9.可选的，还有led信号灯模块，所述led信号灯模块与总线接口电连接。
10.通过上述技术方案，led信号灯模块对模组不同状态进行信号指示，若需外接需串联一个限流电阻，电阻的大小可以根据led灯的亮度做相应的调节。
11.可选的，还有uart通讯模块，所述总线接口通过uart通讯模块与核心芯片通信连
接。。
12.通过上述技术方案，uart通讯模块异步通信模式，扩展了模块的通讯模式。
13.可选的，所述核心芯片是esp32芯片。
14.通过上述技术方案，esp32芯片价格更加便宜，esp32芯片中包含的外部闪存数量来扩展解决方案的能力有助于确定应用程序的数据存储大小。甚至还有一些模块，如esp32-wrover，可以通过连接到内部微控制器spi总线的psram来扩展ram。psram可以将ram扩展多达4mb，为模块提供足够的内存，几乎可以满足任何应用，esp32可以在模块上安装micropython并用python开发应用程序。这不一定是生产系统的首选解决方案，但它确实开启了快速构建系统原型并证明它是否可行的能力。
15.可选的，所述一路低频扩频芯片和二路低频扩频芯片都是sx1268射频芯片，工作频率为470mhz。
16.通过上述技术方案，sx1268射频芯片具备两种配电方式，低压差稳压器(ldo)以及高效率降压dc-dc转换器，在选择dc-dc方式的前提下，接收电流极低，真正意义上实现了低功耗。与sx127x系列相比，sx1268射频芯片在lora模式下空速最高可达62.5kbps，在gfsk模式中，空速可支持最高300kbps；根据应用选择电源管理方式，在dc/dc模式下，在最大功率输出22dbm时，sx126x的功耗仅为118ma，效率提升明显。
17.可选的，所述三路高频芯片和四路高频芯片都是sx1281射频芯片，工作频率为2.4ghz。
18.通过上述技术方案，sx1280射频芯片包含多样的物理层以及多种调制方式，如lora，flrc，gfsk。特殊的调制和处理方式使得lora和flrc调制的传输距离大大增加；是一款高性能物联网无线收发器，并可以兼容蓝牙协议。
19.可选的，所述一路天线、二路天线、三路天线和四路天线都是i-pex天线。
20.通过上述技术方案，采用i-pex天线,信号的对象指向性好，功用高，抗搅扰才智强，能远离主板上的搅扰。
21.可选的，所述总线接口是pci express mini card标准接口。
22.通过上述技术方案，基于asr平台，工作温度可达-40至85，静电能力可达8kv；支持国内移动/联通/电信三大运营商2g/3g/4g网络方式。提供各种功能接口，供客户使用。适用于各种物联网通信设备。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.本实用新型能提供输变电汇聚与接入节点模组，结构设计合理，集成度高，采用四路并行的射频发射电路设计，为满足国网输变电传输协议规范而开发的汇聚和接入侧的lora无线通信模组，模组以esp32作为主控，前端设计有2路sx1268(470mhz频段)和2路sx1281(2.4ghz)共四路射频发射路，同时满足低频和高频的射频发射需求，更加稳定可靠，穿透性更强，采用标准mini pci-e形态封装，uart接口，方便用户快速开发输变电汇聚节点设备和接入节点设备，具有很好的市场推广应用价值。
附图说明
25.图1是本实用新型电气原理示意图；
26.附图标记说明：1、核心芯片；2、一路低频扩频芯片；3、二路低频扩频芯片；4、三路
高频芯片；5、四路高频芯片；6、一路天线；7、二路天线；8、三路天线；9、四路天线；10、总线接口；11、电源模块；12、led信号灯模块；13、uart通讯模块。
具体实施方式
27.以下结合附图1对本技术作进一步详细说明。
28.本技术实施例公开输变电汇聚与接入节点模组。
29.参照图1，输变电汇聚与接入节点模组，包括核心芯片1、一路低频扩频芯片2、二路低频扩频芯片3、三路高频芯片4、四路高频芯片5、一路天线6、二路天线7、三路天线8、四路天线9和总线接口10，一路低频扩频芯片2、二路低频扩频芯片3、三路高频芯片4和四路高频芯片5分别与核心芯片1的信号输出端通信连接，一路天线6与一路低频扩频芯片2的信号输出端通信电连接，二路天线7与二路低频扩频芯片3的信号输出端通信电连接，三路天线8与三路高频芯片4的信号输出端通信电连接，四路天线9与四路高频芯片5的信号输出端通信电连接，总线接口10与核心芯片1的通信电连接。
