自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】實(shí)用新型提供自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置，該裝置的核心特點(diǎn)之一在于該裝置可以根據(jù)工作環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量狀況在GPRS網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)之間自動(dòng)切換。該特點(diǎn)可以保證終端的通訊質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)終端模塊的功耗最低化，滿(mǎn)足終端的低功耗高可靠性要求。該裝置包括：管理其他模塊并負(fù)責(zé)切換網(wǎng)絡(luò)的核心控制模塊、為其他模塊供電的電源模塊、與GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的GPRS通訊模塊、與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的ZigBee通訊模塊、與現(xiàn)場(chǎng)采集或控制設(shè)備通訊的串口通訊模塊，所述電源模塊與其他模塊之間串接有快速熔斷器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線通訊裝置，具體地說(shuō)是一種自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通 訊裝置。 自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有應(yīng)用中，GPRS因?yàn)榭梢灾苯永靡苿?dòng)運(yùn)營(yíng)商架設(shè)的通訊網(wǎng)絡(luò)，較容易實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)距離通訊；而ZigBee的低功耗、自組織和免協(xié)議專(zhuān)利費(fèi)的特性，適合現(xiàn)場(chǎng)多結(jié)點(diǎn)的短距 離通訊；二者相結(jié)合，以ZigBee單模塊通訊裝置作為終端節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)組成局域網(wǎng)進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)短距離通訊，GPRS作為中心節(jié)點(diǎn)將ZigBee局域網(wǎng)傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)距離上位機(jī)進(jìn) 行收發(fā)通訊。這種模式對(duì)于終端易于維護(hù)的場(chǎng)合較為適用，但是難以勝任一些關(guān)鍵領(lǐng)域的 遠(yuǎn)距離監(jiān)控應(yīng)用（例如風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等）。這些領(lǐng)域的監(jiān)控對(duì)終端的通訊可靠性和 低維護(hù)頻次要求很高，現(xiàn)有的ZigBee單模塊通訊裝置因功耗低可以減少電池更換次數(shù)以 降低維護(hù)頻次，但ZigBee模塊一旦失效，可能導(dǎo)致整個(gè)ZigBee單模塊通訊裝置與上位機(jī)的 通訊失效，難以保證其通訊可靠性。
[0003] 有鑒于此，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種能改善上述缺失的融合GPRS、ZigBee雙通訊 模塊的自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置，該設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)采 集或控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互及協(xié)議轉(zhuǎn)換，并與GRPS及ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互及協(xié) 議轉(zhuǎn)換?？朔F(xiàn)有ZigBee單模塊通訊裝置的缺點(diǎn)和不足，在ZigBee通訊失效時(shí)，仍然能夠 保證通訊裝置能夠與上位機(jī)進(jìn)行通訊，在ZigBee通訊恢復(fù)時(shí)，能夠切換到ZigBee網(wǎng)絡(luò)保持 低功耗運(yùn)行；為了保證安全，還能進(jìn)快速熔斷。
[0005] 為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供了自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置，包括 具有管理功能并負(fù)責(zé)切換網(wǎng)絡(luò)的核心控制模塊、與現(xiàn)場(chǎng)采集或控制設(shè)備通訊的串口通訊模 塊、與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的ZigBee通訊模塊、與GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的GPRS通 訊模塊；所述串口通訊模塊與核心控制模塊相互連接，所述ZigBee通訊模塊和GPRS通訊模 塊分別連接于核心控制模塊；另外還包括有電源模塊，該電源模塊分別連接核心控制模塊、 串口通訊模塊、ZigBee通訊模塊、GPRS通訊模塊，并且為他們提供電力；所述ZigBee通訊 模塊、GPRS通訊模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量由核心控制模塊控制二者進(jìn)行自動(dòng)切換；所述電源 模塊集內(nèi)置電池與外部供電于一體；所述電源模塊與其他模塊之間串接有快速熔斷器，快 速熔斷器包括熔管、設(shè)于熔管兩端的銅帽和觸刀以及設(shè)于熔管內(nèi)的熔體，銅帽分別罩設(shè)于 熔管的兩端，觸刀分別與兩銅帽的外側(cè)面相連接，熔體包括復(fù)數(shù)個(gè)銀片，每個(gè)銀片上平行設(shè) 有復(fù)數(shù)列斷口，每列斷口內(nèi)的縱向開(kāi)有相等數(shù)量的通孔；上述每列斷口的兩邊部分別呈半 矩形結(jié)構(gòu)，通孔為矩形孔；在每個(gè)銀片一端斷口的內(nèi)側(cè)縱向焊接有一錫橋。
