CN113905460A - 一种异构融合的输电通信网关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异构融合的输电通信网关，属于输电技术领域。该通信网关包括处理模块、WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块；其中WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块与处理模块连接。本发明输电通信网关能够融合RS485、RF射频、4G通信、ZigBee通信制式，符合输电领域的应用场景，满足通信需求，使用方便，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于输电技术领域，具体涉及一种异构融合的输电通信网关。
背景技术
通信网关又称网间连接器、协议转换器，是多个网络间提供数据转换服务的计算机系统或设备，在使用不同的通信协议、数据格式或语言时，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，通信网关就是一个翻译器，是不同网之间的连接器，是数据要从一个网到另外一个网时要经过“协商”的设备。
传统的通信网关在网络侧接入网络后经由控制装置进行处理，控制装置再将处理后的信号通过用户侧的器件连接用户，使用户可以实现上网的功能。
在输电技术领域，常用的通信模式/插口有RS485、RF射频、4G通信、ZigBee等，而现有的网关设备还不具备对这些通信制式进行异构融合的功能。因此如何克服现有技术的不足是目前输电技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种异构融合的输电通信网关，该网关设备具备对RS485、RF射频、4G通信、ZigBee制式进行异构融合的功能，使用方便，易于推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种异构融合的输电通信网关，包括处理模块、WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块；其中WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块均与处理模块连接；
4G模块、ZigBee模块、RF射频模块分别将业务信息上报至处理模块，处理模块根据接收的业务信息从所述4G模块、ZigBee模块、RF射频模块中选择符合预设连接标准的模块与所述WiFi模块、RS485模块实现网络互通；
所述WiFi模块包括主芯片、第一射频滤波器、射频开关及射频连接器，所述主芯片与第一射频滤波器连接，所述射频开关与射频连接器连接，还包括第一低噪声放大器、第一功率分配器、第二功率分配器、第一功率放大器、第二功率放大器、第二低噪声放大器及第二射频滤波器，所述第一低噪声放大器与第一射频滤波器连接，所述第一功率分配器与第一低噪声放大器连接，所述第一功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率分配器还与射频开关连接，所述射频开关还与第二低噪声放大器连接，所述第二低噪声放大器通过第二射频滤波器与主芯片连接。
进一步，优选的是，所述ZigBee模块包括主控芯片和滤波电路，主控芯片与滤波电路连接。
进一步，优选的是，所述ZigBee模块还包括有功率放大芯片，所述功率放大芯片分别与所述主控芯片和所述滤波电路连接。
进一步，优选的是，所述主控芯片为CC2530芯片，所述功率放大芯片为CC2592芯片。
进一步，优选的是，所述RS485模块包括DC/DC隔离电源、AB电压信号隔离电路、485芯片电路和AB信号电压/电流转换电路，所述DC/DC隔离电源的输入端与电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的电源端分别与DC/DC隔离电源的输出端和电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的信号输入端与处理模块相连，所述AB电压信号隔离电路的输出端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的电源端与DC/DC隔离电源的输出端相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输入端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输出端与输出接口相连。
进一步，优选的是，所述4G模块包括基带芯片、射频模块、mini PCI-E接口模块和存储器；所述基带芯片分别与射频模块、mini PCI-E接口模块和存储器电连接。
进一步，优选的是，所述射频模块包括射频收发机、功率放大器和双工器；射频收发机通过功率放大器与双工器连接，双工器与基带芯片连接。
进一步，优选的是，还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述基带芯片、所述射频模块、所述mini PCI-E接口模块和所述存储器电连接。
进一步，优选的是，所述存储器为MCP存储器。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明提供的异构融合的输电通信网关能够融合RS485、RF射频、4G通信、ZigBee通信制式，符合输电领域的应用场景，满足通信需求，使用方便，易于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为异构融合的输电通信网关的结构示意图。
图2为WiFi模块的结构示意图。
图3为ZigBee模块的结构示意图。
图4为RS485模块的结构示意图。
图5为4G模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种异构融合的输电通信网关，包括处理模块、WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块；其中WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块均与处理模块连接；
4G模块、ZigBee模块、RF射频模块分别将业务信息上报至处理模块，处理模块根据接收的业务信息从所述4G模块、ZigBee模块、RF射频模块中选择符合预设连接标准的模块与所述WiFi模块、RS485模块实现网络互通；
在具体的实施过程中，如图2所示，所述WiFi模块包括主芯片、第一射频滤波器、射频开关及射频连接器，所述主芯片与第一射频滤波器连接，所述射频开关与射频连接器连接，还包括第一低噪声放大器、第一功率分配器、第二功率分配器、第一功率放大器、第二功率放大器、第二低噪声放大器及第二射频滤波器，所述第一低噪声放大器与第一射频滤波器连接，所述第一功率分配器与第一低噪声放大器连接，所述第一功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率分配器还与射频开关连接，所述射频开关还与第二低噪声放大器连接，所述第二低噪声放大器通过第二射频滤波器与主芯片连接。
发射链路：由主芯片输出高质量的低功率信号，通过第一射频滤波器滤除带外干扰，再通过第一低噪声放大器进行射频预放大，然后通过第一功率分配器将该路输出信号一分为二，用两个并行的功率放大器（第一功率放大器、第二功率放大器）对其进行功率放大并用第二功率分配器将两路信号耦合成一路以增加射频功率，最后通过射频开关输入到连接天线的射频连接器进行发射。接收链路：从外置的高增益天线得到射频小信号，通过射频连接器、射频开关耦合到输入部分的第二低噪声放大器，然后用第二射频滤波器进行过滤带外干扰信号，最后输入到主芯片进行处理。
在具体的实施过程中，如图3所示，所述ZigBee模块包括主控芯片和滤波电路，主控芯片与滤波电路连接。
在具体的实施过程中，所述ZigBee模块还包括有功率放大芯片，所述功率放大芯片分别与所述主控芯片和所述滤波电路连接。
主控芯片，用于对业务信息进行处理，得到发射信号；滤波电路，与所述主控芯片连接，用于对所述发射信号进行滤波，得到滤波后的发射信号。所述功率放大芯片用于将所述发射信号的功率放大后再输出给所述滤波电路。
在具体的实施过程中，所述主控芯片为CC2530芯片，所述功率放大芯片为CC2592芯片。
在具体的实施过程中，如图4所示，：所述RS485模块包括DC/DC隔离电源、AB电压信号隔离电路、485芯片电路和AB信号电压/电流转换电路，所述DC/DC隔离电源的输入端与电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的电源端分别与DC/DC隔离电源的输出端和电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的信号输入端与处理模块相连，所述AB电压信号隔离电路的输出端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的电源端与DC/DC隔离电源的输出端相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输入端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输出端与输出接口相连。
DC/DC隔离电源表示直流隔离电源，用于给AB电压信号隔离电路、AB信号电压/电流转换电路供电，当发出信号时，485通讯的A、B信号经AB电压信号隔离电路后转变为A1、B1隔离信号，485芯片电路保证此信号转换过程同步，再经AB信号电压/电流转换电路转换为电流信号AI、BI通过输出接口输出。反之，接收信号时，转换过程为电流信号AI、BI转换为A1、B1信号，再转换为A、B信号。
在具体的实施过程中，如图5所示，所述4G模块包括基带芯片、射频模块、miniPCI-E接口模块和存储器；所述基带芯片分别与所述射频模块、所述mini PCI-E接口模块和所述存储器电连接。
所述射频模块用于接收述基带芯片发送的第一射频信号，并向外发射所述第一射频信号；所述射频模块还用接收第二射频信号，并将所述第二射频信号发送至所述基带芯片；所述miniPCI-E接口模块用于外接主板；所述存储器用于存储基带芯片接收的第一射频信号、第二射频信号。
在具体的实施过程中，所述射频模块包括射频收发机、功率放大器和双工器；射频收发机通过功率放大器与双工器连接，双工器与基带芯片连接。
射频收发机主要用于实现射频信号的发射和接收，功率放大器主要用于放大发射或者接收的信号，双工器主要作用是将发射和接收信号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。
在具体的实施过程中，还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述基带芯片、所述射频模块、所述mini PCI-E接口模块和所述存储器电连接。
在具体的实施过程中，所述存储器为MCP存储器。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种异构融合的输电通信网关，其特征在于：包括处理模块、WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块；其中WiFi模块、ZigBee模块、RF射频模块、RS485模块、4G模块均与处理模块连接；
4G模块、ZigBee模块、RF射频模块分别将业务信息上报至处理模块，处理模块根据接收的业务信息从所述4G模块、ZigBee模块、RF射频模块中选择符合预设连接标准的模块与所述WiFi模块、RS485模块实现网络互通；
所述WiFi模块包括主芯片、第一射频滤波器、射频开关及射频连接器，所述主芯片与第一射频滤波器连接，所述射频开关与射频连接器连接，还包括第一低噪声放大器、第一功率分配器、第二功率分配器、第一功率放大器、第二功率放大器、第二低噪声放大器及第二射频滤波器，所述第一低噪声放大器与第一射频滤波器连接，所述第一功率分配器与第一低噪声放大器连接，所述第一功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率放大器分别与第一功率分配器、第二功率分配器连接，所述第二功率分配器还与射频开关连接，所述射频开关还与第二低噪声放大器连接，所述第二低噪声放大器通过第二射频滤波器与主芯片连接。
2.根据权利要求1所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述ZigBee模块包括主控芯片和滤波电路，主控芯片与滤波电路连接。
3.根据权利要求2所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述ZigBee模块还包括有功率放大芯片，所述功率放大芯片分别与所述主控芯片和所述滤波电路连接。
4.根据权利要求3所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述主控芯片为CC2530芯片，所述功率放大芯片为CC2592芯片。
5.根据权利要求1所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述RS485模块包括DC/DC隔离电源、AB电压信号隔离电路、485芯片电路和AB信号电压/电流转换电路，所述DC/DC隔离电源的输入端与电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的电源端分别与DC/DC隔离电源的输出端和电源端口相连，所述AB电压信号隔离电路的信号输入端与处理模块相连，所述AB电压信号隔离电路的输出端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的电源端与DC/DC隔离电源的输出端相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输入端与485芯片电路相连，所述AB信号电压/电流转换电路的信号输出端与输出接口相连。
6.根据权利要求1所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述4G模块包括基带芯片、射频模块、mini PCI-E接口模块和存储器；所述基带芯片分别与射频模块、mini PCI-E接口模块和存储器电连接。
7.根据权利要求6所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述射频模块包括射频收发机、功率放大器和双工器；射频收发机通过功率放大器与双工器连接，双工器与基带芯片连接。
8.根据权利要求6所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述基带芯片、所述射频模块、所述mini PCI-E接口模块和所述存储器电连接。
9.根据权利要求6所述的异构融合的输电通信网关，其特征在于：所述存储器为MCP存储器。
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