CN206181021U - 一种无线通信模块 - Google Patents

一种无线通信模块 Download PDF

Info

Publication number
CN206181021U
CN206181021U CN201621245871.0U CN201621245871U CN206181021U CN 206181021 U CN206181021 U CN 206181021U CN 201621245871 U CN201621245871 U CN 201621245871U CN 206181021 U CN206181021 U CN 206181021U
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
power
wireless communication
radio
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201621245871.0U
Other languages
English (en)
Inventor
林学听
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Step Mdt Infotech Ltd
Original Assignee
Hangzhou Step Mdt Infotech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Step Mdt Infotech Ltd filed Critical Hangzhou Step Mdt Infotech Ltd
Priority to CN201621245871.0U priority Critical patent/CN206181021U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206181021U publication Critical patent/CN206181021U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Transceivers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种无线通信模块，包括主控模块、接口模块、射频模块、功放模块、天线系统和电源模块，电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，第一电源模块为主控模块供电，第二电源模块与第一电源模块电连接并为射频模块供电；主控模块、接口模块、第一电源模块均与第一接地端连接，射频模块、功放模块、第二电源模块均与第二接地端连接；第一接地端和第二接地端之间设有隔离电路。主控模块和射频模块均由第一电源模块供电，可减小整个模块的体积；整个模块设置有两个接地端，且两个接地端之间连有0欧姆电阻，可防止脉冲干扰电压对射频模块产生干扰；额外设置了存储模块，可存储较大容量的数据；功放模块的设置可提高信号的传输距离。

Description

一种无线通信模块
技术领域
本实用新型涉及无线自组网技术领域，更具体地说，它涉及一种无线通信模块。
背景技术
用电信息采集系统建设是国家电网公司推进“两个转变”、实施“三集五大”的必然选择，是坚强智能电网建设的重要内容，是支撑阶梯电价政策执行的基础条件。依据国家电网公司“十二五”发展规划战略目标，2011年至2015年各网省公司全面开展用电信息采集系统建设工作，进一步加快系统主站、终端设备、智能电表及通信信道的建设进度和深化应用的进程，通过不断推进用电信息采集系统的建设，逐步实现“全采集、全覆盖、全费控”的建设目标，及时、完整、准确地为SG186营销系统及其相关系统提供基础数据，为企业经营管理各环节的决策、分析提供支撑，为实现智能用电双向互动服务提供信息基础。
在此背景下，如何提升本地采集的可靠性是影响用电信息采集系统能否达到目标的关键因素。当前采用的本地采集方式主要有电力线载波、RS485以及微功率无线三种，其中电力线载波因为在成本和施工方面的竞争优势而被国网选作最主要的通信方式。从目前大规模现场应用来看，载波通信的数据采集率已经可以达到80-95%，但与“全采集，全覆盖”的目标还存在一定的距离。于是，在PLC网络中嵌入区域无线自组网产品，可低成本、高效率的提升PLC网络的抄表可靠性；在保护电力系统既有投资的同时，向全采集的目标迈进。