[0006] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型在集成ZigBee模塊的通訊裝置的基礎(chǔ)上，增加 GPRS 模塊，并實(shí)現(xiàn)兩種模塊的自適應(yīng)雙向切換?？梢愿鶕?jù)工作環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量狀況在 GRPS網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)之間自動(dòng)切換。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)可靠的情況下，自動(dòng)關(guān)閉GPRS模塊 并自動(dòng)選擇ZigBee線路，充分利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)的低功耗特性；在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中斷的情況 下，自動(dòng)啟動(dòng)GPRS模塊，保證通訊正常。該裝置同時(shí)具備低功耗和網(wǎng)絡(luò)高可靠性的特性。
[0007] 設(shè)置錫橋，用以產(chǎn)生冶金效應(yīng)，當(dāng)銀片的溫度上升到錫橋的熔點(diǎn)時(shí)，錫橋立即發(fā)生 熔化，從而可促進(jìn)銀片的熔斷，這樣有利于熔體在較低過(guò)載時(shí)的快速熔斷，可使電路較低的 過(guò)載也能得到保護(hù)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本實(shí)用新型自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0009] 圖2為熔斷器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖3為圖2所示熔斷器的銀片結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，配合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下，然而附圖僅提供參 考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖，本實(shí)用新型的自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊 裝置，包括具有管理功能并負(fù)責(zé)切換網(wǎng)絡(luò)的核心控制模塊，該模塊的功能主要在于協(xié)調(diào)控 制其他模塊的運(yùn)行，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量并切換網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置其他模塊的運(yùn)行參數(shù)、壓縮與解壓 縮數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、定時(shí)控制等；
[0013] 與現(xiàn)場(chǎng)采集或控制設(shè)備通訊的串口通訊模塊；與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的 ZigBee通訊模塊；與GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的GPRS通訊模塊；所述串口通訊模塊與核心 控制模塊相互連接，所述ZigBee通訊模塊和GPRS通訊模塊分別連接于核心控制模塊；另外 還包括有電源模塊，該電源模塊分別連接核心控制模塊、串口通訊模塊、ZigBee通訊模塊、 GPRS通訊模塊，并且為他們提供電力。所述電源模塊集內(nèi)置電池與外部供電于一體。
[0014] 所述ZigBee通訊模塊、GPRS通訊模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量由核心控制模塊控制二 者進(jìn)行自動(dòng)切換。
[0015] 核心控制模塊選用了美國(guó)德州儀器（TI)推出的MSP430系列單片機(jī)，它是一種16 位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（RISC)的混合信號(hào)處理器。GPRS通訊模塊選用了西門(mén)子的 MC35i GSM/GPRS雙模模塊，它采用緊湊型設(shè)計(jì)，為用戶(hù)提供了簡(jiǎn)單，內(nèi)嵌式的無(wú)線GPRS模 塊連接。ZigBee通訊模塊選用了 Chipcon As公司推出的符合2. 4GHz IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn) 的射頻收發(fā)器CC2420,該芯片具有成本低、功耗小，適合使用電池進(jìn)行供電等特點(diǎn)。
[0016] 核心控制模塊的控制程序啟動(dòng)后的工作流程如下：
[0017] (1)首先啟動(dòng)Zigbee通訊模塊；
[0018] (2)之后核心控制模塊與Zigbee模塊進(jìn)行通訊以獲取Zigbee網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通狀況；
[0019] (3)如果可以連通且通訊質(zhì)量良好，則選用Zigbee網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行通訊；
[0020] (4)如果不可以連通或者聯(lián)通質(zhì)量不佳，則啟動(dòng)GPRS通訊模塊；
[0021] (5)在與上位機(jī)進(jìn)行工況數(shù)據(jù)的通訊的同時(shí)，將Zigbee網(wǎng)絡(luò)故障上傳給上位機(jī)， 上位機(jī)可以據(jù)此記錄該信息，以便讓專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)獲知并排除Zigbee網(wǎng)絡(luò)故障；
