电力无线信号接入电路和电力无线信号测试终端的制作方法

本实用新型涉及信号测试技术领域，特别是涉及一种电力无线信号接入电路和电力无线信号测试终端。

背景技术：

随着通信技术的发展，无线网络的使用越来越成熟。电力系统使用的无线网络除了有移动、电信、联通3家运营商的公用无线网络外，还有自建频段的专用无线网络。通常在电力计量和配网业务等接入无线网络进行信号勘察及通信排障测试时，电力现场作业人员需要对无线网络信号进行采集测试。

电力现场作业人员在对无线网络信号进行采集测试时，使用的是测试单一无线网络信号或者测试少数几种无线网络信号的传统无线信号测试终端。电力现场作业人员通过按钮操作指示无线信号测试终端内部的控制器对应切换不同类型的无线网络信号的接入，以便控制器更够对接入的不同类型无线网络信号进行对应的采集测试。然而，在实现本实用新型的过程中，发明人发现传统无线信号测试终端至少存在着信号的接入电路复杂度较高的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够大幅降低信号的接入电路复杂度的电力无线信号接入电路，以及一种电力无线信号测试终端。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种电力无线信号接入电路，包括控制器、公用网络模组、专用网络模组、电源模组、专用网络信号识别器和公用网络信号接入电路；

所述控制器的通用引脚连接所述电源模组的使能端，用于输出使能信号到所述电源模组的使能端时，导通所述电源模组；所述电源模组的输出端连接所述专用网络模组的供电端，所述控制器的各数据引脚分别连接所述专用网络模组的信号输出端和所述公用网络模组的信号输出端，所述控制器的复位引脚连接所述专用网络模组的复位端；

所述专用网络模组的信号输入端连接所述专用网络信号识别器，所述公用网络模组的信号输入端连接所述公用网络信号接入电路，所述公用网络信号接入电路用于接入公用网络信号识别器。

在其中一个实施例中，所述专用网络模组包括Wifi模块、LTE-U模块和工作频段为230MHz的LTE-G模块；

所述专用网络信号识别器包括第一天线、第二天线和第三天线，所述第一天线的工作频段与所述Wifi模块的工作频段对应，所述第二天线的工作频段与所述LTE-U模块的工作频段对应，所述第三天线的工作频段与所述LTE-G模块的工作频段对应；

所述Wifi模块、所述LTE-U模块和所述LTE-G模块的信号输出端分别连接至所述控制器的各数据引脚，所述LTE-U模块和所述LTE-G模块的复位端分别连接至所述控制器的复位引脚，所述Wifi模块、所述LTE-U模块和所述LTE-G模块的供电端分别连接至所述电源模组的输出端；

所述Wifi模块的信号输入端连接所述第一天线，所述LTE-U模块的信号输入端连接所述第二天线，所述LTE-G模块的信号输入端连接所述第三天线。

在其中一个实施例中，所述电源模组包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块和所述第二电源模块的使能端分别连接所述控制器的通用引脚；

所述第一电源模块的输出端分别连接所述Wifi模块和所述LTE-U模块的供电端，所述第二电源模块的输出端连接所述LTE-G模块的供电端。

在其中一个实施例中，所述第一电源模块为3.3V电源模块，所述第二电源模块为5V电源模块。

在其中一个实施例中，所述控制器为ARM芯片、DSP芯片或FPGA芯片。

在其中一个实施例中，所述公用网络模组包括至少三个公网全频段模块，所述公用网络信号接入电路包括至少三个SIM卡座，每一所述SIM卡座对应一种工作频段；

各所述公网全频段模块的信号输入端与各所述SIM卡座的输出端一一对应直连，各所述公网全频段模块的信号输出端分别连接所述控制器的各数据引脚。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种电力无线信号测试终端，包括壳体、显示器以及上述的电力无线信号接入电路，所述电力无线信号接入电路和所述显示器设置在所述壳体内部，所述显示器连接所述电力无线信号接入电路的控制器。

