一种230MHz电力专网用场强测试装置的制作方法

本实用新型涉及信息采集领域，尤其涉及一种应用于230MHz电力专网的场强测试装置，该装置可用于用电信息采集系统建设，涵盖了信道选择、终端通信故障诊断、终端施工安装、信道环境评估等功能，实现了对230MHz电力专网的无线专网通信建设、维护的全流程服务。

背景技术：

自从电力设备的各个用户的用电信息采集系统实施以来，其中的230MHz电力专网的无线通信方案是负荷控制远距离传送的一项重要技术。随着该终端的开通、运行和维护，经常需要专业设备如场强仪来测试当前信号场强，监听所处的场强环境和信号失真情况，判断不同频点的信号大小，以此优化运维和服务工作，提升工作质量。

现有技术下的场强仪均来自进口，而近年来由于国外场强仪相关的公司的业务变更，场强仪产品不再是主流产品而日益减少，仅有的一些场强仪还仅是电视场强业务的产品，这些280kHz带宽产品根本不能胜任230MHz专网特有的25kHz窄带信道的通信测试要求，从而造成近年来场强测试越来越弱，给专网系统的管理和安全运行带来了不良影响。

故现在迫切需要一种新型的可应用于230MHz电力专网的场强测试装置，能覆盖230M无线专网频带的同时，还需要多种功能且便于携带。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种230MHz电力专网用场强测试装置，该装置针对现有产品的问题，通过充分分析230M无线专网通信的特点，从使用频带、分辨率带宽、测试动态范围、信号调制解调、最佳天线方位确认、信道监测等方面进行针对性设计，提出了针对性的解决方案，使得本实用新型更加贴合230M无线专网运维的实际需求，更好的服务电力系统的运维工作。

本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置，其具体结构如下所述：

一种230MHz电力专网用场强测试装置，包括一中空的装置壳体，其特征在于：

所述的装置壳体内设置有射频处理模块、GPS模块、电子罗盘模块、人机交互模块、处理器模块、调制解调模块和电源管理模块；

所述的射频处理模块设置在处理器模块的左上位置，该射频处理模块处理信号的流向，其具体为，将射频处理模块接收的特定频率信号的场强和解调数据送入处理器模块；

射频处理模块是本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置的核心模块，用于全设备的射频信号处理，射频处理模块由接收通道和发射通道构成。接收通道由预衰减器、前置放大器、接收本振、接收混频器、中频滤波器、功率检测模块、鉴频模块，音频放大模块构成。预衰减器由处理器模块控制，选择合适的衰减量，可以有效保护射频通道，同时提供跟更高的动态范围。前置放大器，由于弱信号的放大，使得信号满足接收混频器的输入功率范围要求。接收本振用于产生接收本振信号，由处理器模块控制本振频率，接收本振信号送入接收混频器。接收混频器接收前置放大器和接收本振的输入信号，混频后送入中频滤波器，中频滤波器用于滤除带外信号，输出中频信号，送入功率检测和鉴频模块。功率检测模块用于中频信号功率检测，生成场强功率信息。鉴频模块通过鉴频器生成音频信号。音频放大模块用于音频放大，驱动扬声器发声。发射通道由发射本振、调制模块、射频放大模块构成。发射本振由处理器模块控制，用于生成当前频道所需的射频信号。调制模块将由调制解调模块生成的基带信号和射频信号进行调制。射频放大模块用于输出射频的功率放大，使得输出功率满足设计要求。

所述的GPS模块设置在处理器模块的上方，该GPS模块将需测试设备的经纬信息输出至处理器模块；

GPS模块用于本测试装置的当前经纬信息定位和时间信息校准。其通过接收GPS卫星定位信息，计算出并输出设备当前经纬信息。通过设备当前的经纬信息和预先输入的基站电台的经纬信息计算出直线距离和最佳天线方向信息。

