专利名称：一种pstn modem通信终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种PSTN MODEM，尤其是涉及一种低功耗的PSTN MODEM，属于网 络通讯技术领域。
背景技术：
在野外无人值守的遥测系统中，现场大多数情况下缺乏有效的交流供电，通常采 用太阳能+蓄电池浮充供电的方式，要求遥测系统中的所有设备都具有低功耗的特点 ’另 外要求设备具有高可靠性，适应野外环境下的大温度变化范围、雷击防护等，长期可靠运 行，达到免维护的标准。PSTN MODEM具有建设成本低、传输容量大、架设方便等特点，广泛用于数据、语音 和图像传输控制系统中。目前以商业级的产品为主，适用于有交流供电的室内环境，元器件 全速运行，工作功耗大，温度范围窄，无雷电防护装置。将PSTN MODEM应用于野外遥测数据采集控制系统，可以提供比较方便的、低成本 的、大容量的、实时性的通信信道，与其他通信方式相比具有明显的优势。但是商业级的 MODEM无法直接应用于野外遥测系统。现有商用MODEM基于成本考虑，电路设计简单，没有电源管理单元，所有元器 件上电后全速运行，造成设备功耗大；产品只适用室内环境，元器件的温度范围一般在 0°c -40°c，无法满足野外运行环境；产品没有防雷措施，野外环境下极易损坏。
实用新型内容针对上述缺点，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种功耗低的PSTNM0DEM 通信终端，适用于各类野外无人值守遥测系统，也可应用于各类商业应用场合，有效提高设 备的可靠性。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种PSTN MODEM通信终端，包括与外部电 话线相连的防雷接口电路，其特征在于所述防雷接口电路依次与振铃检测及计时电路、上 电控制电路相连；与12V直流电源相连的电源转换电路分别与振铃检测及计时电路、上电 控制电路、嵌入式MODEM模块、电平转换电路相连，脉宽检测电路分别与上电控制电路、电 平转换电路及嵌入式MODEM模块相连，所述上电控制电路与电平转换电路相连，所述上电控制电路在有效的DTR脉宽检测信号和振铃检测信号作用下，控制嵌入 式MODEM模块以及电平转换电路在必要时上电工作，其他时段掉电；所述振铃检测及计时电路自动检测以4s为周期的间断脉冲群铃流信号，在检测 到有效振铃信号后，通过计时电路保持信号有效，为上电控制电路提供控制输入。本实用新型的工作原理本实用新型通过合理分配功能单元和工作状态，合理设计通信流程和电源控制方 式，合理选择低功耗元器件等多种技术手段设计出低功耗、高可靠的产品。1.本实用新型包括防雷接口电路、振铃检测及计时电路、上电控制电路、脉宽检测电路、接口电平转换电路、电源转换电路以及嵌入式MODEM模块等单元。2.本实用新型的电源转换电路一方面将12V直流电源输入转换为电路使用的常 供电5V电源输出，另一方面控制PMOS开关管提供嵌入式MODEM模块所需的受控5V电源输 出；3.本实用新型的防雷接口电路串接在外部电话线的入口，在发生雷击或者大电流 感应时自动切断电路，为内部振铃检测和嵌入式MODEM提供防雷保护。4.本实用新型的振铃检测及计时电路自动检测以4s为周期的间断脉冲群铃流 信号，在检测到有效振铃信号后，通过计时电路保持信号有效，为上电控制电路提供控制输 入。5.本实用新型的脉宽检测电路将脉宽小于300ms的DTR信号滤除，以防止数据接 口上的干扰信号使MODEM误触发工作。6.本实用新型的上电控制电路在有效的DTR脉宽检测信号和振铃检测信号作用 下，控制嵌入式MODEM以及电平转换芯片在必要时上电工作，其他时段掉电。7.本实用新型的接口电平转换电路将嵌入式MODEM模块提供的TTL电平转换成 RS232C接口电气信号的DCE定义信号，采用带休眠功能的低功耗芯片，工作状态到休眠状 态的转换由上电控制信号控制。8.本实用新型的嵌入式MODEM完成各种通信功能和接口规范，平时处于掉电状 态，在有效连接时才进入上电状态。本实用新型所达到的有益效果本实用新型的PSTN MODEM通信终端功耗低，适用 于各类野外无人值守遥测系统，也可应用于各类商业应用场合，有效提高设备的可靠性。
图1为本实用新型的PSTN MODEM通信终端的结构原理图；图2为基于PSTN网络的遥测系统示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的一种PSTN MODEM通信终端的结构原理图。本实用新型包括以下各模块1.本实用新型包括防雷接口电路、振铃检测及计时电路、上电控制电路、脉宽检测 电路、接口电平转换电路、电源转换电路以及嵌入式MODEM模块等单元。2.本实用新型的电源转换电路将12V直流电源转换为常供电5V电源及受控5V电 源。3.本实用新型的防雷接口电路串接在外部电话线的入口，在发生雷击或者大电流 感应时自动切断电路，为内部振铃检测和嵌入式MODEM提供防雷保护。4.本实用新型的振铃检测及计时电路自动检测以4s为周期的间断脉冲群铃流 信号，在检测到有效振铃信号后，通过计时电路保持信号有效，为上电控制电路提供控制输 入。5.本实用新型的脉宽检测电路将脉宽小于300ms的DTR信号滤除，以防止数据接 口上的干扰信号使MODEM误触发工作。[0030]6.本实用新型的上电控制电路在有效的DTR脉宽检测信号和振铃检测信号作用 下，控制嵌入式MODEM以及电平转换芯片在必要时上电工作，其他时段掉电。7.本实用新型的接口电平转换电路将嵌入式MODEM模块提供的TTL电平转换成 RS232C接口电气信号的DCE定义信号，采用带休眠功能的低功耗芯片，工作状态到休眠状 态的转换由上电控制信号控制。8.本实用新型的嵌入式MODEM完成各种通信功能和接口规范，平时处于掉电状 态，在有效连接时才进入上电状态。图2为基于PSTN网络的遥测系统示意图。本实用新型的工作流程为工作流程根据发起通信的主动方不同分为两种情况， 一种是遥测端主动发起通信，另一种是中心端主动发起通信。遥测端主动发起通信工作流程1. MODEM平时处于低功耗省电模式；2.数据终端给出有效的DTR信号将MODEM唤醒；3.等待上电复位时间后，MODEM可以开始正常工作；4.数据终端通过拨号指令控制MODEM拨打中心端电话号码；5.中心端接收到拨号信息后，启动建立连接过程；6.建立连接后，数据终端开始与中心站处理器进行数据通信；7.数据通信完成后，数据终端通过挂机指令解除连接；8.解除连接后，数据终端释放DTR ；9. MODEM重新进入低功耗省电模式。中心端主动发起通信工作流程1. MODEM平时处于低功耗省电模式；2.中心站处理器通过拨号指令拨打遥测端电话号码；3.有效的振铃信号将MODEM唤醒；4.等待上电复位时间后，MODEM可以开始正常工作，输出字符串，激活数据终端；5.数据终端接被激活后，使DTR有效，接管MODEM的上电控制；6. DTR有效后，MODEM自动摘机，启动建立连接过程；7.建立连接后，中心平台与远程数据终端开始数据通信；8.数据通信完成后，中心平台通过挂机指令解除连接；9.解除连接后，数据终端释放DTR ；10. MODEM重新进入低功耗省电模式。本实用新型提供的PSTN MODEM使用直流12V供电，工作温度范围_25°C _+55°C， 静态电流小于0. ImA ；常见同类设备工作温度范围0°C _+40°C，静态工作电流50-100mA。因 此本实用新型装置非常适用于使用蓄电池供电的遥测系统应用场合，可以减小蓄电池容量 和太阳能板功率的配置，节省遥测系统集成成本，方便遥测系统维护。本实用新型提供的通过给嵌入式MODEM模块掉电的方式进入低功耗省电模式，使 每次数据通信过程都相当于重新上电启动，避免了软件死机带来的问题，具有更高的可靠 性。本实用新型采用电源管理和防雷组合设计，实现了在无有效通信需求时关键电子单元处于完全掉电状态，有效降低了雷击概率。相关技术术语的名词解释PSTN =Public Switched Telephone Network，公共交换电话网络，也即常说的电 话网络。MODEM :MOdulator-DEModulator,调制解调器，将数字信号调制成语音信号，通过 PSTN网络实现数据远程通信。遥测系统将对象参量的近距离测量值传输至远距离的测量站来实现远距离测量 的系统。DCE =Data Communication Equipment，数据通信设备，与 DTE 相对而言，它在 DTE 和传输线路之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、保持和释放链路的连接，如Modem。TTL电平Transistor-Transistor Logic晶体管-晶体管逻辑电路电平RS232:全称为 EIA RS-232C，是由美国电子工业协会 EIA(ElectronicIndustry Association)在1969年颁布的一种串行物理接口标准及其电气定义。RS(Recommended Standard)是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。DTR =Data terminal ready，数据终端准备好，表明数据终端可以使用。是RS232 接口信号中的一个控制信号线。
权利要求一种PSTN MODEM通信终端，包括与外部电话线相连的防雷接口电路，其特征在于所述防雷接口电路依次与振铃检测及计时电路、上电控制电路相连；与12V直流电源相连的电源转换电路分别与振铃检测及计时电路、上电控制电路、嵌入式MODEM模块、电平转换电路相连，脉宽检测电路分别与上电控制电路、电平转换电路及嵌入式MODEM模块相连，所述上电控制电路与电平转换电路相连，所述上电控制电路在有效的DTR脉宽检测信号和振铃检测信号作用下，控制嵌入式MODEM模块以及电平转换电路在必要时上电工作，其他时段掉电；所述振铃检测及计时电路自动检测以4s为周期的间断脉冲群铃流信号，在检测到有效振铃信号后，通过计时电路保持信号有效，为上电控制电路提供控制输入。
专利摘要本实用新型公开了一种PSTN MODEM通信终端，包括与外部电话线相连的防雷接口电路，所述防雷接口电路依次与振铃检测及计时电路、上电控制电路相连；与12V直流电源相连的电源转换电路分别与振铃检测及计时电路、上电控制电路、嵌入式MODEM模块、电平转换电路相连，脉宽检测电路分别与上电控制电路、电平转换电路及嵌入式MODEM模块相连，所述上电控制电路与电平转换电路相连。本实用新型的PSTN MODEM通信终端功耗低，适用于各类野外无人值守遥测系统，也可应用于各类商业应用场合，有效提高设备的可靠性。
文档编号H04M1/82GK201717943SQ20102014099
公开日2011年1月19日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者曹年红, 曹翊军, 熊光亚 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞集团公司