CN103685262A

CN103685262A - 异构网络通信适配器

Info

Publication number: CN103685262A
Application number: CN201310662962.9A
Authority: CN
Inventors: 孙士学
Original assignee: KUNSHAN SHENGUANG ELECTRONIC MACHINERY PLANT
Current assignee: KUNSHAN SHENGUANG ELECTRONIC MACHINERY PLANT
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明提供了一种异构网络通信适配器，其包括：微处理器模块，包括MCU模块和程序存储模块；上行通讯模块，包括光纤以太网通信模块和标准以太网通信模块，实现适配器与管理中心的通信；下行通讯模块，包括电力线载波通信模块、2.4GHz无线模块、433MHz无线模块和RS485通信模块，实现了适配器与智能变电站设备或电表终端的数据交互；电源模块，为异构网络通信适配器硬件部分提供所需电源。与现有技术相比，本发明的异构网络通信适配器，通过微处理器进行相应的数据处理后可实现各个不同网络的信息互通。满足电力行业中的多网络接入需求。

Description

异构网络通信适配器

技术领域

本发明涉及网络适配器，尤其涉及一种异构网络通信适配器。

背景技术

电力产业作为国家发展的命脉产业之一，构建以清洁、安全、自愈、经济、互动为特征的智能化电网具有重要意义。智能电网是采用先进的电力设备、信息技术和控制技术，具有高自动化水平的高效率电网。智能电网可分为发电、输电、变电、配电、用户、调度和通信。其中配电与用户环节处于配电网层次，具体功能均需要配电网范围的通信系统进行支持。

因此，通信系统的建立是迈向智能电网的第一步电力通信网是电网二次系统的重要组成部分，承担了电网中保护、调度、营销数据等信息的远程传输，保障了电网的安全正常运行。电力通信网可分为电力通信主干网和终端接入网。电力通信主干网承载了输电线保护安稳业务、输电网调度业务及数据业务和作为配电通信网的远程传输通道。终端接入通信网主要承载配电网自动化业务和用电信息采集业务。是电力通信网最靠近用户的部分。在以往的电力网络中，发电、输电、配电和最终用户都是相对独立的通信体系，在发生情况时难以相互通信以协调各方面的资源。因此，建立一个深入千家万户的、高速的、集成的、可靠的双向通信网络是实现智能电网的基础。但目前电力运行环境的日趋复杂、电力体制改革的不断前进，电力市场的逐步形成，现有的电力设备存在亟待更新、能源利用率低、电能质量差、用户与电网公司交互作用少等诸多问题。

因此，有必要提供一种面向智能电网的异构网络通信适配器来解决上述问题。

发明内容

本发明涉及一种面向智能电网的异构网络通信适配器。

为达到上述发明目的，本发明提供了一种异构网络通信适配器，包括：微处理器模块，包括 MCU 模块和程序存储模块；上行通讯模块，包括光纤以太网通信模块和标准以太网通信模块，实现适配器与管理中心的通信；下行通讯模块，包括电力线载波通信模块、2.4 GHz 无线模块、433 MHz 无线模块和RS485通信模块，实现了适配器与智能变电站设备或电表终端的数据交互；电源模块，为异构网络通信适配器硬件部分提供所需电源。

如权利要求1所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述程序存储模块为一片内 SRAM，其可用于影像应用软件或存储数据。

作为本发明的进一步改进，在所述SRAM工作时，禁止外部数据存储器的运行。

作为本发明的进一步改进，所述上行通讯模块，与一数据管理中心通信，所述数据管理中心通过以太网接口与所述适配器进行数据包的双向交互。

作为本发明的进一步改进，所述异构网络通信适配器具有自己特有的 IP 地址，支持 ARP 寻址。

作为本发明的进一步改进，所述上行通讯模块包括一电通讯接口以及一光通讯接口。

作为本发明的进一步改进，所述下行通讯模块负责异构网络通信适配器与智能变电站设备或电表终端的通信，包括低压电力线载波通信、2.4 GHz 无线通信、433 MHz 无线通信和 RS485通信。

作为本发明的进一步改进，所述管理中心可以根据智能变电站设备和电表终端具有的通信功能选择其中相应的通信方式。

与现有技术相比，本发明所提供的异构网络通信适配器，通过微处理器进行相应的数据处理后可实现各个不同网络的信息互通。满足电力行业中的多网络接入需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的异构网络通信适配器之硬件结构示意图；