所述的电子罗盘模块设置在处理器模块的右侧，该电子罗盘模块将地磁信号的强度数值输出至处理器模块；

电子罗盘模块用于本测试装置绝对方向信息。其通过测量地磁通过测试设备的磁通量，判断设备的方向信息。配合GPS模块获取的理论最佳天线方向，修正当前电台的天线方向。

所述的调制解调模块设置在处理器模块的左侧，该调制解调模块将处理器模块输出的基带信号调制后输出至射频处理模块；

调制解调模块用于解调射频处理模块输出的基带信号和生成特定调制的制式的基带信号。其采用软件无线电技术，通过高速采样后进行信号特征分析，进行信号解调，使用高速DA生成调制基带信号。能够适应8-level CPFSK、4level CPFSK和MSK调制制式。

所述的处理器模块设置在装置壳体内的中部位置，该处理器模块将射频处理模块、GPS模块、电子罗盘模块和调制解调模块输入的信号处理后，再送入设置在处理器模块下方的人机交互模块进行显示操作；

处理器模块用于本测试装置全部信号和流程控制。其采用STM32F103系列ARM处理器，工作频率80MHz，可以满足频率快速扫描和液晶显示屏场强信息快速更新的需求，其内置USB模块用于设备和外界进行数据交互。

而人机交互模块用于测试信息的输出和控制信息的输入，主要由液晶显示屏、矩阵键盘、扬声器构成。其特征为：显示屏采用3.5寸、65536色、640*480分辨率、背光亮度可调。键盘采用5*5矩阵键盘。显示和键盘由处理器模块控制。扬声器采用8欧姆/0.5W，有音频放大输出模块驱动。

所述的电源管理模块设置在处理器模块的左下位置，电源管理模块将输入的电源进行恒压恒流处理后对设置在电源管理模块内的电池进行充电，电源管理模块对电池的电能进行稳压整理后送入射频处理模块、GPS模块、电子罗盘模块、人机交互模块、处理器模块和调制解调模块，对这些模块供电。

电源管理模块采用USB接口输入电源。

电源管理模块用于设备的供电管理。其采用锂离子电池供电，通过USB接口为设备充电。由电池模块、充电管理模块和电压转换电路构成。充电管理模块主要用于充电电压和电流控制，以及充电压和电池电压监测。电压转换电路用于将电池电压转换为系统工作所用的3.3V电压，选用低压差的线性稳压模式。

使用本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置获得了如下有益效果：

1.本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置，能同时具备信道场强指示、频谱分析、信号解调、天线方位确认、信道长期监测等功能；

2.本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置，其便携式设置能方便地覆盖230M无线专网频带，适用于信道选择、终端通信故障诊断、终端施工安装、信道环境评估等多方面需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置的具体结构示意图；

图2为本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置的射频处理模块的工作流程图。

图中：1-装置壳体，2-射频处理模块，3-GPS模块，4-电子罗盘模块，5-人机交互模块，6-处理器模块，7-调制解调模块，8-电源管理模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置做进一步的描述。

实施例

如图1所示，一种230MHz电力专网用场强测试装置，包括一中空的装置壳体1，该装置壳体内设置有射频处理模块2、GPS模块3、电子罗盘模块4、人机交互模块5、处理器模块6、调制解调模块7和电源管理模块8；

