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

背景技術(shù)：

在電力配電自動化設(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)光二極管等實現(xiàn)人機交互。由于安裝環(huán)境、安全條件等原因，部分電力控制自動化設(shè)備不易實現(xiàn)人員近距或開箱維護，為實現(xiàn)對設(shè)備的有效巡檢和維護，需要一種用于電力配電自動化設(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)實現(xiàn)要素：

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

為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

提供一種用于配電自動化設(shè)備的無線通信裝置，其包括配電自動化設(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。

本實用新型的有益效果為：

1、本實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，不需要開箱操作即可實現(xiàn)與電力配電自動化設(shè)備的快速安全的數(shù)據(jù)通信。

2、本實用新型安裝方便，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化設(shè)備，有效降低使用成本。

3、本實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配電自動化設(shè)備主控制器的功能占用，減小本裝置對原有配電自動化設(shè)備的影響。

4、本實用新型的無線通信模塊在未使用時處于禁止?fàn)顟B(tài)，防止黑客破解的同時，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。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實用新型，但應(yīng)該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術(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，一切利用本實用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。

如圖1所示，該用于配電自動化設(shè)備的無線通信裝置包括配電自動化設(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，發(fā)射或接收射頻無線信號。近距耦合通信控制芯片需由第一微控制器進行設(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；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，發(fā)射或接收射頻無線信號。無線通信控制芯片負責(zé)無線通信所需的信號調(diào)制、發(fā)送與接收事宜。第二微控制器控制通過運行TCP/IP協(xié)議棧以及802.11協(xié)議棧實現(xiàn)無線通信，并通過串口實現(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)本實用新型未工作時，無線通信模塊處于禁止工作狀態(tài)，電力配電自動化設(shè)備的主控制器運用隨機方法動態(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態(tài)更換；當(dāng)上位機嘗試與近距耦合通信模塊進行通信時，上位機首先需要驗證預(yù)設(shè)的公鑰內(nèi)容與長度，若公鑰驗證的失敗次數(shù)大于預(yù)設(shè)的安全次數(shù)，則需要間隔一段時間才能進行公鑰驗證，其中間隔時間與公鑰驗證的安全次數(shù)均可事先預(yù)定；若在安全次數(shù)內(nèi)驗證成功，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；同時，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，主控制器對無線通信模塊進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此時可以連接無線通信模塊，并通過無線通信模塊與配電自動化設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信。

本實用新型利用配電自動化設(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)部的微控制器實現(xiàn)對通信業(yè)務(wù)的管理，減少了對配電自動化設(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化設(shè)備內(nèi)部的主控制器。

綜上所述，本實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，本實用新型解決了電力自動化設(shè)備因安裝環(huán)境與條件不便人為直接操作、進行數(shù)據(jù)通信的難題，并可根據(jù)實際環(huán)境靈活部署。