CN210780744U - 一种山区终端通讯信号增强采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种山区终端通讯信号增强采集装置，MCU处理芯片通过信号转换放大模块连接天线；MCU处理芯片通过显示模块连接显示屏；供电电源通过主板给装置内部元件供电；山区终端通讯信号增强采集装置解决山区采集终端信号弱，需要将采集信号进行放大的问题。解决了GPRS信息弱或无信号的情况，造成这些区域配变终端信息无法成功采集的问题。避免了对营配贯通台区线损正确可算率等指标有较大影响。本装置不需要通过增长GPRS用电采集装置的天线的方式来进行增益信号量，从而避免了这种方式的能够解决部分距离室外信号比较弱的情况，增强效果有限的问题。

Description

一种山区终端通讯信号增强采集装置

技术领域

本实用新型涉及信息通讯技术领域，尤其涉及一种山区终端通讯信号增强采集装置。

背景技术

基于目前关于进一步加强营销专业线损管理工作的需要，同期线损髙损台区治理率是班组对标的关键指标之一，台区可监测率直接影响同期线损指标好与坏。一个用电台区即使线损完成再好，如果台区不可监测也将无法参与到同期线损指标的计算。可见，台区可监测率是同期线损髙损台区治理的基础，只有切实提升其完成值才能搭建真实可靠的降损平台。

随着社会的发展，无线技术的产品以快捷、安全、方便的效果得到广泛应用，无线技术应用领域包括电子信息、工程医疗、电力设备等，无线技术的运用极大的节约了线缆的成本。但无线技术的弊端也比较明显，当GPRS信号较弱，数据无法快速向外传输，整个系统将处于信号缺失、甚至瘫痪的状态。

目前一些供电台区处于山地，在偏远山区基本上存在运营商GPRS信号无覆盖或弱覆盖的情况，在配变终端的安装过程中，有较多的台区存在GPRS信息弱或无信号的情况，造成这些区域配变终端信息无法成功采集，对营配贯通台区线损正确可算率等指标有较大影响。通过增长GPRS用电采集装置的天线的方式，采用这种方式的能够解决部分距离室外信号比较弱的情况，但增强效果有限。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种山区终端通讯信号增强采集装置，一种山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，包括：MCU处理芯片、信号转换放大模块、天线和主板；

MCU处理芯片、信号转换放大模块、天线分别连接主板；

MCU处理芯片通过信号转换放大模块连接天线；

信号转换放大模块包括：A/D转换器，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电容C1，电容C2，电容C3以及运放器U1；

天线与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端通过电阻R1接电源，A/D转换器的输出端还分别与电阻R4第一端，电容C1第一端连接；电容C1第二端接地；电阻R4第二端分别与接放器U1一脚，电阻R6第一端连接；电阻R2第一端接电源，电阻R2第二端通过电阻R3接地，以及分别与电容C2第一端，电阻R5第一端连接；电容C2第二端接地；电阻R5第二端通过电阻R7连接，还与接放器U1二脚连接；接放器U1三脚接电源，接放器U1四脚接地，接放器U1五脚分别与电阻R6第二端和电阻R8一端连接；电阻R8第二端通过电容C3接地，还与MCU处理芯片连接。

进一步需要说明的是，MCU处理芯片采用骁龙835芯片，或采用高通WTR1605，或采用高通WTR1625L。

进一步需要说明的是，主板上还设有供电电源，稳压电源以及变压电路；

供电电源通过稳压电源以及变压电路给装置内部的电气元件供电。

进一步需要说明的是，A/D转换器采用0809A/D转换芯片，或采用HX711A/D转换芯片。

进一步需要说明的是，主板连接有LCD1602显示模块和显示屏；

MCU处理芯片通过LCD1602显示模块连接显示屏。

进一步需要说明的是，天线采用高增益八木天线；

主板上还连接有雷击浪涌吸收器。

进一步需要说明的是，主板上还连接有缓冲寄存器，缓冲寄存器与MCU处理芯片连接，缓存信息。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

