CN107222276A - 一种用于电力lte230网络的多功能车载装置 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及电力系统通信技术领域，尤其涉及一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置。技术方案是：该车载装置包括微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元、干扰排查单元和服务器单元，微基站单元用于业务数据和控制数据的接收和发送，电表控制单元通过微基站直接或者间接向智能电表发送采集数据的控制指令，信号强度测试单元实时显示搭载车辆所处位置的信号强度，干扰排查单元对干扰信号进行实时测量，服务器单元控制各功能单元、处理数据和规划搭载车辆的行驶路径。本发明的有益效果是：在LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下实现智能抄表，同时测试信号强度和排查无线干扰信号，并在发生紧急事故时提供应急车载热点。

Description

一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置

技术领域

本发明涉及电力系统通信技术领域，尤其涉及一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置。

背景技术

智能电网是当今世界电力控制系统的发展方向与趋势，在配用电无线通信方面，我国主要采用公网通信，存在组网能力弱、实时性差、数据的安全性较差等缺点，随着建设智能电网时代的到来，建设电力无线专网符合电力系统的发展方向。无线通信技术中，我国拥有TD-LTE技术体系的知识产权，电力LTE230网络可以满足电力系统当前及未来一定时期的业务发展需求，未来还可以向5G演进，极具发展潜力。

中国专利公告号CN 105336145 A，公开日2016年2月17日，公开了一种无线智能表抄表系统，包括智能表、子网中继器、采集器、集中器和主站服务器。智能表采集智能表用户用量数据并发送；子网中继器转发抄读管理指令及智能表用户用量数据；采集器建立子网、收集智能表用户用量数据，并转发抄读管理指令；子网中继器对超短管理指令及智能表用量用户转发；集中器建立主网、收集智能表用户用量数据并转发抄读管理指令；主站服务器产生抄读管理指令并发送；接收智能表用户用量数据，并进行分析管理。本发明子网中继器能够在智能表数量庞大时，对智能表发送的智能表用户用量数据进行中继转发，有效解决了子网中相对于采集器较远的智能表所发送的智能表用户用量数据容易丢失的问题，具有系统可靠性强的优点。但是，该无线智能表抄表系统在LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下，无法实现智能抄表，本发明基于230MHz频段TD-LTE无线网络设计了一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，解决了LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下智能抄表的问题，同时可以实现信号强度测试和无线信号干扰排查的功能，并在发生紧急事故时提供应急车载式LTE230热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下无法实现智能抄表，同时可以实现信号强度测试和无线信号干扰排查的功能，并在发生紧急事故时提供应急车载式LTE230热点。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，包括微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元、干扰排查单元和服务器单元，其特征在于：所述的微基站单元，用于业务数据和控制数据的接收和发送；所述的电表控制单元，通过微基站直接或者间接向智能电表发送采集数据的控制指令，与微基站单元电连接；所述的信号强度测试单元，实时显示搭载车辆所处位置的信号强度，通过微基站将信号强度数据传输到核心网，与微基站单元电连接；所述的干扰排查单元，对干扰信号进行实时测量，通过微基站单元将干扰信号的频率和位置数据发送到核心网，与微基站单元电连接；所述的服务器单元，控制微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元和干扰排查单元，处理各单元的数据，规划搭载车辆的行驶路径。服务器单元是整个装置的数据运算和存储中心，微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元和干扰排查单元都受服务器单元控制，电表控制单元、信号强度测试单元和干扰排查单元都与微基站单元电连接，整个车载装置通过微基站单元与外界装置通信连接，外界装置包括各种电力终端和LTE基站，电力终端包括智能电表终端、配电自动化终端、Ⅰ型集中器终端、Ⅱ型集中器终端、负荷控制终端、配变监测终端和故障指示器终端。

作为优选，所述的电表控制单元通过微基站单元将智能电表采集数据的控制指令直接或者间接发送到智能电表终端，所述的智能电表终端在微基站信号覆盖范围之内；控制指令发出后，服务器单元会判断微基站是否与智能电表终端通信连通，如果判断为是时，通过微基站单元直接向智能电表终端直接发送采集数据的控制指令，如果判定为否时，电表控制单元通过智能电表终端所在位置的附近基站间接向智能电表终端发送采集数据的控制指令，这种间接发送指令是以区域基站为中继的，微基站先将控制指令传送到区域基站，然后通过区域基站把控制指令传送到智能电表终端，智能电表终端所采集的数据传输到区域基站，再通过区域基站把采集的数据传输到核心网中，完成流动抄表。这种流动抄表可以在LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下实现智能抄表，提高了智能抄表的可靠性。

