專利名稱：無線與gsm技術混合組建數據采集裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力戶外設施監控系統，特別涉及無線與GSM技術混合組建 數據采集裝置。
背景技術：
針對電力系統輸電線路鐵塔塔材、低壓輸電線路、低壓路燈線路、用戶變 壓器盜竊案件越發頻繁，并有日趨嚴重的傾向。而目前大多數電力部門對此現 象還處于人防為主，技防為輔的被動局面，究其原因，主要是現有的大多數防 盜設備由于質量和運行成本等原因無法大規模推廣使用。影響防盜設備大規模 推廣的主要原因之一是報警信息傳輸手段的制約。
目前可供選擇的傳輸手段分別有
有線傳輸方式
包括光纖通信和普通線纜通信。在城鎮部分區域，如果被監測桿、塔附近 有光端機用戶接入器或有已經敷設可以使用的線纜(鑒于高昂的租借費用，不 推薦使用電信線路)，則可以采用這種方式(遺憾的是往往不具備這種條件)。 該方式的優點是信號傳輸容量大，不易受外界干擾，利用現有電路工程造價 低。缺點是對野外線路難以實施，而且有線本身也是被盜竊目標。
無線傳輸方式
中小功率無線電臺方式此種方式的優點是設備投運后的系統運行費用 低。缺點是功率較大，對設備供電系統帶來較大負擔；容易受到外部干擾和 對其他系統造成干擾；所用頻率要得到無委會審批和每年繳納頻率使用費。
手機短信傳輸方式
手機信號覆蓋區域已經達到大部分城鄉地區。從系統實現的工作量、難易 程度、可靠性、造價等各種因素綜合考慮，報警信號的傳輸采用手機短信息方 式在技術上是可行的。但是，鑒于電力系統有待被監測的戶外設施太多(一個30萬人口的縣級區域，用戶變壓器達幾千臺，百萬人口的城市，其10KV以上 線路的桿/塔達幾千基)，如果每一個被監視點采用一部手機卡(按目前最優惠 的電信價格20元/月)，則每個月的電信使用費達數萬元(甚至十幾萬元)。 如此高昂的費用，對今后的大規模推廣非常不利。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡 單的無線與GSM技術混合組建數據采集裝置。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現無線與GSM技術混合組建 數據采集裝置，其特征在于，該裝置包括GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊、控 制器、供電系統，所述的GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊分別與控制器連接， 所述的控制器與供電系統連接。
所述的GSM傳輸模塊包括GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊 (ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口，上述GSM傳輸模塊內的各器件相互連 接。
所述的控制器包括Flash程序存儲器、數據SRAM、可編程計數器陣列 (PCA)、可配置成不同時間范圍的看門狗定時器、兩個增強型UART、字節 型I2C總線串行接口，上述控制器內的各器件相互連接。
所述的供電系統包括太陽能供電子系統、蓄電池供電子系統。 與現有技術相比，本發明具有以下優點
(1) 遠端站功率低、體積小、耗電省、安裝方便；
(2) 低功率不易形成干擾，可以根據實際需要，對任何地域的用電設施 予以監測；
(3) 系統建設周期短、造價低，組網方便快捷；
(4) 使用的無線頻段屬于國家無委開放頻段，毋須申請和繳納頻率占用 費(其它頻率要報批并繳納占用費)；
(5) 系統建成后的運行成本低，適于大規模推廣使用；
(6) 遠端站屬于免維護型，可在中心站實現系統遙信升級。
4圖1是本發明無線與GSM技術混合組建數據釆集裝置的結構示意圖； 圖2是本發明無線與GSM技術混合組建數據采集裝置的無線傳輸模塊的 結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，本發明無線與GSM技術混合組建數據采集裝置包括GSM傳 輸模塊、無線傳輸模塊、控制器、供電系統。
GSM傳輸模塊的選擇GSM傳輸采用Siemeils公司推出的新-代無線通信 GSM模塊TC35i。該模塊自帶RS232通訊接口,可以方便地與單片機連機通訊， 快速、安全、可靠地實現系統方案中的數據、短消息服務(Short Message Service)。
TC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、 閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為TC35的核心,基帶處理器主要 處理GSM終端內的語音、數據信號,并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和 數字功能。在不需要額外硬件電路的前提下,可支持FR、 HR和EFR語音信道 編碼。
