用电信息采集终端的远程通信装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种用电信息采集终端的远程通信装置。

背景技术：

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源之一，为人们的生产和生活带来了无尽的便利。

用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集终端；其可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。因此，用电信息采集终端已经广泛应用于现有的电网之中，发挥着巨大的作用。

现有的用电信息采集终端及其远程通信装置的功能模块图如图1所示：其上行通信（与主站通信）已经在大量采用4G远程通信模块；4G远程通信模块相比于传统的2G GPRS数据通信，具有更大的带宽和更高的速率，非常适合大数据远程通信，其通信速率最高可达150Mbps，而GPRS网络支持的理论最高通信速率只为171.2kbps，因此4G通信速率远远大于2G GPRS通信速率。

而目前广泛使用的2G GPRS通信或4G远程通信的用电信息采集终端，其与终端（如电能表）进行通信和数据交互均是采用UART串口通信，但是UART串口波特率一般为38400bps或115200bps，与4G无线通信速率相比是很低的，因此4G远程通信模块的上行通信整体通信速率本质上还是跟2G GPRS是一样的，并没有任何区别，其与采集终端的下行通信速率仍然很低，通信速率只是提高了通信模块与主站之间上行通信。因此，4G通信的大带宽和高通信速率的优点并没有在目前普遍使用的4G远程通信模块体现出来。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种上下行通信传输速率均较快、而且传输稳定可靠的用电信息采集终端的远程通信装置。

本实用新型提供的这种用电信息采集终端的远程通信装置，包括远程通信接口模块、电源管理电路、模块控制电路、USB升级接口、4G模块、SIM卡接口电路、天线接口电路和天线，还包括USB转换电路；远程通信接口模块为所述远程通信装置和终端的连接接口，电源管理电路与远程通信模块接口连接、取电并供电；模块控制电路从远程通信接口模块接收终端发送的控制命令并下发4G模块；USB转换电路连接在远程通信接口模块与4G模块之间，4G模块还连接SIM卡接口电路，并通过天线接口电路连接天线；4G模块用于通过USB转换电路以USB通信方式从终端获取数据，在通过SIM卡接口电路读取SIM卡信息后，将数据通过天线接口电路和天线上传主站或者4G模块通过天线接口电路和天线获取主站下发的命令，并通过USB转换电路和远程通信接口模块下发终端。

所述的用电信息采集终端的远程通信装置还包括LED显示电路；LED显示电路与4G模块连接，用于显示所述4G模块的工作状态。

所述的USB转换电路为由型号为USB2514Bi的USB高速HUB控制芯片构成的USB转换电路。

所述的4G模块为由型号为N710的4G通信模块构成的电路。

所述的电源管理电路为由型号为LP38501TJ的低压差稳压器构成的电源电路。

所述的模块控制电路包括开关机电路和复位电路；开关机电路从终端获取开关机信号并上传给4G模块；复位电路从终端获取复位信号并上传4G模块。

本实用新型提供的这种用电信息采集终端的远程通信装置，通过USB转换电路从终端获取数据，并通过4G模块上传数据给主站，因此本实用新型提供的这种用电信息采集终端的远程通信装置，能够以USB通信协议的方式快速从终端获取数据并以4G方式上传主站，真正实现了终端数据的快速上传，而且上下行通信传输速率均较快，传输稳定可靠。

