[实用新型]无线表通信模块

说明书

技术领域

本实用新型属于无线表技术领域，具体涉及无线表通信模块。

背景技术

目前市场上使用FSK、GFSK等调制技术作为短距离无线组网抄表的表较多，存在接收灵敏度不高，通信距离短、抗干扰能力弱等问题。

无线表由电池供电，要求功耗低，目前多采取选用低功耗的元器件以降低功耗，没有从电路设计、工作模式等因素考虑；传统的阀门驱动电路采用专用的电机驱动芯片或者四个三极管组成的H桥电路，静态电流偏大，输入与输出电压有压差大，驱动电路自身存在功率损耗。现有无线水表的电池实际使用时间不够长。

阀门状态检测电路通过读取阀门的到位开关状态以及开关时长来控制阀门的转动与停止，如果位置开关故障，或者电机卡死，存在长时间过流或短路情况，有可能损坏电路或者消耗电池大量的电能。

无线阀控水表由电池供电，功能单元与接口较多，使用器件较多，要求电源本身以及各功能单元、接口等的静态功耗要尽量低，除了选择超低功耗的器件外，在供电模式上应该有所改进：无线通信模块大部分时间处于休眠状态，即只有主控单元与无线收发单元需要长期供电，因此，需要有一个电源总开关控制其它功能单元的供电，以便充分节省电能。

市场上使用的表类型多，接口与通信协议各异，将现有的各种接口的有线表接入到无线网络，急需解决的是提供一种多接口兼容的无线表通信模块。

另外，在工作模式方面，一般采用休眠周期为1秒，每秒间隔唤醒接收无线信号，如果收不到信号则继续休眠。这种模式的优点是发送方发送的唤醒前导码时长只需1秒，传输速率相对较快；缺点是：唤醒频率相对较快，且通过接收的方式检测信号的时间相对较长，这样，整体耗电相对较大。鉴于此，需要一种新的工作模式在不降低传输速率的情况下，可以降低唤醒频率(延长唤醒周期)，同时还可以降低检测无线信号的时间。即降低整体功耗的同时，还不影响传输速率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供的无线表通信模块，实现了超长距离扩频通信、抗干扰性强、能最大限度降低电流消耗，电路结构简单，电路不易损坏。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案如下：

无线表通信模块，包括主控单元、电源单元、无线收发单元、阀门驱动单元、串口转换单元，电源单元、无线收发单元、阀门驱动单元、串口转换单元，均连接主控单元，所述的无线收发单元采用Lora扩频调制模式，电源单元包括超低静态功耗的LDO稳压电路、电源、升压电路及升压电路前置的下行电源总开关电路，LDO稳压电路、下行电源开关电路连接电源、下行电源开关电路连接升压电路，LDO稳压电路、升压电路连接主控单元，阀门驱动单元包括低静态功耗的阀门电机驱动电路、方向信号电路、阀门状态检测电路、阀门过流保护电路，阀门电机驱动电路、方向信号电路、阀门状态检测电路、阀门过流保护电路均连接主控单元，串口转换包括RS485接口、Mini-Bus接口、PC-TTL接口、Meter-TTL接口、4-20mA接口，本通信模块具有功耗低、灵敏度高、抗干扰能力强等特点，提供多种接口，兼容多种类型接口的表单元(水表、电表、气表等)，接口之间无干扰，无线表通信模块电路结构简单，功耗低，电路不易损坏，采用LORA扩频调制技术，灵敏度超过-148dBm，射频功率最高可达+20dBm；实现了超长距离扩频通信、抗干扰性强、能最大限度降低电流消耗，解决了传统解决方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。

进一步的，所述的电源为3.6V电池，所述的LDO稳压电路为3.3V LDO稳压电路，3.3V LDO稳压电路由XC6206三端稳压器、两个47Uf钽电容组成，提供稳定的3.3V电压，为主控单元供电，3.3V LDO稳压电路选择XC6206三端稳压器，效率达95％以上，静态电流低于1uA，3.3V LDO稳压电路输入端连接3.6V电池，其输出端连接主控单元，下行电源总开关电路由两个MOS管组成，下行电源开关电路输入端连接3.6V电池，其输出端连接主控单元、升压电路，受主控单元控制，为12V升压电路、阀门驱动单元、以及RS485、Mini-Bus、4-20mA等接口电路供电，即无线阀控水表待机时，彻底关闭下行电源，充分节省电能，升压电路为3.6Vto12V升压电路，升压电路输出端连接主控单元，3.6Vto12V升压电路由TPS61040升压芯片构成，效率达95％以上。