专利名称：一种宽带无线接入实验箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于宽带无线接入和无线数据采集领域，尤其涉及一种宽带无线接入实验箱。
背景技术：
宽带无线接入技术(BWA :Broadband Wireless Access)代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，不仅建网开通快、维护简单、用户较密时成本低，而且改变了电信业务的传统观念，更适于新的电信竞争者开展有效的竞争，可以作为电信公司有线接入的重要补充。随着宽带无线接入技术的发展和在公网取得的成功经验，在行业专网领域的应用也逐渐得到推广和大规模的使用。总之，无论在公网，还是在专网的应用，宽带无线 接入技术都具有广阔的发展前景。相对于宽带无线接入技术的大力普及和应用，目前高校对宽带无线网络接入人才的培养相对滞后，缺乏相配套的专门用于人才培养的实验装置，专门的用于实验教学和相关开发的实验体系还处于空白状态。
实用新型内容针对上面技术背景中描述的目前高校在宽带无线接入人才培养和配套宽带无线接入实验装置方面存在的不足，本实用新型提出了一种宽带无线接入实验箱。本实用新型的技术方案是，一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述实验箱包括微控制器单元MCU、第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元、宽带无线模块自动操作单元和宽带无线模块手动操作单元；其中，所述微控制器单元MCU分别与所述第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元和宽带无线模块自动操作单元连接。所述实验箱还包括宽带无线模块手动操作单元；所述宽带无线模块手动操作单元通过RS-232接口和计算机连接。所述第三代移动通信3G接口与所述微控制器单元MCU通过USB接口连接。所述微控制器单元MCU包括数据并行口 ；所述液晶显示单元与所述微控制器单元MCU通过数据并行口连接；所述以太网接口与所述微控制器单元MCU通过数据并行口连接。所述微控制器单元MCU包括异步串行口 ；异步串行口的一路通过RS-485转换芯片实现；所述异步串行口的一路通过RS-232转换芯片实现。 所述微控制器单元MCU包括内部整合电路I2C接口；所述日历时钟单元与嵌入式安全控制模块ESAM单元分别与所述微控制器单元MCU通过内部整合电路I2C接口连接。所述微控制器单元MCU包括通用输入/输出GPIO ;所述红外接口与所述微控制器单元MCU通过通用输入/输出GPIO连接。[0013]所述宽带无线模块自动操作单元与所述微控制器单元MCU分别通过USB接口和串行口连接。所述宽带无线模块自动操作单元支持静态IP分配和动态IP分配方式；所述宽带无线模块手动操作单元支持静态IP分配和动态IP分配方式。所述实验箱宽带接入无线网的方式包括通过宽带无线模块或第三代移动通信3G上网卡或同时实现宽带无线专网接入和第三代移动通信3G公网接入。本实用新型的效果在于，最大程度的实现了电力用户用电信息采集系统的绝大部分数据采集功能，具备了电力用户用电信息采集系统的各种常用接口，为学生将来走上工作岗位的业务能力培养以及工程素质的培养，起到很好的促进作用。
图I是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的结构示意图； 图2是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的获取IP地址示意图；图3是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的系统应用结构示意图。
具体实施方式
下面集合附图，对优选的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。图I是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的结构示意图；图1中，一种宽带无线接入实验箱包括微控制器单元MCU、第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元、宽带无线模块自动操作单元和宽带无线模块手动操作单元。其中，所述微控制器单元MCU分别与所述第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元和宽带无线模块自动操作单元连接，用于提供各种数据传输接口，并对接收到的数据进行运算和处理，通过各种命令、信号对其他模块进行控制。所述第三代移动通信3G接口与所述微控制器单元MCU通过USB接口连接，用于连接第三代移动通信3G上网卡，使试验箱顺利的接入到第三代移动通信3G公网，实现与后台软件的连接，这种连接方式作为宽带无线接入的一个重要补充，当由于各种原因，不能通过宽带无线专网连接系统后台时，采用无线公网的方式进行连接。所述微控制器单元MCU包括数据并行口 ；所述液晶显示单元与所述微控制器单元MCU通过数据并行口连接，通过接收到的微控制器单元MCU发送的时钟信号、复位信号及同步 目号等，显不各种状态 目息。所述微控制器单元MCU包括异步串行口 ；所述异步串行口中的一路通过RS-485转换芯片实现的RS-485接口 ；所述RS-485接口，用于传输信号；该接口采用了光电隔离措施，并采取了热敏电阻和压敏电阻保护措施。所述微控制器单元MCU包括异步串行口 ；所述异步串行口中的一路通过RS-232转换芯片实现的RS-232接口 ；所述RS-232接口可以直接连接计算机，用于传输信号、辅助调试程序和采集现场数据。[0027]所述微控制器单元MCU包括数据并行口 ；所述以太网接口与所述微控制器单元MCU通过数据并行口连接，用于传输微控制器单元MCU发送的复位、地址和读写等控制信号，实现对以太网芯片的控制；同时也用于终端数据的采集、程序的下载或者以太网络的连接。所述微控制器单元MCU包括内部整合电路I2C接口 ；所述日历时钟单元与所述微控制器单元MCU通过内部整合电路I2C接口连接，用于接收微控制器单元MCU发送的控制信号，并向系统提供日历时钟及标准秒脉冲。所述微控制器单元MCU包括内部整合电路I2C接口 ；所述红外接口与所述微控制器单元MCU通过内部整合电路I2C接口连接，用于通过红外传输命令和数据，完成电表数据的抄与任务。 所述微控制器单元MCU包括内部整合电路I2C接口 ；所述嵌入式安全控制模块ESAM单元与所述微控制器单元MCU通过内部整合电路I2C接口连接，用于保证卡表终端数据交换的安全性。卡表内置嵌入式安全控制模块ESAM，可以使系统支持密钥管理系统。