一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置。包括一內(nèi)部包覆有防水層的密封透明殼體，防水層上部設(shè)置有用于放置第一和第二天線的第一和第二凹槽；防水層內(nèi)的底部設(shè)置有一第一緩沖層，第一緩沖層上方設(shè)置有第二緩沖層；第一緩沖層上部設(shè)置有一電源槽，電源槽放置有用于為整個(gè)裝置提供電能的電源；第二緩沖層上部設(shè)置有一PCB放置槽，PCB放置槽放置有一PCB板，PCB板包括微處理器及與其連接的短距離無線通信模塊和長(zhǎng)距離無線通信模塊，短距離無線通信模塊還連接至所述第一天線，長(zhǎng)距離無線通信模塊還連接至所述第二天線。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的防水、防潮、防震效果；且電路采用長(zhǎng)距離無線通信芯片，降低了成本。
【專利說明】一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)的很多輸電線路中，存在線路老化、故障率高，特別是郊區(qū)、野外、山區(qū)中，更易受雷電、暴風(fēng)雨等天氣因素方面的影響，容易造成線路短路、接地等故障，如何在線路故障后快速、精確定位故障發(fā)生點(diǎn)，提高故障排除的及時(shí)性，是擺在電力搶修部門面前，急需解決的問題。
[0003]傳統(tǒng)的故障定位設(shè)備主要由故障指示器、通信裝置組成，通信裝置采用太陽(yáng)能電池板、蓄電池、控制主板等構(gòu)成。在陽(yáng)光充足的白天，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，向蓄電池進(jìn)行充電，使其能夠在夜間或陰雨天氣向通信裝置主板進(jìn)行供電。在線路發(fā)生故障時(shí)，故障指示器檢測(cè)到故障信息后，通過短距離無線方式發(fā)送到通信裝置，通信裝置通過GPRS等方式傳送到后臺(tái)管理中心。
[0004]傳統(tǒng)的故障定位方案主要的缺點(diǎn)在于體積過于笨重，安裝復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用偏高。太陽(yáng)能電池板、蓄電池、相配套支架，重量可達(dá)數(shù)十斤；安裝時(shí)需要調(diào)整太陽(yáng)能電池板的角度，以便太陽(yáng)光能以更好的角度照射到太陽(yáng)能面板上，提高太陽(yáng)光的利用率；這些因素對(duì)于需要高空作業(yè)的安裝人員帶來了很大的不便。另外每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均需一張SIM卡進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)通信，假設(shè)每張SM卡的月租為10元錢，20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使用5年，所需費(fèi)用共計(jì):10 *12 * 5 *20 = 12000，監(jiān)測(cè)點(diǎn)越多，這筆運(yùn)行費(fèi)用會(huì)更加高昂。
[0005]長(zhǎng)距離通信芯片在故障定位系統(tǒng)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)線路故障定位的方案。發(fā)揮其通信距離長(zhǎng)、自組網(wǎng)、低功耗方面的優(yōu)勢(shì)，可以將直徑1KM范圍內(nèi)的所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只需要一個(gè)通信裝置就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，這樣就大大減低了運(yùn)行成本。同時(shí)由于其低功耗的特點(diǎn)，使用一次性鋰電池，就可以保證其可靠運(yùn)行5年以上，這樣就可以節(jié)省掉太陽(yáng)能電池板和蓄電池，使其更加輕便，安裝更加簡(jiǎn)單，同時(shí)也降低了硬件成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種降低了硬件成本，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的防水、防潮、防震效果的用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，包括一固定于電線桿上的密封透明殼體，所述殼體內(nèi)包覆有一防水層；所述防水層上部設(shè)置有用于放置第一天線的第一凹槽和用于放置第二天線的第二凹槽；所述防水層內(nèi)的底部設(shè)置有一第一緩沖層，所述第一緩沖層上方設(shè)置有第二緩沖層；所述第一緩沖層上部設(shè)置有一電源槽，該電源槽放置有用于為整個(gè)裝置提供電能的電源；所述第二緩沖層上部設(shè)置有一 PCB放置槽，該P(yáng)CB放置槽放置有一 PCB板，所述PCB板包括微處理器及與該微處理器連接的短距離無線通信模塊和長(zhǎng)距離無線通信模塊，所述短距離無線通信模塊還連接至所述第一天線，所述長(zhǎng)距離無線通信模塊還連接至所述第二天線。
[0008]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述防水層為海綿層。
[0009]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一緩沖層和第二緩沖層均為海綿層。
