一種基于4G模塊的電力載波通訊用系統的制作方法
本發明涉及4g模塊技術領域，特別涉及一種基于4g模塊的電力載波通訊用系統。
背景技術：
隨著科學技術的爆炸性發展，網絡已經開始涉及人們生活的方方面面。將網絡拓展到人們生活及工作的方方面面，實現全方位的網絡化，越來越受到國內外眾多開發商的關注并已成為網絡技術發展、競爭的又一新目標。低壓配電力網(low-voltagenetwork)是一個分布最廣、用戶最多且必不可少的能源動力傳輸網絡。現有的，無論是電話通信，還是網路通信，都必須要通過新的通信網絡的建設和投資。4g是第四代移動通信及其技術的簡稱，是能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度的技術產品，如何將4g技術創新并合理地運用在電力載波技術上，值得研究。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種基于4g模塊的電力載波通訊用系統，以解決現有技術中導致的上述多項缺陷。
為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種基于4g模塊的電力載波通訊用系統，包括cpu模塊，所述cpu模塊電性連接有電力載波模塊、pwm輸出模塊、復位電路模塊、1117電路模塊和時鐘模塊，電力載波模塊與pwm輸出模塊電性連接，所述電力載波模塊通過依次電性連接的二級放大模塊、濾波器模塊與信號提取模塊連接，cpu模塊還通過電源管理模塊與4g模塊電性連接，cpu模塊還電性連接有jtag接口、i/o接口和串行通信接口。
優選的，所述時鐘模塊包括高速精度時鐘模塊和低速精度時鐘模塊。
優選的，所述高速精度時鐘模塊為8m晶振，所述低速精度時鐘模塊為32.768k晶振。
優選的所述4g模塊采用n710芯片。
優選的，所述濾波器模塊采用max275芯片,。
優選的，所述電源管理模塊采用max232芯片。
采用以上技術方案的有益效果是：為用戶提供高速、永遠在線、tcp/udp透明數據傳輸的工業級無線終端設備，產品采用高速高性能工業級的cpu模塊，以實時操作系統為軟件支撐平臺，超大內存，內嵌tcp/ip協議棧，為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換、虛擬專用網絡的系統應用。數據觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。
附圖說明
圖1是本發明的結構框圖。
圖2-圖7是本發明的電路原理圖。
圖8是本發明的程序框圖。
其中，1-cpu模塊，2-信號提取模塊，3-濾波器模塊，4-二級放大模塊，5-電力載波模塊，6-pwm輸出模塊，7-復位電路模塊，8-1117電路模塊，9-1-高精度時鐘模塊，92-低精度時鐘模塊，10-電源管理模塊，11-4g模塊，12-jtag接口，13-i/0接口，14-串行通信接口。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本發明基于4g模塊的電力載波通訊用系統的優選的實施方式。
圖1-圖6出示本發明基于4g模塊的電力載波通訊用系統的具體實施方式：一種基于4g模塊的電力載波通訊用系統，包括cpu模塊1，所述cpu模塊1電性連接有電力載波模塊5、pwm輸出模塊6、復位電路模塊7、1117電路模塊8和時鐘模塊，電力載波模塊5與pwm輸出模塊6電性連接，所述電力載波模塊5通過依次電性連接的二級放大模塊4、濾波器模塊3與信號提取模
塊2連接，cpu模塊1還通過電源管理模塊10與4g模塊11電性連接，cpu模塊1還電性連接有jtag接口12、i/o接口13和串行通信接口14。
在本實施例中，所述時鐘模塊包括高速精度時鐘模塊91和低速精度時鐘模塊92。
在本實施例中，所述高速精度時鐘模塊91為8m晶振，所述低速精度時鐘模塊92為32.768k晶振。
在本實施例中，所述4g模塊11采用n710芯片。
在本實施例中，所述濾波器模塊3采用max275芯片,。
在本實施例中，所述電源管理模塊10采用max232芯片。
在工業檢測現場運用中，無線信息在發射模塊與接收模塊之間的傳輸過程中易受到噪聲干擾，因此需要選擇適宜的抗干擾編碼算法。有效地避免因連1或連0而造成接收端無法正確接收到連1或連0的信號，使接收端能夠清楚地判斷出起始位與發送的數據，因為根據無線信息傳輸協議，起始位是由0xff后跟0x00構成，而經過曼徹斯特編碼格式的編碼后數據中不可能出現連1和連0的狀況。crc校驗為了提高無線信息傳輸過程中數據傳輸的可靠性，根據無線信息傳輸協議規定數據打包時最后2字節的校驗位采用。
crc-16碼做crc校驗，并通過軟件方法實現校驗。為了提高無線信息傳輸過程中數據傳輸的可靠性，根據無線信息傳輸協議規定數據打包時最后2字節的校驗位采用crc-16碼做crc校驗，并通過軟件方法實現校驗，其流程框圖如圖3所示。軟件實現crc校驗算法，通常采用計算法和查表法這兩種方式。本系統設計考慮到數據傳輸的實時性要求，因此選用了查表法實現crc校驗。首先計算出crc表并保存，在無線通信數據打包時使用該表進行crc查表法校驗計算。
本發明采用了三層系統保護：在原來兩級（軟件保護+cpu內置看門狗wdt保護）系統保護的基礎上，增加一級系統虛擬值守vwm（virtualmanwatch）
檢測保護功能，確保系統穩定可靠。
cpu模塊1采用高速處理cpu：采用高速性能工業級cpu，可以更加高速地處理各種協議數據轉換；解決了業內“假在線”、“假死機”、“當機”等疑難問題。超大內存：flash64mbits，sdram，256mbits（不同型號內存不同），有超大的內存來緩存客戶發送數據，同時接收超大數據包，數據不丟失。dns自動獲取：自動獲取dns，不再需要人工配置輸入dns；規避了因為選擇的dns服務器異常，導致dtu設備當機的嚴重現象。完善的協議棧：新系統加載了完善的tcp/ip協議棧，采用了完善的tcp/ip協議棧；使網絡通信性能優異，掉線概率極大降低。emc性能優異：通過電力3000v電擊測試，特別適合在工業領域環境惡劣下使用；系統emc/emi優異，系統穩定可靠；通過emc測試；
同時本發明的系統具有以下特點：
1.tcp透明數據傳輸和udp透明數據傳輸；支持多種工作模式。
2.支持虛擬數據專用網（apn/vpdn）。
3.支持雙數據中心備份及多數據中心（8個）接受數據，最大支持發送中心達256個。
4.智能防掉線。支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
5.遠程喚醒：支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接。
6.支持固定ip通信方式；支持ddns動態域名通信方式。
7.支持短信遠程配置，遠程控制；支持短消息告警。
8.豐富接口：提供rs232接口或者rs485接口或者ttl接口或者rs422接口或者usb接口接口，全接口支持。
9.完善的網絡支持：提供包括2g網絡（gsm網絡），2.5g網絡（gprs網絡），2.75g網絡（edge網絡），3g網絡（wcdma網絡、evdo網絡、td-scdma
網絡），4g網絡（hspa+網絡、lte網絡），全網絡的產品支持。
10.數據包傳輸狀態報告;標準的at命令界面;可以用做普通撥號modem;支持串口軟件升級。
11.同時支持linux、unix和windows操作系統。
同時本發明的內部程序如下：
發送數據：
voidsendonebyte(u8byte)
{
u8i=8,tmp;
txd_low();//發送起始位
delay_us(104);
//發送8位數據
for(i=0;i<8;i++)
{
tmp=(byte>>i)&0x01;//低位在前
if(tmp==0)
{
txd_low();
delay_us(104);//0
}
else
{
txd_high();
delay_us(104);//1
}
}
//while(i--)
//{
//mnusart_txd=(byte&0x01);//先傳低位
//delay_us(104);
//byte=byte>>1;
////無校驗位
//mnusart_txd=1;//發送結束位
//delay_us(104);
//}
txd_high();
delay_us(104);
}
voidsendbytes(u8*str,u8len)//發送數組最好用這個，也可發送字符串
{
u16i;
for(i=0;i<len;i++)
{
sendonebyte(str);
}
}
voidsendstr(u8*str)//發送字符串，發送數組如果帶0x00就中斷發送了
{
while(*str)
sendonebyte(*str++);
}
接收用的外部中斷：
voidextix_init(void)
{
gpio_inittypedefgpio_initstructure;
exti_inittypedefexti_initstructure;
nvic_inittypedefnvic_initstructure;
rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_gpioa|rcc_apb2periph_afio,enable);
gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_9;//pa.9端口配置
gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_out_pp;//推挽輸出
gpio_initstructure.gpio_speed=gpio_speed_50mhz;//io口速度為50mhz
gpio_init(gpioa,&gpio_initstructure);//根據設定參數初始化gpiob.5
gpio_setbits(gpioa,gpio_pin_9);
gpio_initstructure.gpio_pin=gpio_pin_10;
gpio_initstructure.gpio_mode=gpio_mode_ipu;//浮空輸入
gpio_initstructure.gpio_speed=gpio_speed_50mhz;
gpio_init(gpioa,&gpio_initstructure);
gpio_setbits(gpioa,gpio_pin_10);//gpioa.10中斷線以及中斷初始化配置降沿觸發
gpio_extilineconfig(gpio_portsourcegpioa,gpio_pinsource10);
exti_initstructure.exti_line=exti_line10;
exti_initstructure.exti_mode=exti_mode_interrupt;
exti_initstructure.exti_trigger=exti_trigger_falling;
exti_initstructure.exti_linecmd=enable;
exti_init(&exti_initstructure);//根據exti_initstruct中指定的參數初始化外設exti寄存器
nvic_initstructure.nvic_irqchannel=exti15_10_irqn;
nvic_initstructure.nvic_irqchannelpreemptionpriority=0;
nvic_initstructure.nvic_irqchannelsubpriority=0;
nvic_initstructure.nvic_irqchannelcmd=enable;
nvic_init(&nvic_initstructure);
}
voidexti15_10_irqhandler(void)
{
u8i=9;
if(exti_getitstatus(exti_line10)!=reset)
{
/*disabletheselectedirqchannel-----------------------------*/
nvic->icer[exti15_10_irqn>>0x05]=
(uint32_t)0x01<<(exti15_10_irqn&(uint8_t)0x1f);
exti_clearitpendingbit(exti_line10);
delay_us(30);
while(i--)
{
tmp>>=1;
if(gpioa->idr&0x0400)tmp|=0x80;
delay_us(104);
}
if((usart_rx_sta&0x8000)==0)
{
if(usart_rx_sta&0x4000)
{
if(tmp!=0x0a)usart_rx_sta=0;
elseusart_rx_sta|=0x8000;
}
else
{
if(tmp==0x0d)usart_rx_sta|=0x4000;
else
{
usart_rx_buf[usart_rx_sta&0x3fff]=tmp;
usart_rx_sta++;
if(usart_rx_sta>(usart_rec_len-1))usart_rx_sta=0;//
接收
}
}
}
數據錯誤,重新開始接收
exti_clearitpendingbit(exti_line10);
nvic->iser[exti15_10_irqn>>0x05]=
(uint32_t)0x01<<(exti15_10_irqn&(uint8_t)0x1f);
}
}
主函數：intmain(void)
{
u8len;
u8hello[]={0x5a,0xa5,0x00,0x00,0x01};
delay_init();
extix_init();
//測試發送一個字節
sendonebyte(0x00);
sendonebyte(0x01);
sendonebyte(0x02);
//測試發送數組
sendbytes(hello,5);
//測試發送字符串
//sendbytes("helloword",11);
//sendstr("");
while(1)
{
if(usart_rx_sta&0x8000)
{
printf("\r\n您發送的消息為:\r\n\r\n");
len=usart_rx_sta&0x3fff;//得到此次接收到的數據長度
sendbytes(usart_rx_buf,len);
//也可以用下面的發送
//sendstr(usart_rx_buf);
//for(len=0;len<200;len++)
//usart_rx_buf[len]=0;
printf("\r\n\r\n");//插入換行
usart_rx_sta=0;
}
}
基于上述，本發明基于4g模塊的電力載波通訊用系統與現有技術相比有益效果為：為用戶提供高速、永遠在線、tcp/udp透明數據傳輸的工業級無線終端設備，產品采用高速高性能工業級的cpu模塊1，以實時操作系統為軟件支撐平臺，超大內存，內嵌tcp/ip協議棧，為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換、虛擬專用網絡的系統應用。數據觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。
以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技
術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
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