專(zhuān)利名稱(chēng)：電力傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)模塊，尤其是利用電力行業(yè)已經(jīng)分配的無(wú)線(xiàn)頻點(diǎn)、將智能儀表組成能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)模塊。
背景技術(shù)：
本文中傳感器網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)指符合IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers電氣電子工程師協(xié)會(huì))802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。其主要技術(shù)特征是支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，來(lái)源于該標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)鏈路層的定義。相對(duì)于以前星形等固定結(jié)構(gòu)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)電力行業(yè)已經(jīng)分配的無(wú)線(xiàn)頻段為200-240MHz，不包含在IEEE802.15.4定義的物理層標(biāo)準(zhǔn)中。IEEE 802.15.4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。因此完全符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，在電力行業(yè)的應(yīng)用將受到限制；而目前電力行業(yè)中普遍應(yīng)用使用電力專(zhuān)用頻點(diǎn)的數(shù)傳電臺(tái)等星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，又由于不具備IEEE 802.15.4數(shù)據(jù)鏈路層的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代電力行業(yè)信息化發(fā)展對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了在電力行業(yè)中應(yīng)用能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，本發(fā)明提供一種無(wú)線(xiàn)模塊，該模塊在兼容IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層規(guī)范基礎(chǔ)上，采用與IEEE 802.15.4不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，基于電力行業(yè)的已分配頻段200-240MHz，嵌入使用相應(yīng)的RF芯片及相關(guān)器件，組成全新結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是將符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層與滿(mǎn)足電力專(zhuān)用頻點(diǎn)之物理層的電子器件封裝在一個(gè)模塊內(nèi)，即由16位以上的MCU(單片機(jī))、EEPROM(電可擦除只讀存儲(chǔ)器)、RF(射頻)芯片組、DSSS(直序擴(kuò)頻)RF芯片組、PA/LNA(功率放大/低噪音放大)、晶振構(gòu)成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，充分利用和結(jié)合電力行業(yè)頻點(diǎn)資源與IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在電力遠(yuǎn)程抄表等應(yīng)用中更好地滿(mǎn)足應(yīng)用需求；同時(shí)由于使用已分配頻譜，因此在發(fā)射功率和通信距離上，可以打破原國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4的限制，從而能夠以更優(yōu)異的性?xún)r(jià)比替代現(xiàn)有的數(shù)傳電臺(tái)等通信模塊，形成更加廣泛的應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
附圖是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，即(1)16位MCU(單片機(jī))、(2)EEPROM(電可擦除只讀存儲(chǔ)器)、(3)RF(射頻)芯片組、(4)DSSS(直序擴(kuò)頻)RF芯片組、(5)PA/LNA(功率放大/低噪音放大)、(6)晶振。具體說(shuō)明如下(1)16位MCU(16位單片機(jī))16位單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)，包括控制串行通訊及無(wú)線(xiàn)通信?；谒鼉?nèi)置的MAC(媒質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制)協(xié)議，控制無(wú)線(xiàn)通信的所有控制信號(hào)及信息程序。電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)被連到單片機(jī)上，從單片機(jī)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。電可擦除只讀存儲(chǔ)器的主要目的是在UART(串行通訊接口)和RF之間存儲(chǔ)緩沖長(zhǎng)數(shù)據(jù)流，能夠保證更強(qiáng)勁的通信功能。
(2)EEPROM電可擦除只讀存儲(chǔ)器被連接到(1)(16位MCU)上，從而MCU可以緩沖讀寫(xiě)數(shù)據(jù)流。通過(guò)緩沖數(shù)據(jù)流，使通信可以減少錯(cuò)誤。電可擦除只讀存儲(chǔ)器可以緩沖最多50Kbytes，所以接受和發(fā)送的數(shù)據(jù)流可以達(dá)到50Kbytes。
(3)RF芯片組RF芯片組內(nèi)建硬件控制器，負(fù)責(zé)低水平控制操作如啟動(dòng)信息包搜索，快速轉(zhuǎn)化串行輸入的8位字節(jié)，緩沖輸入及輸出數(shù)據(jù)，從而使MCU留出更多的空間處理高水平的操作。它通過(guò)內(nèi)部并行總線(xiàn)從MCU發(fā)送及接收命令。
(4)DSSS RF芯片組
DSSS RF芯片組是物理層面元件，使用220-240MHz電力頻段芯片，它允許從一端到另一端無(wú)線(xiàn)傳輸和接收數(shù)據(jù)。在RF芯片之間的通訊聯(lián)接采用直序擴(kuò)頻(DSSS)方法。這個(gè)模塊向RF芯片組的控制器收發(fā)串行數(shù)據(jù)，也向單片機(jī)發(fā)送接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，因此接收RF信號(hào)的強(qiáng)度是可以測(cè)量的。
(5)PA/LNAPA/LNA模塊增強(qiáng)收發(fā)的RF信號(hào)，以便擴(kuò)大通訊的范圍。在發(fā)送通道有一個(gè)功率放大器(PA)，在接受通道有一個(gè)低噪放大器(LNA)，以便增強(qiáng)發(fā)送及接收的RF信號(hào)。PA可以增強(qiáng)輸出能量到20dBm。LNA提高了接受敏感度到-90dBm。在PA/LNA模塊的收、發(fā)路徑切換由RF芯片組的控制器控制，進(jìn)行雙向操作。
(6)晶振配合16位單片機(jī)，需選用大于等于8MHz的晶振，以提供較高的處理速度。
權(quán)利要求
1.一種電力傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)模塊，其特征是它是將符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層與滿(mǎn)足電力專(zhuān)用頻點(diǎn)之物理層的電子器件封裝在一個(gè)模塊內(nèi)，即由16位以上的單片機(jī)、電可擦除只讀存儲(chǔ)器、射頻芯片組、直序擴(kuò)頻RF芯片組、功率放大/低噪音放大、晶振構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供了電力傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)模塊，所要解決的問(wèn)題是電力行業(yè)分配的無(wú)線(xiàn)頻段不包含在IEEE 802.15.4定義的物理層標(biāo)準(zhǔn)中。因此符合上述標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，在電力行業(yè)的應(yīng)用將受到限制。本發(fā)明的要點(diǎn)是它是將構(gòu)成IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層與滿(mǎn)足電力專(zhuān)用頻點(diǎn)之物理層的電子器件封裝在一個(gè)模塊內(nèi)，由射頻芯片、數(shù)據(jù)鏈路層芯片、單片機(jī)和輔助器件組成。本發(fā)明的積極效果是充分利用和結(jié)合電力行業(yè)頻點(diǎn)資源與上述標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈路層在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在電力遠(yuǎn)程抄表等應(yīng)用中更好滿(mǎn)地足應(yīng)用需求；同時(shí)由于使用已分配頻譜，因此在發(fā)射功率和通信距離上，可以打破上述標(biāo)準(zhǔn)的限制，從而能夠以更優(yōu)異的性?xún)r(jià)比替代現(xiàn)有的數(shù)傳電臺(tái)等通信模塊，形成更加廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L29/02GK1885778SQ200510046719
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者劉洪志, 謝建國(guó), 趙正聰, 湯新, 楊志國(guó), 金光宇 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)網(wǎng)格電子信息技術(shù)有限公司