無線傳輸模塊的選擇無線收發模塊是基于SEMTECH公司的XE1203芯 片所成，工作在426-441 MHz公用頻帶，可做FSK窄帶和寬帶調制、FHSS應 用，內置鎖相環，工作頻率穩定可靠，并具有體積小，性能優異、外圍元件少、 超低功率、使用方便和便于設計生產等特點。該模塊采用低發射功率、高接收 靈敏度的設計，符合歐洲ETSI (E畫0陽220-l和E畫l-439-3)及FCC 15.247 和15.249認證規格，滿足無線管制要求，無需申請頻率使用許可證。
模塊特
高靈敏度，0.01%誤碼率，1.2kbps傳輸速率，靈敏度可以達到—114dBm
采用高穩定性晶振
16-byte FIFO
數字接收信號指示(RSSI) 數字頻率糾錯(FEI) 輸出功率最大到15dBm，可設定 可嵌入式設計，模塊大小32X18mm供電電壓2.4V 3.6V
接收時，有高IIP3和高靈敏度兩種選項(A、 B模式)
頻率設置步進為500Hz
發射電流62mA(^15dBm
接收電流14mA
休眠電流0.2uA
傳輸速率可以達到152.3kbit/s
輸入輸出駐波《1.5
該模塊的輸出頻點、調制頻偏、發信功率、傳輸速率等工作狀態指標均可 以通過軟件編程設定。
控制器的選擇上述各類收發信模塊及報警采集信息的傳輸均由微處理器 控制。控制器選用P89C669，它是基于PHILIPS半導體新51MX內核的首類 Flash微控制器代表。它包含96k字節的Flash程序存儲器、2k字節的數據 SRAM、 l個可編程計數器陣列(PCA)、可配置成不同時間范圍的看門狗定時 器(通過SFR的位設置)、2個增強型UART以及字節型I2C總線串行接口。
通過控制器對各通信、信息采集等模塊的控制，設備實現了同頻單工碼 分多址、應答確認、自動校驗、路由智能判定、多數字口外設通信等一系列功 能，有效的避免了局域網內的同頻干擾，局域網間的碼間干擾，的并取得滿意 效果。
供電系統鑒于應用在鐵塔防盜中的遠端站無法提供普通交流電源，設備 采用太陽能極板與大容量蓄電池相結合的供電模式。在電路設計中又采取了，
降低設備功耗等節電措施。
硬件上盡可能采用大規模集成電路和專用芯片； 分立元件盡可能采用低功耗貼片元件；
軟件控制采用哨兵探頭警戒、逐級探頭喚醒技術；大部分工作器件平時 處于睡眠狀態， 一旦需要立即喚醒。 目前的遠端站設備功耗為 靜態130mA (最初近400mA) 動態170mA (發信機工作)
設備在正常充滿電情況下，可連續48-72小時無日照下正常工作。抗干擾與防雷措施設備對于各類防盜器中來自于交流電源線或桿塔引入 的高壓或雷電(鑒于設備安裝在桿塔避雷針或線路下方位置，所以主要考慮對 感應雷的防護)威脅所采取的措施主要有
所有外部電信號采集連接均采用光偶進行隔離；
電源系統分別采用多極(正/負溫度特性)的熱敏電阻(自恢復保險絲)、 中/大容量速斷融絲、具有一定電壓要求的放電管、壓敏電阻、抗浪涌電路等多 極保護措施。
設備的工作地與保護地嚴格分開，整體做到均流/均壓且一點接地。 設備安裝點與超高壓線路保持一定間距，降低電暈噪聲對設備的干擾程度。
設備長期工作在野外，其各項保護措施及防護等級達到GB/T4942.2-93 中IP66標準。
權利要求
1.無線與GSM技術混合組建數據采集裝置，其特征在于，該裝置包括GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊、控制器、供電系統，所述的GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊分別與控制器連接，所述的控制器與供電系統連接。
2. 根據權利要求1所述的無線與GSM技術混合組建數據采集裝置，其特 征在于，所述的GSM傳輸模塊包括GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電 模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口，上述GSM傳輸模塊內的各器件相 互連接。
3. 根據權利要求1所述的無線與GSM技術混合組建數據采集裝置，其特 征在于，所述的控制器包括Flash程序存儲器、數據SRAM、可編程計數器陣 列(PCA)、可配置成不同時間范圍的看門狗定時器、兩個增強型UART、字 節型I2C總線串行接口，上述控制器內的各器件相互連接。
4. 根據權利要求1所述的無線與GSM技術混合組建數據采集裝置，其特 征在于，所述的供電系統包括太陽能供電子系統、蓄電池供電子系統。
全文摘要
本發明涉及無線與GSM技術混合組建數據采集裝置，該裝置包括GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊、控制器、供電系統，所述的GSM傳輸模塊、無線傳輸模塊分別與控制器連接，所述的控制器與供電系統連接。與現有技術相比，本發明具有以下優點遠端站功率低、體積小、耗電省、安裝方便；低功率不易形成干擾，可以根據實際需要，對任何地域的用電設施予以監測；系統建設周期短、造價低，組網方便快捷；使用的無線頻段屬于國家無委開放頻段，毋須申請和繳納頻率占用費(其它頻率要報批并繳納占用費)；系統建成后的運行成本低，適于大規模推廣使用；遠端站屬于免維護型，可在中心站實現系統遙信升級。
文檔編號H04B7/24GK101587632SQ20081003788
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者劉理華, 果民先 申請人:上海欣影電力科技發展有限公司