一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通信模塊，特別是一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊。
【背景技術】
[0002]配電網作為智能電網建設的關鍵環節，其網架結構、電氣性能、業務屬性等等特點決定了其智能化建設的復雜性和多樣性。配電網通信系統的建設，必然以滿足配電網的信息化、自動化、互動化的要求為技術特征，是配電網智能化的重要支撐平臺。
[0003]230MHz無線頻段作為電力系統專用的無線頻率資源，屬于超短波無線通信，是利用223到231MHz超短波頻段電磁波進行的無線通信。傳統電力通信模塊功耗高，通信距離近，覆蓋面積小，安裝設置復雜，容易受到使用環境的干擾。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的發明目的在于:針對現有技術存在的問題，提供一種低功耗，通訊距離遠，覆蓋面積，安裝調試簡易，抗干擾能力強的基于230MHz的長距離低功耗通信模塊。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0006]—種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于，包括有:射頻模塊:連接第一巴倫電路和第二巴倫電路，對射頻信號進行調制解調，并連接有處理模塊；處理模塊:對射頻模塊進行控制，并對射頻模塊發送的信息進行處理，還連接有數據接口 ；第一天線:連接第一巴倫電路，收發射頻信號，其諧振頻率為230Mhz ;第二天線:連接第二巴倫電路，收發射頻信號，其諧振頻率為230Mhz ;第一巴倫電路:連接第一天線與射頻模塊，進行射頻信號的差分信號與單端信號轉換；第二巴倫電路:連接第二天線與射頻模塊，進行射頻信號的差分信號與單端信號轉換；5V電源模塊:將外部電源轉換為5V對整體模塊的外圍電路供電；3.3V電源模塊:將外部電源轉換為3.3V對整體模塊中的芯片供電；數據接口:連接處理模塊，作為整體模塊的數據通道連接其它設備。天線收發無線信號，巴倫電路對天線進行匹配的同時，完成天線射頻信號的差分信號與單端信號轉換，差分信號可避免各種干擾，提高信號精度。射頻模塊連接巴倫電路的差分信號端，對差分信號進行放大濾波和調制解調，并通過兩個天線實現了物理上的全雙工通信。采用雙電壓模塊供電有效地降低了模塊的運行功率。處理模塊作為主控制端對整個模塊進行控制，對射頻模塊處理過的數據信息運算儲存，并通過數據接口連接其它設備進行信息通信，通過數據接口可方便地通過PC等上位機對處理模塊的芯片編程控制，進一步控制整個模塊。
[0007]進一步的，射頻模塊采用SX1276芯片，芯片除進行射頻信號的調制解調，還集成有信號放大電路，減少了外圍電路，降低了模塊功耗。
[0008]進一步的，第一天線和第二天線采用鞭狀天線，能滿足外界復雜多變的應用環境，能夠滿足較遠距離的通信范圍。
[0009]進一步的，3.3V電源模塊采用RT8009芯片。RT8009為高頻開關電源，內部開關頻率為1.25MHz，在600mA的電流情況下，只有大約3mV的紋波，可滿足本模塊的工作需求的同時，有效地提高了系統精度。
[0010]進一步的，5V電源模塊采用LM2731芯片。LM2731的開關頻率為1.6MHz，在工作時，可以達到1A的輸出電流，可在功率最低的情況下滿足外圍電路的供電需求。
[0011 ] 進一步的，第一巴倫電路和第二巴倫電路采用相同結構，可在PCB制造時對稱布局，簡化模塊設計。
[0012]進一步的，第一天線和第二天線位于模塊兩端，有效避免信號間的互相干擾。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:低功耗，通訊距離遠，覆蓋面積，安裝調試簡易，抗干擾能力強。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的原理圖。
[0015]圖2是本實用新型的第一巴倫電路圖。
[0016]圖3是本實用新型的3.3V電壓模塊電路圖。
[0017]圖4是本實用新型的5V電壓模塊電路圖。
[0018]圖5是本實用新型的控制模塊電路路圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
實施例
[0021]第一天線和第二天線使用相同的50歐姆的鞭狀天線，天線的單端接口分別連接對應如圖2所述的結構的巴倫電路單端接口。
[0022]如圖2所示的第一巴倫電路，SMA接口 P1連接第一天線，SMA分別接地和連接電容C4，電容C4的另一端分別通過電容C2和電感L1接地，電容C2的接地端串聯電容C1作為第一路射頻信號的RF_N，RF_N連接射頻模塊中芯片SX1276對應端口，電感L1的接地端串聯電容C3作為第一路射頻信號的RF_P，RF_P連接射頻模塊中芯片SX1276對應端口。