山区终端通讯信号增强采集装置解决山区采集终端信号弱，需要将采集信号进行放大的问题。解决了GPRS信息弱或无信号的情况，造成这些区域配变终端信息无法成功采集的问题。避免了对营配贯通台区线损正确可算率等指标有较大影响。本装置不需要通过增长GPRS用电采集装置的天线的方式来进行增益信号量，从而避免了这种方式的能够解决部分距离室外信号比较弱的情况，增强效果有限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为山区终端通讯信号增强采集装置示意图；

图2为山区终端通讯信号增强采集装置实施例示意图；

图3为装置信号增强滤波波形图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实用新型提供了一种山区终端通讯信号增强采集装置，如图1至3所示，包括：MCU处理芯片1、信号转换放大模块4、天线2和主板5；MCU处理芯片1、信号转换放大模块4、天线2分别通过主板5连接；MCU处理芯片1通过信号转换放大模块4连接天线2；MCU处理芯片1采用骁龙835芯片，或采用高通WTR1605，或采用高通WTR1625L。天线2采用高增益八木天线2；主板5上还连接有雷击浪涌吸收器。主板5上还连接有缓冲寄存器，缓冲寄存器与MCU处理芯片1连接，缓存信息。

信号转换放大模块4包括：A/D转换器3，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电容C1，电容C2，电容C3以及运放器U1；A/D转换器3采用0809A/D转换芯片，或采用HX711 A/D转换芯片。

天线2与A/D转换器3的输入端连接，A/D转换器3的输出端通过电阻R1接电源，A/D转换器3的输出端还分别与电阻R4第一端，电容C1第一端连接；电容C1第二端接地；电阻R4第二端分别与接放器U1一脚，电阻R6第一端连接；电阻R2第一端接电源，电阻R2第二端通过电阻R3接地，以及分别与电容C2第一端，电阻R5第一端连接；电容C2第二端接地；电阻R5第二端通过电阻R7连接，还与接放器U1二脚连接；接放器U1三脚接电源，接放器U1四脚接地，接放器U1五脚分别与电阻R6第二端和电阻R8一端连接；电阻R8第二端通过电容C3接地，还与MCU处理芯片1连接。

运放器U1采用LM324、或LM358、或LM741运放器。

主板5上还设有供电电源，稳压电源以及变压电路；供电电源通过稳压电源以及变压电路给装置内部的电气元件供电。主板5连接有LCD1602显示模块和显示屏；MCU处理芯片1通过LCD1602显示模块连接显示屏。

基于本实用新型提供的装置，除标准GPRS信号增强器功能外，本装置具备上下行信号检测、室内GPRS信号检测、液晶显示等功能。增强器上下行增益后的输出的信号强度，通过检波电路输出随信号强度大小正比变化的电压值，接入信号转换放大模块的A/D采样端口。信号转换放大模块是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量，转换原理采用的是逐次逼近比较型。

本实用新型提供装置的检测原理为，上下行增益后的输出的信号强度，通过检波电路输出随信号强度大小正比变化的电压值，接入转换放大模块的A/D采样端口。

信号转换放大模块使用“对分搜索法”产生数字量，以8位数字量为例，信号转换放大模块产生8位数字量的一半，即10000000B，试探模拟量Vi的大小，若Vo>Vi，清除最高位，若Vo<Vi，保留最高位。在最高位确定后，信号转换放大模块又以对分搜索法确定次高位，即以低7位的一半y1000000B(y为已确定位)试探模拟量Vi的大小。在bit6确定后，信号转换放大模块以对分搜索法确定bit5位，即以低6位的一半yy100000B(y为已确定位)试探模拟量的大小。重复这一过程，直到最低位bit0被确定，转换结束。

信号转换放大模块的转换过程为：

(1)首先发出“启动信号”信号S。当S由高变低时，“逐次逼近寄存器”清0，输出Vo＝0，运放器U1输出1。当S变为高电平时，A/D转换器开始工作。

(2)A/D转换器首先产生8位数字量的一半，即10000000B，试探模拟量的Vi大小，若Vo>Vi，“控制电路”清除最高位，若Vo<Vi，保留最高位。

(3)在最高位确定后，A/D转换器又以对分搜索法确定次高位，即以低7位的一半y1000000B(y为已确定位)试探模拟量Vi的大小。在bit6确定后，A/D转换器以对分搜索法确定bit5位，即以低6位的一半yy100000B(y为已确定位)试探模拟量Vi的大小。重复这一过程，直到最低位bit0被确定。