在密钥管理系统的支持下，卡表使用的密钥，能够被安全的产生、传输和使用。 所述宽带无线模块自动操作单元与所述微控制器单元MCU通过USB接口和异步串行数据接口连接；用异步串行数据接口接收微控制器单元MCU发送的调制解调器AT命令，从而获得IP地址，接入无线网络；用USB接口向宽带无线模块提供数据。所述宽带无线模块手动操作单元通过RS-232接口和计算机连接，用户可以通过串口助手软件完成宽带无线模块的控制和操作，用户通过调制解调器AT命令和宽带模块交互，用户容易掌握调制解调器AT命令的使用方法，获得IP地址，接入宽带无线网络。图2是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的获取IP地址示意图。图2中，宽带无线模块自动操作单元以及宽带无线模块手动操作单元，均支持静态IP分配和动态IP分配方式。宽带无线模块手动操作单元支持静态IP方式时，该方式需要在网管上注册并烧录，由网管分配给宽带无线模块静态固定IP地址后，手动操作调制解调器AT命令，实现IP地址的获得；动态IP地址需要动态主机设置协议DHCP服务器分配，手动操作调制解调器AT命令:AT+XDHCP，查询动态IP地址分配情况。宽带无线模块自动操作单元获得静态IP方式和动态IP地址的方法与宽带无线模块手动操作单元类似，不同的是宽带无线模块自动操作单元是在微控制器单元MCU支持下，通过调制解调器AT命令实现。图3是本实用新型提供的一种宽带无线接入实验箱的系统应用结构示意图。图3中，本实用新型的宽带无线接入实验箱，可以实现多种形式和接口的数据终端数据的采集，并将采集到的数据解析，按照新的协议，重新打包，再按照新的格式，发送给宽带无线模块，通过宽带无线模块连接到宽带无线基站，或者通过第三代移动通信3G上网卡连接到第三代移动通信3G基站，最后连接到后台软件的数据库中。其工作原理如下数据终端的接口是多种多样的，无论是RS-232接口、RS-485或者以太网形式的，都可以通过宽带无线接入实验箱相对应的接口，将需要采集的数据或命令，采集到实验箱指定的处理空间中，在微控制器单元MCU的控制下，这些数据按照新的格式重新封装，封装后的通过宽带无线模块，经过宽带无线基站，再经过因特网，最终将这些数据发送到指定的后台数据库中；重新封装的数据也可以通过第三代移动通信3G上网卡，经过第三代移动通信3G基站，再经过因特网，终将这些数据发送到指定的后台数据库中；需要强调的是，重新封装的数据发送到后台数据库的过程，可以单独选择宽带无线模块，也可以单独选择第三代移动通信3G上网卡，这两种方式可以互相备份，到底哪种方式更合适，需要结合实际需要和网络条件。本实用新型的宽带无线接入实验箱，可以实现多种形式和接口的数据终端数据的采集，并且也有多种无线宽带接入方式，使学生对无线宽带接入技术有了更加深刻的理解和认识。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权力要求的保护范围为准。·
权利要求1.一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述实验箱包括微控制器单元MCU、第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元、宽带无线模块自动操作单元和宽带无线模块手动操作单元； 其中，所述微控制器单元MCU分别与所述第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元和宽带无线模块自动操作单元连接。
2.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述宽带无线模块手动操作单元通过RS-232接口和计算机连接。
3.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述第三代移动通信3G接口与所述微控制器单元MCU通过USB接口连接。
4.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述微控制器单元MCU包括数据并行口 ；所述液晶显示单元和以太网接口分别与所述微控制器单元MCU通过数据并行口连接。
5.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述微控制器单元MCU包括异步串行口 ；所述异步串行口的一路通过RS-485转换芯片实现RS-485接口 ；所述异步串行口的一路通过RS-232转换芯片实现RS-232接口。
6.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述微控制器单元MCU包括内部整合电路I2C接口 ；所述日历时钟单元与嵌入式安全控制模块ESAM单元分别与所述微控制器单元MCU通过内部整合电路I2C接口连接。
7.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述微控制器单元MCU包括通用输入/输出GPIO ;所述红外接口与所述微控制器单元MCU通过通用输入/输出GPIO连接。
8.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述宽带无线模块自动操作单元与所述微控制器单元MCU分别通过USB接口和串行口连接。
9.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述宽带无线模块自动操作单元支持静态IP分配和动态IP分配方式；所述宽带无线模块手动操作单元支持静态IP分配和动态IP分配方式。
10.根据权利要求I所述的一种宽带无线接入实验箱，其特征在于，所述实验箱宽带接入无线网的方式包括通过宽带无线模块或第三代移动通信3G上网卡或同时实现宽带无线专网接入和第三代移动通信3G公网接入。
专利摘要本实用新型公开了宽带无线接入和无线数据采集领域的一种宽带无线接入实验箱。其特征在于，所述实验箱包括微控制器单元MCU、第三代移动通信3G接口、液晶显示单元、RS-485接口、RS-232接口、以太网接口、日历时钟单元、红外接口、嵌入式安全控制模块ESAM单元、宽带无线模块自动操作单元和宽带无线模块手动操作单元。本实用新型的宽带无线接入实验箱，可以实现多种形式和接口的数据终端数据的采集，并且也有多种无线宽带接入方式，使学生对无线宽带接入技术有了更加深刻的理解和认识。
文档编号G09B25/02GK202694665SQ20122028408
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者崔维新, 杨春萍, 龚钢军, 陆俊 申请人:华北电力大学