作为优选，所述的微基站单元的信号覆盖范围是以搭载车辆为圆心800m为半径的圆形区域，作为应急车载式LTE230热点，在发生紧急事故时实现应急通信，对LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者信号干扰大的电力终端进行临时信号覆盖。当LTE230基站遇到火灾、台风、恐怖袭击等不可控因素时，会发生故障，可能使得部分区域LTE230网络瘫痪，使用本发明所提及的电力LTE230多功能车载装置作为应急车载式LTE230热点，可以灵活的解决此类问题，并可以为抢修提供视频、音频等信息资源。

作为优选，所述的信号强度测试单元测量电力LTE230网络覆盖区域的信号强度，评估LTE230网络的质量，信号强度数据为LTE230网络的优化提供参数。LTE230网络是一个不断优化的网络，本装置所测得的信号强度数据会为LTE网络优化提供参考数据，在流动抄表的过程中同时测量LTE230网络信号强度，最大化利用了本装置的资源，这些数据会实时上传电力系统数据库，为电力系统大数据分析提供可靠的数据资源。

作为优选，所述的干扰排查单元进行无线信号干扰排查，通过微基站单元对223～235MHz的信号进行扫描，侦测电力LTE230网络占用频率的干扰电波，从而确定干扰源的位置。由于搭载车辆是在整个电力LTE230网络覆盖范围内行驶，当干扰源出现时，服务器单元可以准确计算出干扰源的具体位置、频段位置和干扰信号强度，及时同时LTE基站调配其它频段资源来应对干扰，通知网络维护人员对干扰源进行清理和协调。

作为优选，所述的多功能车载装置在进行流动抄表、信号强度测试和无线信号干扰排查的作业前，服务器单元进行路径规划，规划的效果是使搭载车辆行驶过程中微基站单元信号覆盖范围扫过整个电力LTE230网络覆盖范围，并且当LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者有干扰信号区域时服务器单元会增加规划路径的密度。

作为优选，所述的搭载车辆行驶速度设定有限制，保证智能电表接入微基站信号，在通过住宅小区内外道路时行驶速度低于20km/h，在通过商业办公区内外道路时行驶速度低于30km/h，在通过工业区内外街道时行驶速度低于40km/h。服务器单元安装有北斗定位系统，可以准确获取搭载车辆的位置和速度信息，当搭载车辆超过不同区域的限定速度时，会提醒驾驶员降低车速。

作为优选，所述的搭载车辆后方100m内会跟随辅助车辆，辅助车辆的配置和搭载车辆相同，与搭载车辆协同工作，同时接收智能电表采集的数据，辅助车辆可以在搭载车辆遗漏智能电表采集的数据时进行补测，并与搭载车辆收集数据进行对比。辅助车辆作为容余配置来使用，其补测功能可以提高电表数据的采集成功率，其对比功能可以提高电表数据的采集准确率。

作为优选，所述的智能电表终端安装有电力系统嵌入式通信模块，当水表、暖表、气表上安装电力系统嵌入式通信模块，实现电表、水表、暖表和气表的四表数据采集。通过安装电力系统嵌入式通信模块会使得多种电表都可以接入LTE230网络，会显著提高整个网络的应用范围，降低采集数据的成本。

本发明的实质性效果是：本发明所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置可以实现LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下智能抄表，同时可以实现信号强度测试和无线信号干扰排查的功能，并在发生紧急事故时提供应急车载式LTE230热点。

附图说明

图1是本发明一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置示意图。

图2是本发明电表控制单元向智能电表传送采集数据的控制指令的流程图。

图中：1、微基站单元，2、电表控制单元，3、信号强度测试单元，4、干扰排查单元，5、服务器单元，6、搭载车辆。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例：

一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置示意图（参见附图1），包括微基站单元1，电表控制单元2，信号强度测试单元3，干扰排查单元4，服务器单元5，搭载车辆6。服务器单元5是整个装置的数据运算和存储中心，微基站单元1、电表控制单元2、信号强度测试单元3和干扰排查单元4都受服务器单元5控制，电表控制单元2、信号强度测试单元3和干扰排查单元4都与微基站单元1电连接，整个车载装置通过微基站单元1与外界装置通信连接，外界装置包括各种电力终端和LTE基站，电力终端包括智能电表终端、配电自动化终端、Ⅰ型集中器终端、Ⅱ型集中器终端、负荷控制终端、配变监测终端和故障指示器终端。外界装置还可以安装非电力终端，如路灯控制终端、应急音频终端、应急视频终端，这些非电力终端可以承担社会责任，在需要时为社会公共利益服务。

所述的电表控制单元2通过微基站单元1将智能电表采集数据的控制指令直接或者间接发送到智能电表终端，所述的智能电表终端在微基站信号覆盖范围之内；控制指令发出后，服务器单元5会判断微基站是否与智能电表终端通信连通，如果判断为是时，通过微基站单元1直接向智能电表终端直接发送采集数据的控制指令，如果判定为否时，电表控制单元2通过智能电表终端所在位置的附近基站间接向智能电表终端发送采集数据的控制指令，这种间接发送指令是以区域基站为中继的，微基站先将控制指令传送到区域基站，然后通过区域基站把控制指令传送到智能电表终端，智能电表终端所采集的数据传输到区域基站，再通过区域基站把采集的数据传输到核心网中，完成流动抄表。这种流动抄表可以在LTE230网络信号弱或者信号干扰严重的情况下实现智能抄表，提高了智能抄表的可靠性。

所述的微基站单元1的信号覆盖范围是以搭载车辆6为圆心800m为半径的圆形区域，作为应急车载式LTE230热点，在发生紧急事故时实现应急通信，对LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者信号干扰大的电力终端进行临时信号覆盖。当LTE230基站遇到火灾、台风、恐怖袭击等不可控因素时，会发生故障，可能使得部分区域LTE230网络瘫痪，使用本发明所提及的电力LTE230多功能车载装置作为应急车载式LTE230热点，可以灵活的解决此类问题，并可以为抢修提供视频、音频等信息资源。

所述的信号强度测试单元3测量电力LTE230网络覆盖区域的信号强度，评估LTE230网络的质量，信号强度数据为LTE230网络的优化提供参数。LTE230网络是一个不断优化的网络，本装置所测得的信号强度数据会为LTE网络优化提供参考数据，在流动抄表的过程中同时测量LTE230网络信号强度，最大化利用了本装置的资源，这些数据会实时上传电力系统数据库，为电力系统大数据分析提供可靠的数据资源。

所述的干扰排查单元4进行无线信号干扰排查，通过微基站单元1对223～235MHz的信号进行扫描，侦测电力LTE230网络占用频率的干扰电波，从而确定干扰源的位置。由于搭载车辆6是在整个电力LTE230网络覆盖范围内行驶，当干扰源出现时，服务器单元5可以准确计算出干扰源的具体位置、频段位置和干扰信号强度，及时同时LTE基站调配其它频段资源来应对干扰，通知网络维护人员对干扰源进行清理和协调。电力LTE230网络使用的频率资源为分散的频率点，很容易与其他网络的频率资源发生重合，重合后会造成信号失真严重，所以至少应该半个月进行一次无线干扰排查，也可以在流动抄表的同时进行干扰排查，提高该装置的设备利用率。遇到不能移除的干扰频率点，需要LTE基站规避此类频率点。遇到类似于工厂内高频热封口机工作时产生的全频段信号泄露的情况，应该在进行LTE网络优化时考虑这种情况，同时与工厂进行协调工作。

所述的多功能车载装置在进行流动抄表、信号强度测试和无线信号干扰排查的作业前，服务器单元5进行路径规划，规划的效果是使搭载车辆6行驶过程中微基站单元1信号覆盖范围扫过整个电力LTE230网络覆盖范围，并且当LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者有干扰信号区域时服务器单元5会增加规划路径的密度。路径规划时应该充分考虑到区域内的交通状况，避开交通流量高峰地域，服务器单元5接入交通系统车流量网，动态的规划搭载车辆6行驶路径。

所述的搭载车辆6行驶速度设定有限制，保证智能电表接入微基站信号，在通过住宅小区内外道路时行驶速度低于20km/h，在通过商业办公区内外道路时行驶速度低于30km/h，在通过工业区内外街道时行驶速度低于40km/h。服务器单元5安装有北斗定位系统，可以准确获取搭载车辆6的位置和速度信息，当搭载车辆6超过不同区域的限定速度时，会提醒驾驶员降低车速。

所述的搭载车辆6后方100m内会跟随辅助车辆，辅助车辆的配置和搭载车辆6相同，与搭载车辆6协同工作，同时接收智能电表采集的数据，辅助车辆可以在搭载车辆6遗漏智能电表采集的数据时进行补测，并与搭载车辆6收集数据进行对比。辅助车辆作为容余配置来使用，其补测功能可以提高电表数据的采集成功率，其对比功能可以提高电表数据的采集准确率。辅助车辆的补测和对比功能也可以由一辆搭载车辆6的重复测量来实现，当搭载车辆6行驶完一个小区后，再重复行驶该小区内路段，进行补测和对比测量。当有智能电表终端数据缺失时，服务器单元5会记录下这些终端，提醒辅助车辆进行补测，或者对此终端进行重复测量，或者安排人员进行人工抄表。

所述的智能电表终端安装有电力系统嵌入式通信模块，当水表、暖表、气表上安装电力系统嵌入式通信模块，实现电表、水表、暖表和气表的四表数据采集。通过安装电力系统嵌入式通信模块会使得多种电表都可以接入LTE230网络，会显著提高整个网络的应用范围，降低采集数据的成本。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，包括微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元、干扰排查单元和服务器单元，其特征在于：

所述的微基站单元，用于业务数据和控制数据的接收和发送；

所述的电表控制单元，通过微基站直接或者间接向智能电表发送采集数据的控制指令，与微基站单元电连接；

所述的信号强度测试单元，实时显示搭载车辆所处位置的信号强度，通过微基站将信号强度数据传输到核心网，与微基站单元电连接；

所述的干扰排查单元，对干扰信号进行实时测量，通过微基站单元将干扰信号的频率和位置数据发送到核心网，与微基站单元电连接；

所述的服务器单元，控制微基站单元、电表控制单元、信号强度测试单元和干扰排查单元，处理各单元的数据，规划搭载车辆的行驶路径。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的电表控制单元通过微基站单元将智能电表采集数据的控制指令直接或者间接发送到智能电表终端，所述的智能电表终端在微基站信号覆盖范围之内；控制指令发出后，服务器单元会判断微基站是否与智能电表终端通信连通，如果判断为是时，通过微基站单元直接向智能电表终端直接发送采集数据的控制指令，如果判定为否时，电表控制单元通过智能电表终端所在位置的附近基站间接向智能电表终端发送采集数据的控制指令，这种间接发送指令是以区域基站为中继的，微基站先将控制指令传送到区域基站，然后通过区域基站把控制指令传送到智能电表终端，智能电表终端所采集的数据传输到区域基站，再通过区域基站把采集的数据传输到核心网中，完成流动抄表。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的微基站单元的信号覆盖范围是以搭载车辆为圆心800m为半径的圆形区域，作为应急车载式LTE230热点，在发生紧急事故时实现应急通信，对LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者信号干扰大的电力终端进行临时信号覆盖。

4.根据权利要求1所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的信号强度测试单元测量电力LTE230网络覆盖区域的信号强度，评估LTE230网络的质量，信号强度数据为LTE230网络的优化提供参数。

5.根据权利要求1所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的干扰排查单元进行无线信号干扰排查，通过微基站单元对223～235MHz的信号进行扫描，侦测电力LTE230网络占用频率的干扰电波，从而确定干扰源的位置。

6.根据权利要求1所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的多功能车载装置在进行流动抄表、信号强度测试和无线信号干扰排查的作业前，服务器单元进行路径规划，规划的效果是使搭载车辆行驶过程中微基站单元信号覆盖范围扫过整个电力LTE230网络覆盖范围，并且当LTE230网络信号强度低于-110dBm的区域或者有干扰信号区域时服务器单元会增加规划路径的密度。

7.根据权利要求1或3或6所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的搭载车辆行驶速度设定有限制，保证智能电表接入微基站信号，在通过住宅小区内外道路时行驶速度低于20km/h，在通过商业办公区内外道路时行驶速度低于30km/h，在通过工业区内外街道时行驶速度低于40km/h。

8.根据权利要求7所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的搭载车辆后方100m内会跟随辅助车辆，辅助车辆的配置和搭载车辆相同，与搭载车辆协同工作，同时接收智能电表采集的数据，辅助车辆可以在搭载车辆遗漏智能电表采集的数据时进行补测，并与搭载车辆收集数据进行对比。

9.根据权利要求1或2所述的一种用于电力LTE230网络的多功能车载装置，其特征在于：所述的智能电表终端安装有电力系统嵌入式通信模块，当水表、暖表、气表上安装电力系统嵌入式通信模块，实现电表、水表、暖表和气表的四表数据采集。