公开号为CN205453681U的中国专利公开了一种物联网ZigBee射频模块，其包括ZigBee主控芯片、信号功率放大器、第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、外置Flash单元和射频天线，ZigBee主控芯片与第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、信号功率放大器均双向连接，信号功率放大器和射频天线双向连接，外置Flash单元通过SPI接口和ZigBee主控芯片双向连接。为了减小整个模块的体积，ZigBee主控芯片和信号功率放大器共用一个电源模块，但是ZigBee主控芯片上的脉冲干扰电压会影响功率放大器，降低整个模块的抗干扰性和可靠性；且该模块的传输距离较短，用于用电信息采集系统中的效果欠佳。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种无线通信模块，能在减小整个模块体积时提高抗干扰性和可靠性，且具有较长的传输距离。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种无线通信模块，包括：
主控模块；
接口模块，用于与其他设备连接，与所述主控模块双向连接；
射频模块，用于收发信号，与所述主控模块双向连接；
功放模块，用于放大信号的发射功率，与所述射频模块双向连接；
天线系统，用于提高信号传输距离，与所述功放模块双向连接；
电源模块，包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块为主控模块供电，所述第二电源模块与所述第一电源模块电连接并为射频模块供电；
所述主控模块、接口模块、第一电源模块均与第一接地端连接，所述射频模块、功放模块、第二电源模块均与第二接地端连接；
所述第一接地端和第二接地端之间设置有隔离电路。
通过采用上述技术方案，第二电源模块由第一电源模块供电，使得整个模块只有一个供电单元，可减小模块体积；且主要由主控模块、接口模块组成的数字电路部分连接于第一接地端，主要由射频模块、功放模块组成的模拟电路部分连接于第二接地端，并在第一接地端和第二接地端之间设置了隔离电路，使得数字电路部分的脉冲干扰电压不易影响模拟电路部分，提高真个模块的可靠性；另外，信号经过功放模块和天线系统的共同作用可扩大信号的传输距离。
进一步的，所述第二电源模块包括滤波电路，所述滤波电路主要由若干电容并联而成，所述电容的一端连接于所述第一电源模块，另一端连接于第二接地端。
通过采用上述技术方案，利用电容并联的滤波方式，可平稳电压，虑除波纹和中高频噪声的干扰。
进一步的，所述隔离电路包括一0欧姆电阻，所述0欧姆电阻连接于第一接地端和第二接地端之间。
通过采用上述技术方案，因为地线阻抗不是0，当电流流经它时就会有电压降，使得各处的参考地电压不再相同，现在两边使用同一个第一电源模块，数字电路上的脉冲干扰电压影响模拟电路，0欧姆电阻作为第一电源模块和第二电源模块的隔离器件，能有效的抑制高频的干扰进入到模拟电路部分中。
进一步的，所述无线通信模块还包括晶振模块，所述晶振模块包括与主控模块双向连接的用于提供给主控模块时钟的第一晶振模块和用于提供实时时钟的第二晶振模块，以及与所述射频模块双向连接的用于提供给射频模块时钟的第三晶振模块。
通过采用上述技术方案，第一晶振模块为主控模块提供时钟信号，第二晶振模块产生的始终信号给内部时钟使用，使得整个模块在待机状态使仍然能够使用，第三晶振模块为射频模块提供时钟信号。
进一步的，所述无线通信模块还包括平衡-不平衡转换电路，所述平衡-不平衡转换电路连接于所述射频模块和功放模块之间。
通过采用上述技术方案，由于射频模块输出多级信号，而功放模块只有单级输入，所以需要平衡-不平衡转换电路转换信号。
进一步的，所述接口模块包括至少3个串口。
通过采用上述技术方案，串口的设置使得整个无线通信模块与外界能够有更多种通信方式（RS485通信，载波通信，红外通信，无线通信；其中无线方案中RS485通信和红外通信可以复用一个串口），所以接口模块上至少需要三个串口。
进一步的，所述无线通信模块还包括与主控模块双向连接的用于存储数据的存储模块。
通过采用上述技术方案，由于主控模块本身的内存并不大，不能够存储大量的数据，所以设置了存储模块以扩大存储容量。
进一步的，所述主控模块包括型号为SAM3N2AA-AU的单片机。
通过采用上述技术方案，型号为SAM3N2AA-AU的单片机自带的Flash容量较大、功耗较低，从而提高整个模块的性能。
进一步的，所述射频模块包括型号为AT86RF231的射频芯片。
通过采用上述技术方案，型号为AT86RF231的射频芯片的工作频率为2.4GHz、支持跳频技术、能快速建立PLL、具有较大的传输距离、低功耗、传输速率高，较为符合模块的需求。
进一步的，所述功放模块包括型号为SE2431L的芯片。
通过采用上述技术方案，型号为SE2431L的芯片的输出功率较大、内部集成天线开关、噪声系数低、功耗低，较为符合模块的需求。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：
1、主控模块和射频模块均由第一电源模块供电，可减小整个模块的体积；
2、整个模块设置有两个接地端，且两个接地端之间连接有0欧姆电阻，可防止脉冲干扰电压对射频模块产生干扰；