30.总线接口10完成输变电数据的汇聚收集，模组以核心芯片1作为主控芯片来处理汇聚的数据，设计有2路一路低频扩频芯片2和二路低频扩频芯片3和2路三路高频芯片4和四路高频芯片5，同时满足低频和高频的射频发射需求，更加稳定可靠，穿透性更强，方便用户快速开发输变电汇聚节点设备和接入节点设备。
31.还有电源模块11，电源模块11通过总线接口10为各电器件供电。
32.模块使用电源模块11供电，电源模块11采用5v供电，在tx模式下，瞬间峰值电流最大可能达到200ma，为防止电压跌落，使用的开关电源或ldo需要能够提供足够的电流，而且在模块供电端口处需加一个电容值较大的钽电容或电解电容。若使用开关电源给模块供电，电路走线应尽量避开天线部分，以防止emc干扰。
33.还有led信号灯模块12，led信号灯模块12与总线接口10电连接。
34.led信号灯模块12对模组不同状态进行信号指示，若需外接需串联一个限流电阻，电阻的大小可以根据led灯的亮度做相应的调节。
35.还有uart通讯模块13，总线接口10通过uart通讯模块13通过与核心芯片1通信连接。
36.uart通讯模块13异步通信模式，扩展了模块的通讯模式。
37.核心芯片1是esp32芯片。
38.esp32芯片价格更加便宜，esp32芯片中包含的外部闪存数量来扩展解决方案的能力有助于确定应用程序的数据存储大小。甚至还有一些模块，如esp32-wrover，可以通过连接到内部微控制器spi总线的psram来扩展ram。psram可以将ram扩展多达4mb，为模块提供足够的内存，几乎可以满足任何应用，esp32可以在模块上安装micropython并用python开发应用程序。这不一定是生产系统的首选解决方案，但它确实开启了快速构建系统原型并证明它是否可行的能力。
39.一路低频扩频芯片2和二路低频扩频芯片3都是sx1268射频芯片，工作频率为470mhz。
40.sx1268射频芯片具备两种配电方式，低压差稳压器(ldo)以及高效率降压dc-dc转换器，在选择dc-dc方式的前提下，接收电流极低，真正意义上实现了低功耗。与sx127x系列
相比，sx1268射频芯片在lora模式下空速最高可达62.5kbps，在gfsk模式中，空速可支持最高300kbps；根据应用选择电源管理方式，在dc/dc模式下，在最大功率输出22dbm时，sx126x的功耗仅为118ma，效率提升明显。
41.三路高频芯片4和四路高频芯片5都是sx1281射频芯片，工作频率为2.4ghz。
42.sx1280射频芯片包含多样的物理层以及多种调制方式，如lora，flrc，gfsk。特殊的调制和处理方式使得lora和flrc调制的传输距离大大增加；是一款高性能物联网无线收发器，并可以兼容蓝牙协议。
43.一路天线6、二路天线7、三路天线8和四路天线9都是i-pex天线。
44.采用i-pex天线,信号的对象指向性好，功用高，抗搅扰才智强，能远离主板上的搅扰。
45.总线接口10是pci express mini card标准接口。
46.基于asr平台，工作温度可达-40至85，静电能力可达8kv；支持国内移动/联通/电信三大运营商2g/3g/4g网络方式。提供各种功能接口，供客户使用。适用于各种物联网通信设备。
47.本技术实施例输变电汇聚与接入节点模组的实施原理为：
48.在具体的输变电数据汇聚物联网场景下，pci express mini card标准接口完成输变电数据的汇聚收集，esp32可以在模块上安装micropython并用python开发应用程序来对汇聚的输变电数据进行处理，2路sx1268射频芯片具备两种配电方式，低压差稳压器(ldo)以及高效率降压dc-dc转换器，在选择dc-dc方式的前提下，接收电流极低，真正意义上实现了低功耗。与sx127x系列相比，sx1268射频芯片在lora模式下空速最高可达62.5kbps，在gfsk模式中，空速可支持最高300kbps；根据应用选择电源管理方式，在dc/dc模式下，在最大功率输出22dbm时，sx126x的功耗仅为118ma，效率提升明显。2路sx1280射频芯片包含多样的物理层以及多种调制方式，如lora，flrc，gfsk。特殊的调制和处理方式使得lora和flrc调制的传输距离大大增加；是一款高性能物联网无线收发器，并可以兼容蓝牙协议。同时满足低频和高频的射频发射需求，更加稳定可靠，穿透性更强，方便用户快速开发输变电汇聚节点设备和接入节点设备。
49.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。