[0022] (6)此外，核心控制模塊還會(huì)在選擇GPRS通訊模塊之后，定時(shí)檢查Zigbee網(wǎng)絡(luò)恢 復(fù)情況；
[0023] (7)如果檢測(cè)到Zigbee網(wǎng)絡(luò)正常，將會(huì)關(guān)閉GPRS通訊模塊，選擇Zigbee線路，以 獲得更長(zhǎng)的電池使用時(shí)間，保證裝置的可用。
[0024] 核心控制模塊在選擇了 Zigbee線路的正常運(yùn)行階段也會(huì)輪詢(xún)檢測(cè)Zigbee線路， 如果通訊質(zhì)量不佳，將切換到GPRS線路以保證通訊質(zhì)量。Zigbee線路質(zhì)量的輪詢(xún)檢測(cè)與自 動(dòng)切換能夠?qū)崿F(xiàn)該裝置無(wú)線通訊的高可用性，實(shí)現(xiàn)雙通訊線路的冗余備份。
[0025] 本實(shí)用新型的裝置可用于風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)場(chǎng)即遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，檢測(cè)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 震動(dòng)、溫度等傳感信息，之后通過(guò)Zigbee子網(wǎng)連接到GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)，或者在Zigbee子網(wǎng)不 正常時(shí)，直接連接到GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)，將傳感信息發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的上位機(jī)。
[0026] 如圖2和3所示，電源模塊與其他模塊之間設(shè)有熔斷器，所述熔斷器為快速熔斷 器，包括熔管31、設(shè)于熔管31兩端的銅帽311和觸刀32以及設(shè)于熔管31內(nèi)的熔體、石英砂 等，銅帽311分別罩設(shè)于熔管31的兩端，觸刀32分別與兩銅帽311的外側(cè)面相連接。熔體 包括數(shù)個(gè)銀片33,每個(gè)銀片33上平行設(shè)有數(shù)列斷口 331，每列斷口 331內(nèi)的縱向開(kāi)有相等 數(shù)量的通孔。上述每列斷口 331的兩邊部分別呈半矩形結(jié)構(gòu)，通孔為矩形孔332。銀片33 的數(shù)量為一個(gè)或?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置的兩個(gè)，并且銀片33兩端分別與銅帽311內(nèi)壁相連接。銀片其斷 口 331數(shù)量為三個(gè)，每個(gè)斷口 331內(nèi)縱向開(kāi)有一個(gè)矩形孔332,該熔斷器的體積較小，其總 長(zhǎng)度即兩觸刀之間的長(zhǎng)度為5(T52mm，而熔管31的直徑只有18_。在此需要說(shuō)明的是，傳 統(tǒng)的快速熔斷器的熔體一般僅采用銀質(zhì)材料制作，并取變截面狀，使其狹頸部分取較高的 電流密度，以達(dá)到快速分?jǐn)嗟男Ч?。而本?shí)用新型中的快速熔斷器為了更好的降低該銀片 33的熔化溫度，提高其低倍過(guò)載的保護(hù)性能，因此還在每個(gè)銀片33 -端斷口 331的內(nèi)側(cè)縱 向焊接有一錫橋34,用以產(chǎn)生冶金效應(yīng)，當(dāng)銀片33的溫度上升到錫橋34的熔點(diǎn)時(shí)，錫橋34 立即發(fā)生熔化，從而可促進(jìn)銀片33的熔斷，這樣有利于熔體在較低過(guò)載時(shí)的快速熔斷，可 使電路較低的過(guò)載也能得到保護(hù)。
[0027] 另外，由于銀片33的通孔采用了矩形孔332,便于銀片沖孔模的制作，可降低加工 難度以及成本。而且在觸刀32上分別還設(shè)有一用于螺栓連接的U型開(kāi)口，可通過(guò)螺栓方便 連接在電路里。
[0028] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，其 他運(yùn)用本實(shí)用新型的專(zhuān)利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.自適應(yīng)雙向自動(dòng)切換無(wú)線通訊裝置，其特征在于：包括具有管理功能并負(fù)責(zé)切換網(wǎng) 絡(luò)的核心控制模塊、與現(xiàn)場(chǎng)采集或控制設(shè)備通訊的串口通訊模塊、與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā) 通訊的ZigBee通訊模塊、與GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收發(fā)通訊的GPRS通訊模塊；所述串口通訊模塊 與核心控制模塊相互連接，所述ZigBee通訊模塊和GPRS通訊模塊分別連接于核心控制模 塊；另外還包括有電源模塊，該電源模塊分別連接核心控制模塊、串口通訊模塊、ZigBee通 訊模塊、GPRS通訊模塊，并且為他們提供電力；所述電源模塊集內(nèi)置電池與外部供電于一 體；所述電源模塊與其他模塊之間串接有快速熔斷器，快速熔斷器包括熔管、設(shè)于熔管兩端 的銅帽和觸刀以及設(shè)于熔管內(nèi)的熔體，銅帽分別罩設(shè)于熔管的兩端，觸刀分別與兩銅帽的 外側(cè)面相連接，熔體包括復(fù)數(shù)個(gè)銀片，每個(gè)銀片上平行設(shè)有復(fù)數(shù)列斷口，每列斷口內(nèi)的縱向 開(kāi)有相等數(shù)量的通孔；上述每列斷口的兩邊部分別呈半矩形結(jié)構(gòu)，通孔為矩形孔；在每個(gè) 銀片一端斷口的內(nèi)側(cè)縱向焊接有一錫橋。
【文檔編號(hào)】H04W36/36GK203896510SQ201420028127
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】李芳
申請(qǐng)人:重慶城市管理職業(yè)學(xué)院