3、额外设置了存储模块，可存储较大容量的数据；
4、功放模块的设置可提高信号的传输距离。
附图说明
图1为本实用新型的整体系统框图；
图2为主控模块的电路原理图；
图3为第一晶振模块的电路原理图；
图4为第二晶振模块的电路原理图；
图5为存储模块的电路原理图；
图6为接口模块的电路原理图；
图7为射频模块的电路原理图；
图8为第三晶振模块的电路原理图；
图9为第二电源模块的电路原理图；
图10为隔离电路的电路原理图；
图11为功放模块的电路原理图；
图12为平衡-不平衡转换电路的电路原理图。
附图标记：1、主控模块；2、接口模块；3、射频模块；4、功放模块；5、天线系统；6、第二电源模块；7、隔离电路；8、滤波电路；9、第一晶振模块；10、第二晶振模块；11、第三晶振模块；12、平衡-不平衡转换电路；13、存储模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
一种无线通信模块，参照图1，包括：用于处理信号的主控模块1；与主控模块1双向连接的用于与其他设备连接的接口模块2、用于为主控模块1提供时钟信号的第一晶振模块9、用于提供实时时钟信号的第二晶振模块10、用于存储数据的存储模块13、以及用于收发信号的射频模块3；与射频模块3双向连接的用于放大信号发射功率的功放模块4、用于为射频模块3提供时钟信号的第三晶振模块11、用于转换信号的平衡-不平衡转换电路12；与平衡-不平衡转换电路12双向连接的功放模块4；以及与功放模块4双向连接的天线系统5。其中主控模块1由第一电源模块供电，射频模块3由第二电源模块6供电，而第二电源模块6由第一电源模块供电，即射频模块3和主控模块1实际上共用一个电源。
参照图2，主控模块1包括型号为SAM3N2AA-AU的单片机，该单片机的自带的Flash容量较大、功耗较低。与该单片机的第45引脚和第46引脚连接有第一晶振模块9，参照图3，第一晶振模块9采用12MHz的无源晶振，可产生较高频率的时钟信号给单片机。与该单片机的第23引脚和第24引脚连接有第二晶振模块10，参照图 4，第二晶振模块10采用32.768KHz的无源晶振，产生较低频率的时钟信号，使得整个模块在待机状态时仍有时钟信号。与该单片机的第28引脚和第31引脚连接有存储模块13，参照图5，存储模块13采用型号为M24256-BR6TP的芯片，该芯片的第5引脚与单片机第28引脚连接，第6引脚与单片机第31引脚连接，该芯片的设置，使得整个模块的应用场所更加广泛，比如应用于国网采集器中，可存储用户表的数据三个月以上的时间，且该芯片与单片机之间采用I2C通信方式。另外，参照图6，接口模块2包括至少3个串口这是因为当模块应用在采集器上时，至少需要三种与外界不同的通信方式（RS485通信，载波通信，红外通信，无线通信；其中无线方案中RS485通信和红外通信可以复用一个串口），在单片机的IO口上还设置有电平转换电路，以得到适用的电平信号。
参照图7，射频模块3采用型号为AT86RF231的射频芯片，且该射频芯片与单片机之间采用SPI通信方式。与射频芯片的第25引脚和第26引脚连接有第三晶振模块11，参照图8，第三晶振模块11采用16MHz的无源晶振，可产生较高频率的时钟信号给射频芯片。
本实施例中，第一电源模块可采用电池，电压范围在1.8V~3.6V之间，且纹波必须低于100mV。参照图9，射频芯片由第二电源模块6供电，该第二电源模块6包括一滤波电路8，该滤波电路8主要由四个陶瓷电容并联而成，电源经过这个网络后可实现滤除纹波。这四个电容参数的选择可根据以下公式：C≥2.5T/R（其中: C为滤波电容,单位为UF; T为频率,单位为Hz；R为负载电阻,单位为Ω）。本实施例中，第一级电容选取2.0~4.7uF，用来平稳电压滤除纹波；第二级用0.1uF左右的电容，用来滤除低频的纹波；第三级用100pF的电容用来滤除中高频的噪声干扰；第四级用10~33pF的电容用来滤除高频噪声的干扰。
且综上可看出，本实施例中设置有两个接地端，分别为与主控模块1、接口模块2、第一晶振模块9、第二晶振模块10、存储模块13、第一电源模块连接的第一接地端，以及与射频模块3、功放模块4、第三晶振模块11、第二电源模块6连接的第二接地端连接；这是因为主要由主控模块1、接口模块2、第一晶振模块9、第二晶振模块10和存储模块13组成的数字电路部分会产生脉冲干扰电压，若是主要由射频模块3、功放模块4、第三晶振模块11组成的模拟电路部分与数字电路部分共用一个电源和接地端，则数字电路部分产生的脉冲干扰电压会通过接地端传送至模拟电路部分，对模拟电路部分产生干扰，影响整个模块的性能，所以在第一接地端和第二接地端之间设置了隔离电路7。参照图10，该隔离电路7包括一0欧姆电阻，0欧姆电阻连接于第一接地端和第二接地端之间，可有效抑制脉冲干扰电压进入到模拟电路部分。
