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      一種用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置的制作方法

      文檔序號(hào):11055681閱讀:847來源:國知局
      一種用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置的制造方法

      本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域,具體涉及一種用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置。



      背景技術(shù):

      在電力配電自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)通信中,傳統(tǒng)做法依賴于設(shè)備本身提供的鍵盤、液晶屏、發(fā)光二極管等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。由于安裝環(huán)境、安全條件等原因,部分電力控制自動(dòng)化設(shè)備不易實(shí)現(xiàn)人員近距或開箱維護(hù),為實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效巡檢和維護(hù),需要一種用于電力配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置。

      而現(xiàn)有的普通無線通信普遍采用單一的WiFi形式,其名稱與密碼難以周期變化,密碼容易被破解,安全性低。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足,本實(shí)用新型提供的用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置解決了現(xiàn)有電力配電自動(dòng)化設(shè)備數(shù)據(jù)通信效率低和安全性低的問題。

      為了達(dá)到上述發(fā)明目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:

      提供一種用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置,其包括配電自動(dòng)化設(shè)備的主控制器,還包括分別與主控制器相連接的近距耦合通信模塊和無線通信模塊,近距耦合通信模塊包括依次連接的第一天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、近距耦合通信控制芯片和第一微控制器,第一微控制器通過串口連接線連接主控制器,近距耦合通信控制芯片還連接有無緣3225晶振;無線通信模塊包括依次連接的第二天線、匹配電路、無線通信控制芯片和第二微控制器,第二微控制器通過串口連接線連接主控制器。

      進(jìn)一步地,近距耦合通信控制芯片為PN532,近距耦合通信控制芯片的引腳5和引腳8共同接入3.3V電源,引腳23單獨(dú)接入3.3V電源,引腳37、引腳39和引腳40共同接入3.3V電源;引腳1、3、7、11、18和41均接地;近距耦合通信控制芯片的引腳15分別連接無緣3225晶振的引腳1和接地電容C27,近距耦合通信控制芯片的引腳16分別連接無緣3225晶振的引腳3和接地電容C29,近距耦合通信控制芯片的引腳14分別連接無緣3225晶振的引腳1和接地電容C27;無緣3225晶振的引腳2與引腳4均接地。

      進(jìn)一步地,匹配網(wǎng)絡(luò)包括電感L3,電感L3的一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳4,另一端分別連接電容C21和接地電容C23,電容C21的另一端分別連接第一天線的一端和接地電容C19;

      匹配網(wǎng)絡(luò)還包括電感L4,電感L4的一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳6,另一端分別連接電阻R27、電容C22和接地電容C24,電容C22的另一端分別連接第一天線的另一端和接地電容C20,電阻R27的另一端依次連接電容C26和電阻R28,電阻R28的另一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳9和接地電容C25;電容C26連接電阻R28的那一端還連接近距耦合通信控制芯片的引腳10。

      進(jìn)一步地,第一微控制器分別連接近距耦合通信控制芯片的引腳27至引腳30。

      本實(shí)用新型的有益效果為:

      1、本實(shí)用新型通過近距耦合通信將無線通信模塊的連接密碼發(fā)送至上位機(jī),不需要開箱操作即可實(shí)現(xiàn)與電力配電自動(dòng)化設(shè)備的快速安全的數(shù)據(jù)通信。

      2、本實(shí)用新型安裝方便,只需將第一微控制器與第二微控制器與現(xiàn)有配電自動(dòng)化設(shè)備的主控制器的串口連接即可,不需要更換配電自動(dòng)化設(shè)備,有效降低使用成本。

      3、本實(shí)用新型添加的第一微控制器和第二微控制器可以減緩本裝置對(duì)配電自動(dòng)化設(shè)備主控制器的功能占用,減小本裝置對(duì)原有配電自動(dòng)化設(shè)備的影響。

      4、本實(shí)用新型的無線通信模塊在未使用時(shí)處于禁止?fàn)顟B(tài),防止黑客破解的同時(shí),還能節(jié)約能源,有效提高安全性。

      附圖說明

      圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本裝置的工作流程圖;

      圖3為近距耦合通信模塊的電路原理圖。

      具體實(shí)施方式

      下面對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述,以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型,但應(yīng)該清楚,本實(shí)用新型不限于具體實(shí)施方式的范圍,對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講,只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi),這些變化是顯而易見的,一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。

      如圖1所示,該用于配電自動(dòng)化設(shè)備的無線通信裝置包括配電自動(dòng)化設(shè)備的主控制器,還包括分別與主控制器相連接的近距耦合通信模塊和無線通信模塊,近距耦合通信模塊包括依次連接的第一天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、近距耦合通信控制芯片和第一微控制器,第一微控制器通過串口連接線連接主控制器,近距耦合通信控制芯片還連接有無緣3225晶振;無線通信模塊包括依次連接的第二天線、匹配電路、無線通信控制芯片和第二微控制器,第二微控制器通過串口連接線連接主控制器。第一天線通過匹配網(wǎng)絡(luò)匹配阻抗后由近距耦合通信控制芯片驅(qū)動(dòng),發(fā)射或接收射頻無線信號(hào)。近距耦合通信控制芯片需由第一微控制器進(jìn)行設(shè)置,并通過第一微控制器控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)獲取。第一微控制器將近距耦合通信控制芯片接收后的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送至其他設(shè)備,并接收主控制器發(fā)送的數(shù)據(jù),通過近距耦合通信控制芯片發(fā)送至上位機(jī);第二天線通過匹配電路匹配阻抗后由無線通信控制芯片驅(qū)動(dòng),發(fā)射或接收射頻無線信號(hào)。無線通信控制芯片負(fù)責(zé)無線通信所需的信號(hào)調(diào)制、發(fā)送與接收事宜。第二微控制器控制通過運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧以及802.11協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)無線通信,并通過串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