在其中一个实施例中，所述电力无线信号测试终端还包括定位模块，所述定位模块连接所述显示器。

在其中一个实施例中，所述定位模块为GNSS模块。

在其中一个实施例中，所述电力无线信号测试终端还包括数据存储器，所述数据存储器连接所述控制器。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于控制器分别直连公用网络模组、专用网络模组和电源模组，公用网络模组连接公用网络信号接入电路，专用网络模组连接专用网络信号识别器，控制器使能控制电源模组导通时，接通控制器、专用网络模组和专用网络信号识别器之间的连接，实现专用网络信号的接入。公用网络信号接入电路接入公用网络信号识别器后，即可实现公用网络信号的接入。如此，实现对电力无线信号(包含多种公用网络信号和多种专用网络信号)的快速接入，降低了电力无线信号接入电路的复杂度，进而确保电力无线信号的采集测试应用兼容性的同时，降低整机成本。

附图说明

图1为一个实施例中电力无线信号接入电路的第一结构示意图；

图2为一个实施例中电力无线信号接入电路的第二结构示意图；

图3为一个实施例中电力无线信号接入电路的第三结构示意图；

图4为一个实施例中电力无线信号接入电路的第四结构示意图；

图5为一个实施例中电力无线信号测试终端的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统无线信号测试终端信号的接入电路复杂度较高的问题，本实用新型实施例提供了一种电力无线信号接入电路100。图1为本实施例电力无线信号接入电路100的第一结构示意图。如图1所示，包括控制器12、公用网络模组14、专用网络模组16、电源模组18、专用网络信号识别器20和公用网络信号接入电路22。控制器12的通用引脚连接电源模组18的使能端，用于输出使能信号到电源模组18的使能端时，导通电源模组18；电源模组18的输出端连接专用网络模组16的供电端，控制器12的各数据引脚分别连接专用网络模组16的信号输出端和公用网络模组14的信号输出端，控制器12的复位引脚连接专用网络模组16的复位端。专用网络模组16的信号输入端连接专用网络信号识别器20，公用网络模组14的信号输入端连接公用网络信号接入电路，公用网络信号接入电路22用于接入公用网络信号识别器。

其中，控制器12指的是具有数据和指令处理等功能的器件，可以是传统无线信号测试终端中所采用的微处理器，可以提供多个使能引脚、数据引脚、复位引脚和其他功能引脚，用于对无线信号测试终端中其他电路模块的使能控制、数据收发控制等，以及完成对接入信号的采集测试等，也可以是能够提供上述引脚和所需的电力无线信号采集测试功能的其他类型控制器12件。公用网络模组14指的是可提供不同运营商(例如移动、联通和电信)的多种制式信号的网络模块。多种制式信号可以是如GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)信号、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)信号、CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000，一个3G移动通讯标准)信号、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)信号、TD SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)信号、TD LTE(Time Division Long Term，分时长期演进技术)信号和FDD LTE(Frequency Division Duplexing-Long Term Evolution，基于频分双工长期演进技术)信号等。

公用网络信号接入电路22是指与公用网络模组14和公用网络信号识别器电路结构匹配的接口电路，具体类型可以根据公用网络信号识别器采用类型来具体选定，只要能够提供公用网络模组14和公用网络信号识别器之间所需的电路连接即可。公用网络信号识别器指的是识别公用网络模组14的制式信号的识别器。可选的，公用网络信号识别器可以是但不限于GSM信号识别器、CDMA信号识别器、CDMA2000信号识别器、WCDMA信号识别器、TD SCDMA信号识别器、TD LTE信号识别器或FDD LTE信号识别器等。专用网络模组16指的是电力专用的网络模块，用于传输电力专用频段的网络信号。专用网络信号识别器20指的是识别电力专用制式信号的识别器。使能信号可以是控制器12在接到专网接入指令，例如测试人员通过专网接入按键来触发的指令时，通过通用引脚(即GPIO口)输出到电源模组18的使能端的信号，用于导通电源模组18，从而向专用网络模组16通电，以便控制器12可以通过数据引脚接收到由专用网络模组16接入的专用网络信号。