[0023]第二天線和第二巴倫電路的結構與第一天線和第一巴倫電路結構相同，第二射頻信號通路連接在射頻模塊芯片SX1276的另一路射頻端口。
[0024]如圖3所示的3.3V電源模塊，外部電源VDD連接芯片U2的VIN端口和EN端口，外部電源VDD通過極性電容C5接地，芯片U2的端口 LX和FB間連接電感L2，端口 FB作為3.3V電源模塊的電壓輸出端VI，輸出端VI分別通過極性電容C6和電容7接地，輸出端VI與GND之間還依次連接電阻R1和正向連接的發光二極管D1。發光二極管D1作為系統工作的指示燈。輸出端VI輸出的電壓為3.3V，連接射頻模塊中的芯片和處理模塊中芯片的電壓輸入端。芯片U2為RT8009。
[0025]如圖4所示的5V電源模塊，外部電源分別通過極性電容C8和電容C9接地，還連接芯片U1的端口 VIN和端口 SHDN。芯片U1的端口 VIN和SW之間連接電感L3，芯片U1的端口 SW連接二極管D2的輸入端，二極管D2的輸出端分別通過電阻R2和點容C1連接芯片U1的端口 FB，二極管D2的輸出端還分別通過極性電容C11和電容C12連接芯片U1的端口 GND，芯片U1的端口 FB和端口 GND之間連接有電阻R3 ;二極管D2的輸出端連接PNP場效應管Q1的源極，場效應Q1的源極和柵極間連接有電阻R4，場效應管Q1的漏極和源極間正向連接有二極管D3，場效應管Q1的柵極還通過電阻R5連接端口 EN，EN與處理模塊中的芯片一個I/O 口相連作為開關信號通路；場效應管Q1的源極作為5V的電壓輸出端V2，輸出端V2分別通過極性電容C14和電容C13接地。芯片U1采用LM2731。
[0026]如圖5所示，處理模塊可使用單片機芯片STM32的最小化系統，STM的UART端口與數據端口采用RS-232C時較為方便，在連接不同數據端口時，可使用除射頻信號通路外的多余I/O連接。
[0027]射頻模塊使用芯片SX1276，其I/O端口與單片機的一個I/O端口連接，其它周邊電路為其最小化系統電路。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于，包括有: 射頻模塊:連接第一巴倫電路和第二巴倫電路，對射頻信號進行調制解調，并連接有處理模塊； 處理模塊:對射頻模塊進行控制，并對射頻模塊發送的信息進行處理，還連接有數據接P ; 第一天線:連接第一巴倫電路，收發射頻信號，其諧振頻率為230Mhz ; 第二天線:連接第二巴倫電路，收發射頻信號，其諧振頻率為230Mhz ; 第一巴倫電路:連接第一天線與射頻模塊，進行射頻信號的差分信號與單端信號轉換； 第二巴倫電路:連接第二天線與射頻模塊，進行射頻信號的差分信號與單端信號轉換； 5V電源模塊:將外部電源轉換為5V對整體模塊的外圍電路供電； 3.3V電源模塊:將外部電源轉換為3.3V對整體模塊中的芯片供電； 數據接口:連接處理模塊，作為整體模塊的數據通道連接其它設備。2.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述射頻模塊采用SX1276芯片。3.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述的第一天線和第二天線采用鞭狀天線。4.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述3.3V電源模塊采用RT8009芯片。5.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述5V電源模塊采用LM2731芯片。6.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述第一巴倫電路和第二巴倫電路采用相同結構。7.根據權利要求1所述的一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊，其特征在于:所述第一天線和第二天線位于模塊兩端。
【專利摘要】本實用新型涉及通信模塊領域，具體涉及一種基于230MHz的長距離低功耗通信模塊。其包括射頻模塊、處理模塊、第一天線、第二天線、第一巴倫電路第二巴倫電路、5V電源模塊、3.3V電源模塊、數據接口。此模塊低功耗，通訊距離遠，覆蓋面積，安裝調試簡易，抗干擾能力強。
【IPC分類】H04B1/40
【公開號】CN205039813
【申請號】CN201520798946
【發明人】周友富
【申請人】國網四川省電力公司經濟技術研究院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月16日