(4)在最低位bit0确定后，转换结束，发出转换结束信号EOC。该信号的下降沿把SAR的输出锁存在缓冲寄存器里，从而得到数字量输出。从转换过程可以看出：启动信号为负脉冲有效。转换结束信号为低电平。

采用MCU处理芯片进行室内GPRS信号检测。采用MCU处理芯片，主频高达900MHZ，性能和稳定性都得到了大幅提升，并且采用新一代架构方案技术，与采集终端的兼容性进一步增强，通过信号强度、频段信息、基站信息等数据读取，完成对室内GPRS信号检测功能。矩形滤波技术，有效降低信号噪声，将输出功率集中于有效频段，如图3所示。

采用信号转换放大模块、罗氏线圈、氧化锌雷击浪涌吸收器及防雷管等原件吸收或卸放来自于电源线路及RS485线路上的雷击浪涌信号，保护设备的电源及RS485信号线路免受雷击干扰。在A/D转换方面，则采用Analog Devices生产的16位高速AD芯片，它的外围电路设计简单，转换时间为1us，能满足雷击电流采样的精度及实时性。

装置中高增益八木天线接收信号是有方向性的，在安装时可调整角度和高度，找到信号强的方位进行接收，而且可以在配变周围40米范围内任意选择有利的天线安装位置(原来普通天线总长才3米，只能在配电箱周围安装)。

装置中采用直插式减少本来就微弱的信号衰减，考虑到外部信号微弱不稳定，若采用天线耦合信号的方式，信号衰减厉害不稳定，数据容易丢包，采集成功率降低。

进一步的采用直插式需要考虑信号放大倍数大到一定程度之后堵塞甚至烧毁GPRS通讯模块的问题，所以在放大器内部设计增加了信号处理软件的MCU处理芯片，根据外部信号的强弱来自动调节放大的倍数，使放大器输出信号稳定在-45至-50dbi之间，不会冲击到终端的GPRS通讯模块，使终端数据稳定接收发送，更好地体现了数据传输的稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，包括：MCU处理芯片、信号转换放大模块、天线和主板；

MCU处理芯片、信号转换放大模块、天线分别连接主板；

MCU处理芯片通过信号转换放大模块连接天线；

信号转换放大模块包括：A/D转换器，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电容C1，电容C2，电容C3以及运放器U1；

天线与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端通过电阻R1接电源，A/D转换器的输出端还分别与电阻R4第一端，电容C1第一端连接；电容C1第二端接地；电阻R4第二端分别与接放器U1一脚，电阻R6第一端连接；电阻R2第一端接电源，电阻R2第二端通过电阻R3接地，以及分别与电容C2第一端，电阻R5第一端连接；电容C2第二端接地；电阻R5第二端通过电阻R7连接，还与接放器U1二脚连接；接放器U1三脚接电源，接放器U1四脚接地，接放器U1五脚分别与电阻R6第二端和电阻R8一端连接；电阻R8第二端通过电容C3接地，还与MCU处理芯片连接。

2.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

MCU处理芯片采用骁龙835芯片，或采用高通WTR1605，或采用高通WTR1625L。

3.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

主板上还设有供电电源，稳压电源以及变压电路；

供电电源通过稳压电源以及变压电路给装置内部的电气元件供电。

4.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

A/D转换器采用0809A/D转换芯片，或采用HX711 A/D转换芯片。

5.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

主板连接有LCD1602显示模块和显示屏；

MCU处理芯片通过LCD1602显示模块连接显示屏。

6.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

天线采用高增益八木天线；

主板上还连接有雷击浪涌吸收器。

7.根据权利要求1所述的山区终端通讯信号增强采集装置，其特征在于，

主板上还连接有缓冲寄存器，缓冲寄存器与MCU处理芯片连接，缓存信息。

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