[0010]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述電源為一鋰電池。
[0011]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述微處理器采用STM8L芯片。
[0012]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述短距離無線通信模塊采用CCllOl芯片。
[0013]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述長(zhǎng)距離無線通信模塊采用SX1276芯片。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0015]1、此裝置采用超低功耗設(shè)計(jì)，自組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用簡(jiǎn)單方便；
[0016]2、改變傳統(tǒng)線路故障定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，有效降低硬件成本和運(yùn)行成本；省掉太陽(yáng)能電池板、蓄電池、產(chǎn)品支架等裝置，降低硬件成本；組網(wǎng)后整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只需一個(gè)SIM卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用；
[0017]3、使得產(chǎn)品體積輕便，安裝簡(jiǎn)單。整個(gè)裝置下來不到1KG，對(duì)產(chǎn)品安裝無特殊要求，只要能固定在電桿上即可；
[0018]4、本實(shí)用新型裝置特殊的結(jié)構(gòu)，具有良好的防水、防潮、防震效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型裝置的剖面示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型圖1的A-A向視圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型電路示意框圖。
[0023]圖中:1為殼體，2為防水層，3為第一緩沖層，4為第二緩沖層，5為電源槽，6-為PCB放置槽，7為放置第一和第二天線的凹槽，7-1為第一凹槽，7-2為第二凹槽。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，包括一固定于電線桿上的密封透明殼體1，所述殼體I內(nèi)包覆有一防水層2 (可采用海綿);所述防水層2上部設(shè)置有用于放置第一天線的第一凹槽7-1和用于放置第二天線的第二凹槽7-2 ；所述防水層2內(nèi)的底部設(shè)置有一第一緩沖層(3可采用海綿)，所述第一緩沖層3上方設(shè)置有第二緩沖層4 (可采用海綿);所述第一緩沖層3上部設(shè)置有一電源槽5，該電源槽5放置有用于為整個(gè)裝置提供電能的電源；所述第二緩沖層4上部設(shè)置有一 PCB放置槽6，該P(yáng)CB放置槽6放置有一 PCB板，所述PCB板包括微處理器及與該微處理器連接的短距離無線通信模塊和長(zhǎng)距離無線通信模塊，所述短距離無線通信模塊還連接至所述第一天線，所述長(zhǎng)距離無線通信模塊還連接至所述第二天線。
[0026]本發(fā)明微處理器、短距離無線通信模塊和長(zhǎng)距離無線通信模塊所采用的芯片及各模塊及電源之間關(guān)系如下:
[0027](I)短距離無線通信模塊采用短距離無線通信芯片CCllOl (或同系列其他芯片):
[0028]CCllOl是美國(guó)TI公司出品的工作在低于IGHz頻段的無線數(shù)傳芯片，是一款旨在應(yīng)用于極低功耗RF應(yīng)用，其工作電壓范圍:1.9V?3.6V，待機(jī)模式下電流僅為200nA，支持多種調(diào)制模式(OOK、ASK、GFSK、2-FSK、4-FSK和MSK)，支持無線喚醒(WOR)。其設(shè)計(jì)通信距離為空曠地50米，在本應(yīng)用中主要用于和故障指示器之間的雙向數(shù)據(jù)通信。其正常狀態(tài)下處于休眠模式，采用無線喚醒技術(shù)，可以被故障指示器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)喚醒，保證數(shù)據(jù)接收完整性。在需要其發(fā)送數(shù)據(jù)的模式下，通過MCU控制其處于發(fā)送模式，發(fā)送完畢后，再重新進(jìn)入休眠模式，以達(dá)到降低功耗的目的。
[0029](2)微處理器采用低功耗微處理器STM8L:
[0030]STM8L產(chǎn)品線是意法半導(dǎo)體出品的，基于意法半導(dǎo)體的超低功耗技術(shù)平臺(tái)設(shè)計(jì)而成8位單片機(jī)，這個(gè)平臺(tái)采用意法半導(dǎo)體獨(dú)有的超低泄漏電流優(yōu)化的130nm制程。其它創(chuàng)新特性包括低功耗嵌入式非易失性存儲(chǔ)器和多個(gè)電源管理模式，包括5.4uA低功耗運(yùn)行模式、3.3uA低功耗待機(jī)模式、IuA主動(dòng)停止模式(實(shí)時(shí)時(shí)鐘運(yùn)行)和350nA停止模式。STM8L可以在4us內(nèi)從停止模式喚醒，支持頻繁使用最低功耗模式。特別適合用于對(duì)功耗要求比較苛刻的，電池供電系統(tǒng)中。在本應(yīng)用中，使其工作在主動(dòng)停止模式，此時(shí)處理器的功耗僅為luA，使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘周期性喚醒，使其工作于正常模式，然后使兩個(gè)無線芯片處于接收模式，檢測(cè)是否有數(shù)據(jù)需要接收，如接收到無線數(shù)據(jù)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析處理；若無數(shù)據(jù)，則重新使無線芯片處于休眠模式后，自身也進(jìn)入休眠模式。