具体地，基于控制器12的通用引脚连接电源模组18的使能端，电源模组18的输出端连接专用网络模组16的供电端；控制器12的各数据引脚分别连接公用网络模组14和专用网络模组16。控制器12在获取到专用网络信号接入指令时，输出使能信号给到电源模组18，电源模组18导通以对专用网络模组16供电。控制器12从而可以通过连接到专用网络模组16的数据引脚接入专用网络信号，以便进行采集测试。基于控制器12通过相应的数据引脚连接公用网络模组14的信号输出端，在公用网络信号识别器接入到公用网络信号接入电路22后，控制器12将可以接收到接入的公用网络信号，以便进行采集测试。

上述实施例中，基于控制器12分别直连公用网络模组14、专用网络模组16和电源模组18，公用网络模组14连接公用网络信号接入电路22，专用网络模组16连接专用网络信号识别器20，控制器12使能控制电源模组18导通时，接通控制器12、专用网络模组16和专用网络信号识别器20之间的连接，实现专用网络信号的接入。公用网络信号接入电路22接入公用网络信号识别器后，即可实现公用网络信号的接入。如此，实现对电力无线信号(包含多种公用网络信号和多种专用网络信号)的快速接入，降低了电力无线信号接入电路的复杂度，进而确保电力无线信号的采集测试应用兼容性的同时，缩小整机体积、简化测试操作及降低整机成本。

在一个实施例中，如图2所示，专用网络模组16包括Wifi模块162、LTE-U模块164和工作频段为230MHz的LTE-G模块166。专用网络信号识别器20包括第一天线202、第二天线204和第三天线206。第一天线202的工作频段与Wifi模块162的工作频段对应。第二天线204的工作频段与LTE-U模块164的工作频段对应。第三天线206的工作频段与LTE-G模块166的工作频段对应。Wifi模块162、LTE-U模块164和LTE-G模块166的信号输出端分别连接至控制器12的各数据引脚。LTE-U模块164和LTE-G模块166的复位端分别连接至控制器12的复位引脚。Wifi模块162、LTE-U模块164和LTE-G模块166的供电端分别连接至电源模组18的输出端。Wifi模块162的信号输入端连接第一天线202。LTE-U模块164的信号输入端连接第二天线204。LTE-G模块166的信号输入端连接第三天线206。

可以理解，Wifi模块162也即传统的无线局域网模块。LTE-U(LTE inunlicensed spectrum，LTE应用在无限制频谱)模块为现有的各种类型LTE-U模块164。工作频段为230MHz的LTE-G模块166也即本领域中常规的针对智能电网需求深度定制的LTE模块。LTE-G模块166频谱覆盖223MHz至226MHz，以及229MHz至233MHz，共7MHz的离散频谱，支持频段内的时分双工(TDD)方式载波聚合、动态频谱共享等技术，容量大且成本低。第一天线202、第二天线204和第三天线206可以是传统的各类射频天线，只要能够用于接入专用网络信号均可。

具体地，Wifi模块162、LTE-U模块164和工作频段为230MHz的LTE-G模块166分别连接对应工作频段的天线。第一天线202、第二天线204和第三天线206各自的数量可以多于一个，具体可以根据所连接的模块所需天线的数量来选定，例如LTE-U模块164所需的天线为两个，则第二天线204的数量为两个。控制器12向电源模组18输出使能信号导通电源模组18后，电源模组18向Wifi模块162、LTE-U模块164和工作频段为230MHz的LTE-G模块166分别通电。Wifi模块162此时无需经过控制器12进行复位即可工作，从而控制器12可以通过连接Wifi模块162的信号输出端的数据引脚，接入Wifi模块162对应的工作频段的专用网络信号。LTE-U模块164上电后，接收到控制器12的复位引脚输出的复位信号后即开始工作，从而控制器12可以通过连接LTE-U模块164的信号输出端的数据引脚，接入LTE-U模块164对应的工作频段的专用网络信号。工作频段为230MHz的LTE-G模块166上电后，接收到控制器12的复位引脚输出的复位信号后即开始工作，从而控制器12可以通过连接LTE-G模块166的信号输出端的数据引脚，接入LTE-G模块166对应的工作频段的专用网络信号。