      如圖3所示,近距耦合通信控制芯片的型號(hào)為PN532,近距耦合通信控制芯片的引腳5和引腳8共同接入3.3V電源,引腳23單獨(dú)接入3.3V電源,引腳37、引腳39和引腳40共同接入3.3V電源;引腳1、3、7、11、18和41均接地;近距耦合通信控制芯片的引腳15分別連接無緣3225晶振的引腳1和接地電容C27,近距耦合通信控制芯片的引腳16分別連接無緣3225晶振的引腳3和接地電容C29,近距耦合通信控制芯片的引腳14分別連接無緣3225晶振的引腳1和接地電容C27;無緣3225晶振的引腳2與引腳4均接地。

      匹配網(wǎng)絡(luò)包括電感L3,電感L3的一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳4,另一端分別連接電容C21和接地電容C23,電容C21的另一端分別連接第一天線的一端和接地電容C19;

      匹配網(wǎng)絡(luò)還包括電感L4,電感L4的一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳6,另一端分別連接電阻R27、電容C22和接地電容C24,電容C22的另一端分別連接第一天線的另一端和接地電容C20,電阻R27的另一端依次連接電容C26和電阻R28,電阻R28的另一端連接近距耦合通信控制芯片的引腳9和接地電容C25;電容C26連接電阻R28的那一端還連接近距耦合通信控制芯片的引腳10。

      第一微控制器分別連接近距耦合通信控制芯片的引腳27至引腳30。

      如圖2所示,當(dāng)本實(shí)用新型未工作時(shí),無線通信模塊處于禁止工作狀態(tài),電力配電自動(dòng)化設(shè)備的主控制器運(yùn)用隨機(jī)方法動(dòng)態(tài)改變無線通信的名稱和密碼,其中名稱和密碼的長度也可以動(dòng)態(tài)更換;當(dāng)上位機(jī)嘗試與近距耦合通信模塊進(jìn)行通信時(shí),上位機(jī)首先需要驗(yàn)證預(yù)設(shè)的公鑰內(nèi)容與長度,若公鑰驗(yàn)證的失敗次數(shù)大于預(yù)設(shè)的安全次數(shù),則需要間隔一段時(shí)間才能進(jìn)行公鑰驗(yàn)證,其中間隔時(shí)間與公鑰驗(yàn)證的安全次數(shù)均可事先預(yù)定;若在安全次數(shù)內(nèi)驗(yàn)證成功,近距耦合通信模塊則向主控制器獲取無線通信的名稱與密碼,并將名稱與密碼發(fā)送至上位機(jī);同時(shí),近距耦合通信模塊向主控制器發(fā)送喚醒無線通信模塊的信號(hào),主控制器對(duì)無線通信模塊進(jìn)行名稱與密碼的配置;獲取無線通信模塊名稱與密碼的上位機(jī)此時(shí)可以連接無線通信模塊,并通過無線通信模塊與配電自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

      本實(shí)用新型利用配電自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的主控制器通過處理串口收發(fā)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)無線通信和近距耦合通信,無線通信模塊、近距耦合通信模塊內(nèi)部的微控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)通信業(yè)務(wù)的管理,減少了對(duì)配電自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的主控制器的功能占用。在發(fā)射流程中,配電自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的主控制器向無線通信模塊和/或近距耦合通信模塊發(fā)送所需的數(shù)據(jù),無線通信模塊和近距耦合通信模塊各自的微控制器接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)封裝以符合無線通信控制芯片或近距耦合通信控制芯片所需數(shù)據(jù)形式,再由無線通信控制芯片或近距耦合通信控制芯片驅(qū)動(dòng)各自天線將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。在接收流程中,射頻無線信號(hào)經(jīng)無線通信控制芯片和/或近距耦合通信控制芯片各自的天線拾取后,由無線通信控制芯片或近距耦合通信控制芯片完成各自的數(shù)據(jù)獲取的流程,并交由各自的微控制器解析數(shù)據(jù)凈荷,并通過串口傳遞至配電自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的主控制器。

      綜上所述,本實(shí)用新型具備無線通信功能且相比傳統(tǒng)無線通信方法更安全、可靠。另外,本實(shí)用新型解決了電力自動(dòng)化設(shè)備因安裝環(huán)境與條件不便人為直接操作、進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的難題,并可根據(jù)實(shí)際環(huán)境靈活部署。

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