附图说明

图1为现有的用电信息采集终端及其远程通信装置的功能模块图。

图2为本实用新型的用电信息采集终端及其远程通信装置的功能模块图。

图3为本实用新型的4G模块的电路原理图。

图4为本实用新型的USB转换电路的电路原理图。

图5为本实用新型的电源管理电路的电路原理图。

图6为本实用新型的开关机电路的电路原理图。

图7为本实用新型的复位电路的电路原理图。

具体实施方式

如图2所示为本实用新型的用电信息采集终端及其远程通信装置的功能模块图：本实用新型提供的这种用电信息采集终端的远程通信装置，包括远程通信接口模块、电源管理电路、模块控制电路、USB升级接口、4G模块、SIM卡接口电路、天线接口电路、天线、USB转换电路和LED显示电路；远程通信接口模块为所述远程通信装置和终端的连接接口，电源管理电路与远程通信模块接口连接、取电并供电；模块控制电路从远程通信接口模块接收终端发送的控制命令并下发4G模块；USB转换电路连接在远程通信接口模块与4G模块之间，4G模块还连接SIM卡接口电路，并通过天线接口电路连接天线；4G模块用于通过USB转换电路以USB通信方式从终端获取数据，在通过SIM卡接口电路读取SIM卡信息后，将数据通过天线接口电路和天线上传主站或者4G模块通过天线接口电路和天线获取主站下发的命令，并通过USB转换电路和远程通信接口模块下发终端；LED显示电路与4G模块连接，用于显示所述4G模块的工作状态。

如图3所示为本实用新型的4G模块的电路原理图：4G模块为由型号为N710的4G通信模块构成的电路；模块的1脚、16脚和20脚直接接地；模块的17~19引脚均连接4V电源；芯片的22~25号引脚为SIM卡信息获取引脚，连接到SIM卡接口电路；芯片的34和35引脚连接USB转换电路，用于获取终端的数据或者通过USB转换电路下发命令给终端；芯片的37号引脚为复位引脚，连接复位电路并获取复位信号；芯片的38号引脚为开关机信号引脚，用于获取开关机电路的信号并对4G模块进行开机或关断；芯片的58号引脚则连接天线接口电路。

如图4所示为本实用新型的USB转换电路的电路原理图：USB转换电路为由型号为USB2514Bi的USB高速HUB控制芯片构成的USB转换电路；芯片的27脚连接电源引脚；芯片的26号引脚为复位引脚，为低电平有效，因此脚26号引脚通过上拉电阻R18直接连接电源正极；芯片的32和33号引脚为晶振引脚，直接连接晶振电路（晶振XL1、电容C10和C12）；芯片的23号、15号、5号、10号、29号和36号引脚均直接连接电源正极，也通过各自的滤波电容（C11、C13、C14、C17~C20）接地；芯片的3脚和4脚为USB通信引脚，连接4G模块并传输数据；芯片的1脚和2脚同样为USB通信引脚，其连接USB升级接口，用于外部通过USB升级接口对用电信息采集终端进行升级；芯片的30和31号引脚同样为USB通信电路，其与终端连接，采用USB通信的方式获取终端数据，或者将命令下发终端。

如图5所示为本实用新型的电源管理电路的电路原理图：电源管理电路为由型号为LP38501TJ的低压差稳压器构成的电源电路；稳压器芯片用于将终端提供的5V电源V5P0_GPRS转换为 4V电源V4P0，输出V4P0电源用于给N710模块供电，V4P0输出储能电容采用了一个1000uf的电解电容，可以提高电源瞬间大电流续流能力，V4P0输出端还采用了1个5V规格的双向TVS管（V7），提高电源的瞬态过压抑制能力，电源管理电路的另一端与远程通信模块接口的21脚PCTRL信号连接，PCTRL信号用于控制使能LP38501电源芯片，其中反馈电阻R7和R8阻值分别为56K和10K，将芯片的输出电压进行采样并反馈回芯片。

如图6所示为本实用新型的开关机电路的电路原理图：V4P0上电后，给4G模块D3的38脚PWRKEY一个600ms以上的低电平即可触发模块开机；在模块开机状态下，给4G通信模组D3的38脚PWRKEY输入一个至少3s的低电平脉冲即可触发模块关机，其开关机电路主要由一个PNP三极管和一个电阻组成；终端输出的信号通过作为开关管的三极管形成开关机信号。

如图7所示为本实用新型的复位电路的电路原理图：模块复位电路用于复位4G模块，4G模块如存在死机等工作异常时，可以给4G模块D3的37脚RESET信号一个至少600ms以上的低电平脉冲，即可触发模块复位，其电路主要由一个PNP三极管、一个电阻和电容组成；终端输出的RST信号通过限流电阻R10和三极管V5后形成复位信号，电容C6为滤波电容。