图2为本发明之以太网接口数据处理流程图。

其中，附图标记为：

微处理器部分，10；上行通信部分，20；下行通信部分，30；电源模块，40；光纤以太网接口，21；RJ45标准以太网接口，22。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1所示，微处理器部分包括CPU 模块和程序存储模块。片内 FLASH闪存可用于影像应用软件或存储数据，在最小系统功耗下得到最高性能。为了使功耗最小，用户可在加载内部 FLASH 以后禁止外部非易失性存储器。

上行通信模块20负责异构网络通信适配器与管理中心的通信，即以太网通信，包括光纤以太网接口21和 RJ45标准以太网接口22，管理中心通过以太网接口与适配器进行数据包的双向交互。每个异构网络通信适配器具有自己特有的 IP地址，支持 ARP 寻址。光纤通信具有可靠性高、抗干扰能力强、中继距离长、传输容量大等优点，是未来智能电网建设中的主流通信方式。电接口部分在 PHY 层控制器与 RJ-45 间使用隔离变压器增强信号和增强抗干扰能力。光接口部分21提供 125 MBd 的光纤通道，其速率为 100Mb/s，最远传输距离达 2 km，采用 3.3 V 电源供电，而 VT6103F 实际采用的也是 LVPECL 接口，两者之间的连接采用直流耦合方式。

下行通信模块30负责异构网络通信适配器与智能变电站设备或电表终端的通信，包括低压电力线载波通信32、2.4 GHz 无线通信、433 MHz 无线通信32和 RS485通信33。管理中心可以根据智能变电站设备和电表终端具有的通信功能选择其中相应的通信方式。

低压电力线载波模块32收到异构网络通信适配器发送的数据帧后将数字信号转化成模拟信号，并使用现有输电线路作为载波信号的传输媒介，发送给电力设备。同样，将收到的电力设备回复的模拟信号转化为数字信号发送给异构网络通信适配器。

适配器还具有 RS485 串行通讯接口33。RS485 接口33接收到适配器发送的数据，以差动方式发送出去；接收数据时，以差动的方式接收外部数据，并通过串口发送给适配器，RS485 通信只需要一对双绞线，发送电路须由微控制器使能信号加以控制。

电源模块4是整个是配器的供电模块，此为本领域的习知技术，在此不做赘述。

异构网络通信适配器的数据交换部分是S1，收到上行的数据包；S2，将收到的数据包发送给CPU 处理；S3，CPU对数据包解析判断是否需要进行不同网络间的协议转换；如果需要转换，则进入S4，判断是否需要将转换后的数据包发送给下行通信接口；如果需要，则进入S5，CPU 通过调度管理将需要转发的数据包发送给对应的下行通信接口，异构网络通信适配器对两个网卡接收到的数据进行相同的处理。异构网络通信适配器以太网接口数据接收处理流程图如图 2 所示。

对于异构网络通信适配器电力线载波接口、短距离无线通信接口、RS485 通信接口接收数据的处理流程，类似于以太网接口接收数据的处理流程，送CU 处理判断是否进行相应的协议转换，并将转化后的数据帧发送给上行以太网通信接口。

本发明所提供的种应用于智能电网的异构网络通信适配器，能够准确实现多种通信接口信息交互，并具有很好的实时性和可靠性，满足电力系统中对通信网络设备的应用要求。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神。所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种异构网络通信适配器，其特征在于，微处理器模块，包括 MCU 模块和程序存储模块；上行通讯模块，包括光纤以太网通信模块和标准以太网通信模块，实现适配器与管理中心的通信；下行通讯模块，包括电力线载波通信模块、2.4 GHz 无线模块、433 MHz 无线模块和RS485通信模块，实现了适配器与智能变电站设备或电表终端的数据交互；电源模块，为异构网络通信适配器硬件部分提供所需电源。

2.如权利要求1所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述程序存储模块为一片内 SRAM，其可用于影像应用软件或存储数据。

3.如权利要求2所述的异构网络通信适配器，其特征在于，在所述SRAM工作时，禁止外部数据存储器的运行。

4.如权利要求3所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述上行通讯模块，与一数据管理中心通信，所述数据管理中心通过以太网接口与所述适配器进行数据包的双向交互。

5.如权利要求4所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述异构网络通信适配器具有自己特有的 IP 地址，支持 ARP 寻址。

6.如权利要求5所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述上行通讯模块包括一电通讯接口以及一光通讯接口。

7.如权利要求6所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述下行通讯模块负责异构网络通信适配器与智能变电站设备或电表终端的通信，包括低压电力线载波通信、2.4 GHz 无线通信、433 MHz 无线通信和 RS485通信。

8.如权利要求7所述的异构网络通信适配器，其特征在于，所述管理中心可以根据智能变电站设备和电表终端具有的通信功能选择其中相应的通信方式。