[0031](3)長(zhǎng)距離無線通信模塊采用長(zhǎng)距離無線通信芯片SX1276:
[0032]SX1276是采用SEMTECH公司最新的LoRa ?調(diào)制技術(shù)的無線芯片，該芯片具有超遠(yuǎn)距離擴(kuò)頻通訊，高抗干擾性和最大限度的減小電流功耗。采用LoRa?模式可以實(shí)現(xiàn)-148dbm的高靈敏度，并加上集成的+20dbm的功率輸出，性能優(yōu)于同行業(yè)的任何一種無線芯片，適用于任何環(huán)境復(fù)雜的無線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。采用LoRa ?技術(shù)后，SX127x系列產(chǎn)品在美國(guó)、歐盟、中國(guó)和日本監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)定的限制內(nèi)工作時(shí)，可將郊區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸距離提升至15公里(9英里)以上，城市密集區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸距離提升至2?5公里(3英里)。而目前已部署的多數(shù)讀表、安全或工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)在郊區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸距離都在I?2公里(不到1.25英里)內(nèi)。
[0033]在本應(yīng)用中，主要利用器傳輸距離遠(yuǎn)的特性，用于和遠(yuǎn)方其它采集裝置或通信裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其正常狀態(tài)下，由MCU控制使其進(jìn)入休眠模式，其休眠電流為nA級(jí)，MCU周期性喚醒其進(jìn)入接收模式，檢測(cè)無線數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0034](4)工作電源:
[0035]由于模塊整機(jī)工作能耗較低，且考慮安裝方便，工作電源使用大容量一次性鋰電池，保守估計(jì)其使用年限可以達(dá)7年。
[0036]本實(shí)用新型裝置采用金屬固定件，將其固定在故障指示器50米以內(nèi)的高處(如電線桿等)，以免被人為損壞。
[0037]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:包括一固定于電線桿上的密封透明殼體，所述殼體內(nèi)包覆有一防水層；所述防水層上部設(shè)置有用于放置第一天線的第一凹槽和用于放置第二天線的第二凹槽；所述防水層內(nèi)的底部設(shè)置有一第一緩沖層，所述第一緩沖層上方設(shè)置有第二緩沖層；所述第一緩沖層上部設(shè)置有一電源槽，該電源槽放置有用于為整個(gè)裝置提供電能的電源；所述第二緩沖層上部設(shè)置有一 PCB放置槽，該P(yáng)CB放置槽放置有一 PCB板，所述PCB板包括微處理器及與該微處理器連接的短距離無線通信模塊和長(zhǎng)距離無線通信模塊，所述短距離無線通信模塊還連接至所述第一天線，所述長(zhǎng)距離無線通信模塊還連接至所述第二天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述防水層為海綿層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述第一緩沖層和第二緩沖層均為海綿層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述電源為一鋰電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述微處理器采用STM8L芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述短距離無線通信模塊采用CCllOl芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于故障定位的長(zhǎng)距離無線通信裝置，其特征在于:所述長(zhǎng)距離無線通信模塊采用SX1276芯片。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK204045002SQ201420511127
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】鄭麗榕, 楊新磊 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司寧德供電公司, 國(guó)網(wǎng)福建福鼎市供電有限公司, 盛發(fā)電力科技（廈門）有限公司