CN205039813U - 一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信模块领域，具体涉及一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块。其包括射频模块、处理模块、第一天线、第二天线、第一巴伦电路第二巴伦电路、5V电源模块、3.3V电源模块、数据接口。此模块低功耗，通讯距离远，覆盖面积，安装调试简易，抗干扰能力强。

Description

一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块

技术领域

本实用新型涉及一种通信模块，特别是一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块。

背景技术

配电网作为智能电网建设的关键环节，其网架结构、电气性能、业务属性等等特点决定了其智能化建设的复杂性和多样性。配电网通信系统的建设，必然以满足配电网的信息化、自动化、互动化的要求为技术特征，是配电网智能化的重要支撑平台。

230MHz无线频段作为电力系统专用的无线频率资源,属于超短波无线通信,是利用223到231MHz超短波频段电磁波进行的无线通信。传统电力通信模块功耗高，通信距离近，覆盖面积小，安装设置复杂，容易受到使用环境的干扰。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种低功耗，通讯距离远，覆盖面积，安装调试简易，抗干扰能力强的基于230MHz的长距离低功耗通信模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于，包括有：射频模块：连接第一巴伦电路和第二巴伦电路，对射频信号进行调制解调，并连接有处理模块；处理模块：对射频模块进行控制，并对射频模块发送的信息进行处理，还连接有数据接口；第一天线：连接第一巴伦电路，收发射频信号，其谐振频率为230Mhz；第二天线：连接第二巴伦电路，收发射频信号，其谐振频率为230Mhz；第一巴伦电路：连接第一天线与射频模块，进行射频信号的差分信号与单端信号转换；第二巴伦电路：连接第二天线与射频模块，进行射频信号的差分信号与单端信号转换；5V电源模块：将外部电源转换为5V对整体模块的外围电路供电；3.3V电源模块：将外部电源转换为3.3V对整体模块中的芯片供电；数据接口：连接处理模块，作为整体模块的数据通道连接其它设备。天线收发无线信号，巴伦电路对天线进行匹配的同时，完成天线射频信号的差分信号与单端信号转换，差分信号可避免各种干扰，提高信号精度。射频模块连接巴伦电路的差分信号端，对差分信号进行放大滤波和调制解调，并通过两个天线实现了物理上的全双工通信。采用双电压模块供电有效地降低了模块的运行功率。处理模块作为主控制端对整个模块进行控制，对射频模块处理过的数据信息运算储存，并通过数据接口连接其它设备进行信息通信，通过数据接口可方便地通过PC等上位机对处理模块的芯片编程控制，进一步控制整个模块。

进一步的，射频模块采用SX1276芯片，芯片除进行射频信号的调制解调，还集成有信号放大电路，减少了外围电路，降低了模块功耗。

进一步的，第一天线和第二天线采用鞭状天线，能满足外界复杂多变的应用环境，能够满足较远距离的通信范围。

进一步的，3.3V电源模块采用RT8009芯片。RT8009为高频开关电源，内部开关频率为1.25MHz，在600mA的电流情况下，只有大约3mV的纹波，可满足本模块的工作需求的同时，有效地提高了系统精度。

进一步的，5V电源模块采用LM2731芯片。LM2731的开关频率为1.6MHz，在工作时，可以达到1A的输出电流，可在功率最低的情况下满足外围电路的供电需求。

进一步的，第一巴伦电路和第二巴伦电路采用相同结构，可在PCB制造时对称布局，简化模块设计。

进一步的，第一天线和第二天线位于模块两端，有效避免信号间的互相干扰。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：低功耗，通讯距离远，覆盖面积，安装调试简易，抗干扰能力强。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的第一巴伦电路图。

图3是本实用新型的3.3V电压模块电路图。

图4是本实用新型的5V电压模块电路图。

图5是本实用新型的控制模块电路路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

第一天线和第二天线使用相同的50欧姆的鞭状天线，天线的单端接口分别连接对应如图2所述的结构的巴伦电路单端接口。

如图2所示的第一巴伦电路，SMA接口P1连接第一天线，SMA分别接地和连接电容C4，电容C4的另一端分别通过电容C2和电感L1接地，电容C2的接地端串联电容C1作为第一路射频信号的RF_N,RF_N连接射频模块中芯片SX1276对应端口，电感L1的接地端串联电容C3作为第一路射频信号的RF_P，RF_P连接射频模块中芯片SX1276对应端口。

第二天线和第二巴伦电路的结构与第一天线和第一巴伦电路结构相同，第二射频信号通路连接在射频模块芯片SX1276的另一路射频端口。

如图3所示的3.3V电源模块，外部电源VDD连接芯片U2的VIN端口和EN端口，外部电源VDD通过极性电容C5接地，芯片U2的端口LX和FB间连接电感L2，端口FB作为3.3V电源模块的电压输出端V1，输出端V1分别通过极性电容C6和电容7接地，输出端V1与GND之间还依次连接电阻R1和正向连接的发光二极管D1。发光二极管D1作为系统工作的指示灯。输出端V1输出的电压为3.3V，连接射频模块中的芯片和处理模块中芯片的电压输入端。芯片U2为RT8009。

如图4所示的5V电源模块，外部电源分别通过极性电容C8和电容C9接地，还连接芯片U1的端口VIN和端口SHDN。芯片U1的端口VIN和SW之间连接电感L3，芯片U1的端口SW连接二极管D2的输入端，二极管D2的输出端分别通过电阻R2和点容C10连接芯片U1的端口FB，二极管D2的输出端还分别通过极性电容C11和电容C12连接芯片U1的端口GND，芯片U1的端口FB和端口GND之间连接有电阻R3；二极管D2的输出端连接PNP场效应管Q1的源极，场效应Q1的源极和栅极间连接有电阻R4，场效应管Q1的漏极和源极间正向连接有二极管D3，场效应管Q1的栅极还通过电阻R5连接端口EN，EN与处理模块中的芯片一个I/O口相连作为开关信号通路；场效应管Q1的源极作为5V的电压输出端V2，输出端V2分别通过极性电容C14和电容C13接地。芯片U1采用LM2731。

如图5所示，处理模块可使用单片机芯片STM32的最小化系统，STM的UART端口与数据端口采用RS-232C时较为方便，在连接不同数据端口时，可使用除射频信号通路外的多余I/O连接。

射频模块使用芯片SX1276，其I/O端口与单片机的一个I/O端口连接，其它周边电路为其最小化系统电路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于，包括有：

射频模块：连接第一巴伦电路和第二巴伦电路，对射频信号进行调制解调，并连接有处理模块；

处理模块：对射频模块进行控制，并对射频模块发送的信息进行处理，还连接有数据接口；

第一天线：连接第一巴伦电路，收发射频信号，其谐振频率为230Mhz；

第二天线：连接第二巴伦电路，收发射频信号，其谐振频率为230Mhz；

第一巴伦电路：连接第一天线与射频模块，进行射频信号的差分信号与单端信号转换；

第二巴伦电路：连接第二天线与射频模块，进行射频信号的差分信号与单端信号转换；

5V电源模块：将外部电源转换为5V对整体模块的外围电路供电；

3.3V电源模块：将外部电源转换为3.3V对整体模块中的芯片供电；

数据接口：连接处理模块，作为整体模块的数据通道连接其它设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述射频模块采用SX1276芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述的第一天线和第二天线采用鞭状天线。

4.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述3.3V电源模块采用RT8009芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述5V电源模块采用LM2731芯片。

6.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述第一巴伦电路和第二巴伦电路采用相同结构。

7.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的长距离低功耗通信模块，其特征在于：所述第一天线和第二天线位于模块两端。