另外，由于RF231射频芯片的最大输出功率只有+3dbm，在实际的应用场合中这么小的输出功率所能达到的通信距离是非常有限的，所以在RF231射频芯片的后端设置了功放模块4来来增加发射功率以提高通讯距离。本实施例中，功放模块4采用型号为SE2431L的芯片，参照图11，SE2431L芯片是一款高性能，完全集成RF前端模块的ZigBee/智能能源和802.15.4应用设计。SE2431L芯片具有完全匹配的50Ω输入和输出，集成了级间匹配和谐波滤波，数字控制与1.6 - 3.6 V CMOS电平兼容，射频模块3工作在宽电源电压范围为2.0至3.6V，电池的放电曲线在很宽的频谱上，总之，对信号的控制非常好，也就是说信号损耗可以降到很少，而且输出的信号非常干净，引发的额外干扰成分很少。
但是，射频芯片输出的差分信号为多级输出，而本实施例采用的功放芯片是单端输入单端输出的，于是射频模块3和功放模块4之间设置了平衡-不平衡转换电路12，参照图12，将差分信号转换成单极信号。
本实施例的工作原理：
信号接收：天线系统5将接收到的微弱信号通过功放模块4放大之后，进入平衡-不平衡转换电路12转换成差分信号的方式输入到射频模块3中，然后再将该信号输入至主控模块1中进行处理，之后传送至存储模块13中进行存储，外接设备通过串口获取接收的信号；
信号输出：主控模块1接收的信号传输至射频模块3中并以差分信号形式输出至平衡-不平衡转换电路12中转换成单机信号输入到功放模块4的输入端，信号经功放模块4放大后输出，并通过天线系统5将放大后的信号发射出去。
该无线通信模块适用于但不仅仅适用于电力无线抄表。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线通信模块，其特征在于，包括：
主控模块(1)；
接口模块(2)，与所述主控模块(1)双向连接，用于与其他设备连接；
射频模块(3)，与所述主控模块(1)双向连接，用于收发信号；
功放模块(4)，与所述射频模块(3)双向连接，用于放大信号的发射功率；
天线系统(5)，与所述功放模块(4)双向连接，用于提高信号传输距离；
电源模块，包括第一电源模块和第二电源模块(6)，所述第一电源模块为主控模块(1)供电，所述第二电源模块(6)与所述第一电源模块电连接并为射频模块(3)供电；
所述主控模块(1)、接口模块(2)、第一电源模块均与第一接地端连接，所述射频模块(3)、功放模块(4)、第二电源模块(6)均与第二接地端连；
所述第一接地端和第二接地端之间设置有隔离电路(7)。
2.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述第二电源模块(6)包括滤波电路(8)，所述滤波电路(8)主要由若干电容并联而成，所述电容的一端连接于所述第一电源模块，另一端连接于第二接地端。
3.根据权利要求2所述的无线通信模块，其特征在于，所述隔离电路(7)包括一0欧姆电阻，所述0欧姆电阻连接于第一接地端和第二接地端之间。
4.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块还包括晶振模块，所述晶振模块包括与主控模块(1)双向连接的用于提供给主控模块(1)时钟的第一晶振模块(9)和用于提供实时时钟的第二晶振模块(10)，以及与所述射频模块(3)双向连接的用于提供给射频模块(3)时钟的第三晶振模块(11)。
5.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块还包括平衡-不平衡转换电路(12)，所述平衡-不平衡转换电路(12)连接于所述射频模块(3)和功放模块(4)之间。
6.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述接口模块(2)包括至少3个串口。
7.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块还包括与主控模块(1)双向连接的用于存储数据的存储模块(13)。
8.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述主控模块(1)包括型号为SAM3N2AA-AU的单片机。
9.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述射频模块(3)包括型号为AT86RF231的射频芯片。
10.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述功放模块(4)包括型号为SE2431L的芯片。
