CN107770747A - 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统 - Google Patents

一种基于lte技术的变电站机器人及其系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107770747A
CN107770747A CN201711022865.8A CN201711022865A CN107770747A CN 107770747 A CN107770747 A CN 107770747A CN 201711022865 A CN201711022865 A CN 201711022865A CN 107770747 A CN107770747 A CN 107770747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
moving body
lte
transformer substation
lte technologies
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711022865.8A
Other languages
English (en)
Inventor
赵永柱
杨储华
张可心
易永辉
时谊
崔路
陶永健
贺军
李峰
沈鸿彦
席亚克
常亮
周游
李馨懿
王晨
魏小锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xuji Group Co Ltd, XJ Electric Co Ltd, State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd filed Critical Xuji Group Co Ltd
Priority to CN201711022865.8A priority Critical patent/CN107770747A/zh
Publication of CN107770747A publication Critical patent/CN107770747A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication

Abstract

本发明涉及一种基于LTE技术的变电站机器人及其系统，具体包括机器人移动体和基站，所述机器人移动体用于在变电站现场执行所述基站发来的相应指令，还将所采集的数据发回所述基站，机器人移动体和基站均采用基于LTE技术的无线通信模块，所述基站通过LTE无线网向所述机器人移动体下达控制指令和接收移动体的数据流。采用基于LTE技术的第四代移动技术的机器人通信系统，具有高抗干扰性和双向鉴权的数据身份认证功能，完全解决了变电站电磁运行环境适应性和高可靠网络通信安全性的问题。

Description

一种基于LTE技术的变电站机器人及其系统
技术领域
本发明涉及一种基于LTE技术的变电站机器人及其系统，属于变电站安全技术领域。
背景技术
为提高变电站的智能运维水平，目前正在逐步推广使用机器人对站内设备进行无死角的图像和状态监测，并将数据送到监控后台。机器人巡检既安全又高效，解决了目前运维人员紧缺的难题。但目前的机器人通信系统采用WiFi技术实现移动体和基站的通信，变电站内包含很多高压一次设备形成很强的干扰磁场，WiFi没有跨频段抗干扰性的防护技术措施。同时，WiFi存在弱口令访问和端口镜像等安全隐患，导致WiFi技术通信的安全性很低，无法满足变电站信息通信安全要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于LTE技术的变电站机器人及其系统，用以解决基于WiFi的变电站巡检机器人易受干扰且安全性差的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
本发明的一种基于LTE技术的变电站机器人系统，包括机器人移动体和变电站监控系统，所述机器人移动体用于在变电站现场移动、执行相应指令，还将所采集的数据通过无线网络发回所述变电站监控系统，所述机器人移动体包括机器人LTE无线通信模块，所述变电站监控系统包括监控系统LTE无线通信模块，所述无线网络为LTE无线网络。
进一步的，所述变电站监控系统通过LTE无线网络向所述机器人移动体下达控制指令。
进一步的，所述机器人LTE无线通信模块包括无线CPE模块。
进一步的，所述机器人移动体还包括遥控接收器，用于与遥控器无线通讯连接。
进一步的，所述机器人移动体还包括交换机。
本发明的一种基于LTE技术的变电站机器人，所述机器人移动体包括机器人LTE无线通信模块，所述机器人移动体通过LTE无线网向变电站监控系统上传所采集的数据。
进一步的，所述机器人移动体通过LTE无线网接收控制基站下达的控制指令。
进一步的，所述机器人LTE无线通信模块包括无线CPE模块。
进一步的，所述机器人移动体还包括遥控接收器，用于与遥控器无线通讯连接。
进一步的，所述机器人无线通信模块还包括交换机。
本发明的有益效果为：
目前以4G为代表的LTE技术已经成熟，尤其在抗电磁干扰、数据通信身份认证和加解密方面具有很大优势，非常适合应用在变电站运行环境，因此采用LTE技术作为变电站内机器人通信系统，是非常好的选择。
采用基于LTE技术的第四代移动技术的机器人通信系统，具有高抗干扰性和双向鉴权的数据身份认证功能，完全解决了变电站电磁运行环境适应性和高可靠网络通信安全性的问题。
附图说明
图1是变电站巡检机器人移动体结构图；
图2是机器人移动体网络架构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明的变电站机器人系统：由机器人移动体和变电站监控系统组成。
如图1所示的变电站机器人移动体是整个变电站机器人系统的移动载体和信息采集控制载体，主要包括移动车体、移动体控制中枢、移动体运动控制系统和通信系统。移动体运动控制系统包括:左驱动电机、右驱动电机、转向电机；所述左驱动电机、右驱动电机以及转向驱动电机通过电机控制线连接所述移动体控制中枢。通信系统包括：交换机、无线CPE模块、GRS定位模块；所述无线CPE模块上搭载天线，用于接收指令和发送数据，所述无线CPE模块通过RJ-45双绞线连接所述交换机，所述交换机还通过RJ-45双绞线连接所述GPS定位模块与所述移动体控制中枢，所述GPS定位模块通过串行控制线连接所述移动体控制中枢。车体上还搭载可见光图像摄像机、红外图像摄像机、CCD图像传感器、超指向拾音器、视频服务器、云台解码器、遥控接收器、激光雷达、超声传感器等电子设备；所述视频服务器通过RJ-45双绞线连接所述交换机，所述视频服务器通过音视频连接线连接所述图像传感器，所述图像传感器、云台解码器、遥控接收器、激光雷达、超声传感器通过串行控制线连接所述移动体控制中枢，所述超指向拾音器通过音视频连接线连接所述移动体控制中枢。
如图2所示，机器人移动体与基站之间通过LTE无线网络连接。机器人移动体的视频采集信号或其他图像音频信号以及机器人移动体控制系统信息等数据汇集到所述交换机后，经无线CPE模块上传到变电站eLTE-U基站，所述基站再通过eSE业务引擎接入本地变电站机器人移动体监控系统，通过连接到电力系统局域网上的计算机可根据访间权限实时测览变电站机器人移动体采集到的可见光和红外视频图像以及机器人本身运行情况等相关信息，并且可以控制机器人移动体的运动控制及检测系统完成变电站设备外观图像和温度信息的采集和处理。
本发明的基于LTE技术的变电站机器人系统的工作流程为：
机器人移动体运行后向网络侧发起附着，并和网络侧进行双向鉴权，鉴权成功后接入网络。eSE为机器人移动体分配上下文及ID。由于主站平台基于IP通信，而LTE通信方案是非IP的，因此eSE需要支持IP代理功能。eSE建立机器人移动体ID和IP的映射关系，对于从主站平台发送的下行报文，eSE需要转换为对应的机器人移动体ID，并转发到机器人移动体处理；对于从机器人移动体发送的上行报文，eSE需要封装为IP包，并转发到主站平台。
eSE上电后与主站间通过TCP/IP建立通信连接，后续通过IP路由方式进行上下行业务。
主站系统根据系统配置定期向机器人移动体发起查询业务，eSE收到下行业务后，根据IP地址跟终端ID的映射完成机器人移动体寻址。完成机器人移动体寻址后，eSE为下行数据添加Novel头，并通过BSCI协议发送到对应的基站。基站收到下行数据后解析BSCI协议，确认机器人移动体后通过空口协议发送到机器人移动体。
机器人移动体根据主站下发命令或者自身上报，生成上报数据，并添加Novel头发送至所述基站，所述基站通过BSCI协议完成向eSE转发，eSE完成Novel协议解析后根据目的IP完成路由寻址，并将数据发送中主站系统。
LTE通信具备抗电磁干扰特性。LTE是一个基于OFDM技术的系统，OFDM技术的原理是将高速数据分成并行的低速数据，然后在一组正交的子载波上传输。通过在每个OFDM符号中加入保护时间，只要保护时间大于多径时延，则一个符号的多径分量就不会干扰相邻符号，这样可以消除符号间干扰(ISI)。为了保证子载波之间的正交性，OFDM符号可以在保护时间内发送循环前缀(CP)。CP是将OFDM符号尾部的信号搬移到头部构成的，这样就可保证每个子载波的完整性，进而保证其正交性，就不会造成子载波间的干扰。
LTE通信具备更高的安全防护特性。LTE通信系统提供双向无线鉴权，鉴权功能可以防止未经授权的用户使用网络，提高系统安全性。用户也可以使用鉴权功能防止接入到未知网络，避免可能的安全隐患。除了支持LTE协议规定的鉴权和加密机制外，还可以在终端内嵌客户的加解密单元，可以方便的进行特定行业加密算法应用开发，以保证安全可靠的保密通信业务。支持语音，短信，彩信的端到端硬加密，加密算法客户可替换。
LTE通信具备更大的接入容量、更短的传输延时。LTE是一种专门为移动高宽带应用而设计的无线通信标准，引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出)等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率(20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps)，并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延(<50MS),也降低了网络部署和维护成本。

Claims (10)

1.一种基于LTE技术的变电站机器人系统，包括机器人移动体和变电站监控系统，所述机器人移动体用于在变电站现场移动、执行相应指令，还将所采集的数据通过无线网络发回所述变电站监控系统，其特征在于，所述机器人移动体包括机器人LTE无线通信模块，所述变电站监控系统包括监控系统LTE无线通信模块，所述无线网络为LTE无线网络。
2.根据权利要求1所述的一种基于LTE技术的变电站机器人系统，其特征在于，所述变电站监控系统通过LTE无线网络向所述机器人移动体下达控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种基于LTE技术的变电站机器人系统，其特征在于，所述机器人LTE无线通信模块包括无线CPE模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于LTE技术的变电站机器人系统，其特征在于，所述机器人移动体还包括遥控接收器，用于与遥控器无线通讯连接。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于LTE技术的变电站机器人系统，其特征在于，所述机器人移动体还包括交换机。
6.一种基于LTE技术的变电站机器人，其特征在于，所述机器人移动体包括机器人LTE无线通信模块，所述机器人移动体通过LTE无线网向变电站监控系统上传所采集的数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于LTE技术的变电站机器人，其特征在于，所述机器人移动体通过LTE无线网接收控制基站下达的控制指令。
8.根据权利要求6所述的一种基于LTE技术的变电站机器人，其特征在于，所述机器人LTE无线通信模块包括无线CPE模块。
9.根据权利要求6所述的一种基于LTE技术的变电站机器人，其特征在于，所述机器人移动体还包括遥控接收器，用于与遥控器无线通讯连接。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的一种基于LTE技术的变电站机器人，其特征在于，所述机器人无线通信模块还包括交换机。
CN201711022865.8A 2017-10-26 2017-10-26 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统 Pending CN107770747A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711022865.8A CN107770747A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711022865.8A CN107770747A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107770747A true CN107770747A (zh) 2018-03-06

Family

ID=61271824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711022865.8A Pending CN107770747A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107770747A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108810068A (zh) * 2018-03-23 2018-11-13 国网上海市电力公司 一种高压变配电站远程扫地系统
CN109348507A (zh) * 2018-11-28 2019-02-15 无为华塑矿业有限公司 一种基于eLTE无线网的管理系统
CN109353202A (zh) * 2018-09-04 2019-02-19 南京理工大学 一种变电站巡检机器人的移动底盘及移动方法
CN112073927A (zh) * 2020-08-11 2020-12-11 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种基于eLTE和GPON的生态网络系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202167775U (zh) * 2011-07-30 2012-03-14 山东电力研究院 基于移动通信技术的变电站巡检机器人远程数据采集系统
CN103718511A (zh) * 2013-04-28 2014-04-09 华为技术有限公司 一种机器人信息上报的方法、装置及系统
CN203859585U (zh) * 2014-05-04 2014-10-01 西安工程大学 智能变电站一次设备运行状态自动巡检机器人
US20150190927A1 (en) * 2012-12-21 2015-07-09 Crosswing Inc. Customizable robotic system
CN105576833A (zh) * 2016-01-22 2016-05-11 国家电网公司 一种适用于变电站倒闸操作远程监护的移动机器人系统
CN106412847A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 国家电网公司客户服务中心南方分中心 一种电力lte无线多业务承载网络通信系统构架方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202167775U (zh) * 2011-07-30 2012-03-14 山东电力研究院 基于移动通信技术的变电站巡检机器人远程数据采集系统
US20150190927A1 (en) * 2012-12-21 2015-07-09 Crosswing Inc. Customizable robotic system
CN103718511A (zh) * 2013-04-28 2014-04-09 华为技术有限公司 一种机器人信息上报的方法、装置及系统
CN203859585U (zh) * 2014-05-04 2014-10-01 西安工程大学 智能变电站一次设备运行状态自动巡检机器人
CN105576833A (zh) * 2016-01-22 2016-05-11 国家电网公司 一种适用于变电站倒闸操作远程监护的移动机器人系统
CN106412847A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 国家电网公司客户服务中心南方分中心 一种电力lte无线多业务承载网络通信系统构架方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108810068A (zh) * 2018-03-23 2018-11-13 国网上海市电力公司 一种高压变配电站远程扫地系统
CN108810068B (zh) * 2018-03-23 2021-01-19 国网上海市电力公司 一种高压变配电站远程扫地系统
CN109353202A (zh) * 2018-09-04 2019-02-19 南京理工大学 一种变电站巡检机器人的移动底盘及移动方法
CN109348507A (zh) * 2018-11-28 2019-02-15 无为华塑矿业有限公司 一种基于eLTE无线网的管理系统
CN112073927A (zh) * 2020-08-11 2020-12-11 北京华电天仁电力控制技术有限公司 一种基于eLTE和GPON的生态网络系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11190861B2 (en) Gateway apparatus and methods for wireless IoT (Internet of Things) services
Cheng et al. Wireless toward the era of intelligent vehicles
CN107770747A (zh) 一种基于lte技术的变电站机器人及其系统
CN104967595B (zh) 将设备在物联网平台进行注册的方法和装置
KR20210106000A (ko) 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이에 대한 장치
CN101248689A (zh) 通过cpri接口传输以太网分组
CN103168447A (zh) 无线网络的虚拟化方法和设备
CN202475474U (zh) 多网融合的智能家庭网关装置及系统
CN108092969A (zh) 变电站巡检机器人采集图像接入电力内网的系统及方法
Okumura et al. Recent activities of 5G experimental trials on massive MIMO technologies and 5G system trials toward new services creation
CN103167626A (zh) Wifi网络桥接器、基于wifi的通信方法及系统
CN109818943B (zh) 一种适用于低轨卫星物联网的认证方法
CN106348113A (zh) 一种基于物联网的电梯安全远程实时监控系统
WO2012136947A1 (en) Method for provisioning high speed wireless infrastructure
CN110401516A (zh) 一种被用于无线通信的第一节点、基站中的方法和装置
CN110266451A (zh) 一种被用于非授权频谱的用户设备、基站中的方法和装置
CN212343809U (zh) 一种边缘型蜂窝物联网专网系统
CN104065689A (zh) 宽带无线接入共享及广告方法
JP7441372B2 (ja) 無線通信システムにおいてｉａｂノードによるデータユニット処理方法及び装置
CN106788868A (zh) 信号屏蔽系统、信号屏蔽系统控制方法
CN101980485B (zh) 路由器和传输数据的方法
CN105591866A (zh) 共享wifi的方法及系统、家庭网关和无线局域网关
CN104066204B (zh) 双模基站下的数据回传系统
Lei et al. From 4G to 5G: Use cases and requirements
CN114930928A (zh) 为iab节点配置定时对齐的方法以及使用该方法的节点

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180306