通过上述的各模块和天线的对应连接，以及各模块与控制器12之间的连接，即可以实现多种工作频段的专用网络信号的快速接入。降低信号的接入电路复杂度同时，可直接应用控制器12原有相应引脚输出的使能信号和复位信号来实现不同工作频段的专用网络信号的接入，无需额外调整控制流程，有效降低整机成本。

在一个实施例中，如图3所示，电源模组18包括第一电源模块182和第二电源模块184。第一电源模块182和第二电源模块184的使能端分别连接控制器12的通用引脚。第一电源模块182的输出端分别连接Wifi模块162和LTE-U模块164的供电端。第二电源模块184的输出端连接LTE-G模块166的供电端。

可以理解，控制器12的通用引脚的数量可以是两个或者两个以上，第一电源模块182和第二电源模块184的使能端可以分别连接到控制器12上不同的通用引脚上，以便控制器12可以独立地分别向第一电源模块182和第二电源模块184输出使能信号。

优选的，第一电源模块182和第二电源模块184的输出电参数可根据上述的Wifi模块162、LTE-U模块164和工作频段为230MHz的LTE-G模块166所需的供电电压大小预先设定。优选的，上述Wifi模块162和LTE-U模块164所需的供电电压相同，从而可以通过第一电源模块182来进行供电。通过上述的第一电源模块182和第二电源模块184的设置，控制器12在接收到专网信号接入指令后，即可向相应的第一电源模块182或第二电源模块184输出使能信号，以导通第一电源模块182与Wifi模块162、LTE-U模块164之间的连接，或导通第二电源模块184与工作频段为230MHz的LTE-G模块166之间的连接。例如，测试人员需要接入Wifi模块162时，按下无线信号测试终端上的Wifi频段按钮，以向控制器12提供对应频段的专网信号进入指令。控制器12从而通过连接到第一电源模块182的通用引脚输出使能信号，以导通第一电源模块182，这时Wifi模块162上电而LTE-U模块164没有收到控制器12提供的复位信号，仍然只有Wifi模块162接入自身所在频段的专用网络信号。切换电源实现对多个专用网络模块之间的自动切换，提高了专用网络模块的切换效率。

当测试人员需要接入230MHz的专用网信号时，按下无线信号测试终端上的230MHz按钮，以向控制器12提供对应的专网信号进入指令。控制器12从而通过连接到第二电源模块184的通用引脚输出使能信号，以导通第二电源模块184，这时LTE-G模块166上电，在接收到控制器12输出的复位信号后即可接入自身所在频段的专用网络信号。通过上述的第一电源模块182和第二电源模块184的设置，确保Wifi模块162、LTE-U模块164和LTE-G模块166的快速上电，保障专用网络信号接入的可靠实现。

在一个实施例中，优选的，第一电源模块182为3.3V电源模块。第二电源模块184为5V电源模块。可以理解，上述的Wifi模块162和LTE-U模块164为供电电压是3.3V的模块，相应的，上述的第一电源模块182为3.3V电源模块。上述的LTE-G模块166供电电压是5V的模块，相应的，上述的第二电源模块184为5V电源模块。通过上述的3.3V电源模块和5V电源模块的应用，可以实现直接沿用无线信号测试终端上的电源模块，无需更换其他输出电压大小的电源模块，进一步降低整机成本。

在一个实施例中，控制器12为ARM(Advanced RISC Machines：RISC微处理器)芯片、DSP(Digital Signal Processing，基于数字信号处理技术的芯片)芯片或FPGA(Field Programmable Gate Array：即现场可编程门阵列)芯片。可以理解，无线信号测试终端上中所使用的控制器12可以是ARM芯片、DSP芯片或FPGA芯片，芯片应用技术成熟且响应速度快，均可以基于现有的控制流程实现对电源模组18、公用网络模组14和专用网络模组16的可靠控制，确保信号接入的可靠性。

在一个实施例中，如图4所示，公用网络模组14包括至少三个公网全频段模块142。公用网络信号接入电路22包括至少三个SIM卡座222，每一SIM卡座222对应一种工作频段。各公网全频段模块142的信号输入端与各所述SIM卡座222的输出端一一对应直连，各公网全频段模块142的信号输出端分别连接控制器12的各数据引脚。需要说明的是，图4中，引脚RX、引脚TX、引脚D-、引脚D+、引脚GPB3和引脚GPB2即为控制器的各数据引脚，分别与各模块的信号输出端对应连接。LTE-U模块164和LTE-G模块166的RST端即为复位端。

优选的，公用网络信号识别器为SIM(Subscriber Identification Module：用户身份识别卡)卡，公用网络信号识别器可以是由不同网络运营商提供的使用不同工作频段的SIM卡，例如移动通信的SIM卡、联通的SIM卡和电信的SIM卡。公用网络信号接入电路22为SIM卡座222。至少三个SIM卡座分别对应的至少三种工作频段，为市面上提供网络通信服务的运营商所使用的至少三种信号频段，例如可以是三大运营商移动通信、联通和电信所分别使用的频段。通过上述的公网全频段模块142和SIM卡座222之间的一一对应直连，只需将需要进行采集测试的工作频段对应的SIM卡插入相应的SIM卡座222，即可接入该工作频段的公用网络信号，有效兼容各频段公用网络信号的接入，实现随插随用的公用网络信号快速接入。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种电力无线信号测试终端200，包括壳体210、显示器212以及上述各实施例中的电力无线信号接入电路100。电力无线信号接入电路100和显示器212设置在壳体210内部，显示器212连接电力无线信号接入电路100的控制器12。

可以理解，壳体210可为方体或柱状体，也可以是其他形状的壳体210，只要能够容置并固定电力无线信号接入电路100和显示器212均可。为了适应电力现场的复杂环境，壳体210应具备工业防护、抗跌落等特性。显示器212可以是但不限于本领域常规的液晶显示器212。

具体地，在电力无线信号接入后，可通过控制器12调用相应的传统测试功能，实现对待测电力无线信号的基站信号场强、小区位置、信息传输速率等参数的自动数据采集测试。通过显示器212连接控制器12，进而可将接入的信号类型和采集到数据通过显示器212进行显示。通过应用上述的电力无线信号接入电路100和显示器212，可以快速实现不同专用网络信号或公用网络信号的接入，降低电路复杂度。通过壳体210可以实现整机封装，便于携带。

在一个实施例中，电力无线信号测试终端还包括连接控制器12的数据存储器。数据存储器可以是但不限于传统的存储器件，例如闪存盘、固态硬盘等。控制器12可将采集数据和测试数据存储到数据存储器的本地数据库(sqlite3)文件中，可通过调用已有的webService(一种基于可编程的web的应用程序)接口上传到电力企业的后台服务器，也可通过USB接口以Excel表格文件导出到测试人员的PC机。如此，通过数据存储器的设置，可以提供本地数据存储，提高电力无线信号测试终端的使用效率。

在一个实施例中电力无线信号测试终端还包括连接显示器212的定位模块。

具体地，定位模块用于对电力无线信号测试终端进行周期定位、实时定位或者手动定位，可以是现有的各种类型的定位器件。定位模块自动采集的位置信息可以发送到显示器212进行显示，方便测试人员进行位置核对、标记测试数据与所在位置等，提高电力无线信号测试终端的使用效率。

在一个实施例中，定位模块为GNSS模块。优选的，定位模块为现有的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)模块。GNSS模块可支持GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块、北斗定位模块和GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，全球卫星导航系统)模块，可快速、高精度定位数据采集功能，可将采集到的现场测试位置的经纬度定位信息自动发送给显示器212进行显示，也可以通过显示器212传输给控制器12，以便与无线网络信号的测试数据一起进行存储和传输。

在一个实施例中，电力无线信号测试终端还包括设置在壳体210侧壁上且分别与控制器12连接的USB接口、RS232接口以及RS485接口。可以理解，USB接口、RS232接口以及RS485接口与控制器12之间的连接方式均为现有的常规连接方式。可选的，根据电网的应用需求，电力无线信号测试终端还可以通过上述接口可以与不同类型的外部设备连接，以提供各种扩展功能，例如数据读取、存入等。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。