CN201621245871.0U 2016-11-19 2016-11-19 一种无线通信模块 Active CN206181021U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621245871.0U CN206181021U (zh) 2016-11-19 2016-11-19 一种无线通信模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621245871.0U CN206181021U (zh) 2016-11-19 2016-11-19 一种无线通信模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206181021U true CN206181021U (zh) 2017-05-17

Family

ID=58686271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621245871.0U Active CN206181021U (zh) 2016-11-19 2016-11-19 一种无线通信模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206181021U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108470012A (zh) * 2018-07-25 2018-08-31 常州昊云工控科技有限公司 用于静电防护外扩总线滤波器、片上系统及静电防护方法
CN111756399A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 Oppo广东移动通信有限公司 射频电路及电子设备
CN114650069A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 Oppo广东移动通信有限公司 射频模组及其控制方法、电子设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108470012A (zh) * 2018-07-25 2018-08-31 常州昊云工控科技有限公司 用于静电防护外扩总线滤波器、片上系统及静电防护方法
CN108470012B (zh) * 2018-07-25 2018-11-16 常州昊云工控科技有限公司 用于静电防护外扩总线滤波器、片上系统及静电防护方法
CN111756399A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 Oppo广东移动通信有限公司 射频电路及电子设备
CN114650069A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 Oppo广东移动通信有限公司 射频模组及其控制方法、电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201674496U (zh) 电力线载波与无线通信转换装置和电力线载波抄表系统
CN206181021U (zh) 一种无线通信模块
CN201876480U (zh) 宽窄带一体化抄表设备
CN204795023U (zh) 一种基于低压电力线和微功率无线的双模通信电路
CN204926480U (zh) 一种基于fpga的微弱信号采集系统
CN103401587B (zh) 一种基于电力载波通讯技术的数据采集装置及方法
CN207490871U (zh) 一种多频段射频功率放大器
CN103281094B (zh) 基于混合调制模式电力载波通信的即插即用模块
CN201957013U (zh) 下行m-bus、上行rf无线采集器
CN202750088U (zh) 基于Prime标准的载波电路
CN105915267A (zh) 一种用于测控系统的电力载波装置及其控制方法
CN206649657U (zh) 一种供电单位电费采集系统
CN104994015B (zh) 基于无线射频与电力线载波相结合的rf-plc网关系统
CN205693669U (zh) 一种用于测控系统的电力载波装置
CN202364117U (zh) 集中器内部电源电路
CN205864375U (zh) 一种高线性高效率功率放大器
CN107659000A (zh) 一种可双向无线充电的收发电路
CN204944664U (zh) 一种基于ZigBee技术的噪音采集装置
CN204269764U (zh) 特高频信号放大检波装置及局部放电在线监测设备
CN103178873A (zh) 基于低压电力线载波的窄带高速通信系统
CN207321253U (zh) 一种基于滤波电路设计的钻井平台电力线载波通信模块
CN207518361U (zh) 一种可双向无线充电的收发电路
CN206595993U (zh) 一种单相表宽带载波通信装置
CN105425023A (zh) 一种电池组电压采集系统及方法
CN219287495U (zh) 双管电压比较器电路

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant