[发明专利]一种配电网线路故障指示器用的射频通信模块及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种10kV配电网线路故障监测领域，尤其是涉及一种1配电网线路故障指示器用的射频通信模块及其应用。

背景技术

10kV配电网直接面对用电用户，所以线路结构复杂，接头多容易出现短路、接地等故障，影响正常供电。故障指示器作为一种故障检测和定位装置，已在配网中广泛应用，目前故障指示器主要分为机械式和电子式两种。机械式故障指示器，其功能简单，只能应对短路故障，对于接地故障无能为力，且须配合人工巡线才能确定故障位置。目前，国内开始采用智能化的电子式故障指示器，但由于配电网一般节点多、分支多、运行方式复杂，所以电子式故障指示器如何通信组网、如何在低功耗下具有足够长的通信距离、如何保证通信的及时性和数据的准确性，对于故障指示器价值体现有较大影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功耗低、自组网、通讯距离长，可使故障指示器具有超过10年的使用寿命和超过1000米的有效通信距离的配电网线路故障指示器用的射频通信模块及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种配电网线路故障指示器用的射频通信模块，与故障指示器的主芯片连接，其特征在于，该射频通信模块的输入端与故障指示器的主芯片连接，射频通信模块的输出端与主站服务器连接，其特征在于，所述的射频通信模块包括带有SPI总线的控制芯片、电源模块、射频通讯芯片，所述的控制芯片与主芯片双向通讯连接，所述的射频通讯芯片通过SPI总线的接口与控制芯片双向通讯连接，所述的电源模块与控制芯片连接。

所述的射频通信模块的外部设有金属屏蔽罩。

所述的SPI总线的接口包括状态寄存器、射频通讯芯片配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器。

所述的射频通信模块还包括可提供3.3V～5V线性稳压的稳压器，该稳压器与电源模块连接。

所述的射频通信模块还包括复位芯片，该复位芯片与控制芯片连接。

一种如权利要求1所述的配电网线路故障指示器用的射频通信模块的应用，其特征在于，该应用包括以下步骤：1)控制芯片的I/O、UART、SPI及射频通讯芯片配置寄存器初始化；2)射频通讯芯片判断是否完成对主控芯片发送的一帧信息的接收，如果判断为是则进行步骤3)，否则进行步骤7)；3)射频通讯芯片根据信息的帧标志完成参数和功能配置；4)控制芯片向射频通讯芯片写地址和数据；5)射频通讯芯片设置成发射模式，并向主站服务器发送信息；6)结束发送，并返回步骤2)；7)判断数据是否准备好，如果判断为是则进行步骤8)，否则返回步骤2)；8)从SPI读数据，置低DR和AM引脚，将接收到的有效数据帧发送后台，转到步骤2)。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、具有功耗低、自组网和通信距离长的特点；

2、通过本发明可以实现故障指示器在有限的电能供应情况下具有超过10年的使用寿命和超过1000米的有效通信距离，并通过自组网方式，利用网络中的冗余节点，保证了故障指示器的通讯可靠性；

3、解决了10kV配电线路电子式故障指示器存在的使用寿命短，安装过于密集，通信可靠性差的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种配电网线路故障指示器用的射频通信模块，与故障指示器的主芯片4连接，该射频通信模块包括带有SPI总线的控制芯片2、电源模块3、射频通讯芯片1、可提供3.3V～5V线性稳压的稳压器7、复位芯片6。控制芯片2与主芯片4双向通讯连接，射频通讯芯片1通过SPI总线的接口与控制芯片2双向通讯连接，电源模块3与控制芯片2连接。稳压器7与电源模块3连接。复位芯片6与控制芯片2连接。

控制芯片选用微功耗芯片SIF921，该控制芯片具有标准SPI总线，方便与主芯片进行串口通信，且具有2路外接串口，可实现与故障指示器主芯片的数据交互；

射频通讯芯片采用SI4432微功耗射频通信芯片，该芯片技术成熟，用户接口友好，便于进行二次开发，特别是自定义路由和工作频率，更适合用于故障指示器这种基于级联通信方式的设备；

电源模块具有独立电源管理功能，工作电压1.9V～3.6V，从而保证电压波动对于通信模块的影响最小；