射频处理模块2设置在处理器模块6的左上位置，该射频处理模块处理信号的流向，其具体为，将射频处理模块接收的特定频率信号的场强和解调数据送入处理器模块；

射频处理模块是本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置的核心模块，用于全设备的射频信号处理，射频处理模块由接收通道和发射通道构成。接收通道由预衰减器、前置放大器、接收本振、接收混频器、中频滤波器、功率检测模块、鉴频模块，音频放大模块构成。预衰减器由处理器模块控制，选择合适的衰减量，可以有效保护射频通道，同时提供跟更高的动态范围。前置放大器，由于弱信号的放大，使得信号满足接收混频器的输入功率范围要求。接收本振用于产生接收本振信号，由处理器模块控制本振频率，接收本振信号送入接收混频器。接收混频器接收前置放大器和接收本振的输入信号，混频后送入中频滤波器，中频滤波器用于滤除带外信号，输出中频信号，送入功率检测和鉴频模块。功率检测模块用于中频信号功率检测，生成场强功率信息。鉴频模块通过鉴频器生成音频信号。音频放大模块用于音频放大，驱动扬声器发声。发射通道由发射本振、调制模块、射频放大模块构成。发射本振由处理器模块控制，用于生成当前频道所需的射频信号。调制模块将由调制解调模块生成的基带信号和射频信号进行调制。射频放大模块用于输出射频的功率放大，使得输出功率满足设计要求(具体可参考图2所示)。

GPS模块3设置在处理器模块6的上方，该GPS模块将需测试设备的经纬信息输出至处理器模块；

GPS模块用于本测试装置的当前经纬信息定位和时间信息校准。其通过接收GPS卫星定位信息，计算出并输出设备当前经纬信息。通过设备当前的经纬信息和预先输入的基站电台的经纬信息计算出直线距离和最佳天线方向信息。

电子罗盘模块4设置在处理器模块6的右侧，该电子罗盘模块将地磁信号的强度数值输出至处理器模块；

电子罗盘模块用于本测试装置绝对方向信息。其通过测量地磁通过测试设备的磁通量，判断设备的方向信息。配合GPS模块获取的理论最佳天线方向，修正当前电台的天线方向。

调制解调模块7设置在处理器模块6的左侧，该调制解调模块将处理器模块输出的基带信号调制后输出至射频处理模块；

调制解调模块用于解调射频处理模块输出的基带信号和生成特定调制的制式的基带信号。其采用软件无线电技术，通过高速采样后进行信号特征分析，进行信号解调，使用高速DA生成调制基带信号。能够适应8-level CPFSK、4level CPFSK和MSK调制制式。

处理器模块6设置在装置壳体1内的中部位置，该处理器模块将射频处理模块、GPS模块、电子罗盘模块和调制解调模块输入的信号处理后，再送入设置在处理器模块下方的人机交互模块5进行显示操作；

处理器模块用于本测试装置全部信号和流程控制。其采用STM32F103系列ARM处理器，工作频率80MHz，可以满足频率快速扫描和液晶显示屏场强信息快速更新的需求，其内置USB模块用于设备和外界进行数据交互。

而人机交互模块用于测试信息的输出和控制信息的输入，主要由液晶显示屏、矩阵键盘、扬声器构成。其特征为：显示屏采用3.5寸、65536色、640*480分辨率、背光亮度可调。键盘采用5*5矩阵键盘。显示和键盘由处理器模块控制。扬声器采用8欧姆/0.5W，有音频放大输出模块驱动。

电源管理模块8设置在处理器模块的左下位置，电源管理模块将输入的电源进行恒压恒流处理后对设置在电源管理模块内的电池进行充电，电源管理模块对电池的电能进行稳压整理后送入射频处理模块、GPS模块、电子罗盘模块、人机交互模块、处理器模块和调制解调模块，对这些模块供电。

电源管理模块采用USB接口输入电源。

电源管理模块用于设备的供电管理。其采用锂离子电池供电，通过USB接口为设备充电。由电池模块、充电管理模块和电压转换电路构成。充电管理模块主要用于充电电压和电流控制，以及充电压和电池电压监测。电压转换电路用于将电池电压转换为系统工作所用的3.3V电压，选用低压差的线性稳压模式。

本实用新型的一种230MHz电力专网用场强测试装置，能同时具备信道场强指示、频谱分析、信号解调、天线方位确认、信道长期监测等功能；且本实用新型的便携式设置能方便地覆盖230M无线专网频带，适用于信道选择、终端通信故障诊断、终端施工安装、信道环境评估等多方面领域。