CN110930685A - 一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器 - Google Patents

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余飞娅
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郝凤柱
董天强
欧新
张鸷
曾鹏
杨豫
张俊玮
赵云斌
王轶群
何毅
刘冰清
吴月家
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Abstract

本发明公开了一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，包括处理器、存储器和光纤收发模块，光纤收发模块设有塑料光纤接口，还包括LoRa收发模块，LoRa收发模块设有LoRa无线通信接口，光纤收发模块、LoRa收发模块、存储器分别与处理器连接。本发明通讯速率可达100Mbit/s，系统响应迅速，误码率全频段内小于10‑9，超稳定，只要线路不被破坏，永远畅通，信号传输线路是封闭的光通讯，任何时间任何地方都不受任何电磁骚扰影响，也不产生电磁骚扰。可组任意复杂网络结构，系统稳定性不受系统节点数多寡影响，系统内任一节点可主动发起命令和响应。具备城域网组网能力。通讯寿命长，维护简单，故障排除简单，批量应用成本更低，布线施工要求少，后期管理维护量小。

Description

一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器
技术领域
本发明涉及一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，属于光纤双模采集器技术领域。
背景技术
电能信息采集系统在国内已经有20余年的发展，目前主要的通讯手段有：RS-485有线技术、低压电力载波和无线双模通讯、宽带载波、短距离无线通讯。但这些通讯手段都存在一定的缺陷，低压电力载波通讯实时性稳定性不够，RS485总线通讯抗电磁干扰和抗雷击能力弱，短距离无线通讯易受天气变化影响和建筑物遮挡、宽带载波还没有大量的运行经验，稳定性有待证明。目前基于载波和微功率无线双模、宽带载波等集抄技术，能满足基本的抄收率指标要求，日均采集成功率勉强达标，但现有技术方案的通信能力已基本达到瓶颈，无法进一步升级支持真正的远程实时通信的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，包括处理器、存储器和光纤收发模块，光纤收发模块设有塑料光纤接口，还包括LoRa收发模块， LoRa收发模块设有LoRa无线通信接口，光纤收发模块、LoRa收发模块、存储器分别与处理器连接。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明塑料光纤收发模块具备数字脉冲调制可见光通讯，技术先进成熟，通讯速率可达100Mbit/s，系统响应迅速，误码率全频段内小于10-9，超稳定，只要线路不被破坏，永远畅通，信号传输线路是封闭的光通讯，任何时间任何地方都不受任何电磁骚扰影响，也不产生电磁骚扰。可组任意复杂网络结构，系统稳定性不受系统节点数多寡影响，系统内任一节点可主动发起命令和响应。具备城域网组网能力。通讯寿命10年以上，维护简单，可以轻松定位，肉眼可判，故障排除简单，批量应用成本更低，布线施工要求少，后期管理维护量小。调试简单，施工布线完毕即系统建设完毕。2.2mm2单/双芯塑料光纤，环保新型材料，规格简单，质轻，线材轻，布线劳动强度低，约束少，接线简单，可沿强电线路走线。
附图说明
图1是本发明的使用连接结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是故障定位流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例：如图1-图2所示，一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，包括处理器1、存储器2和光纤收发模块3，光纤收发模块3设有塑料光纤接口5，还包括LoRa收发模块4， LoRa收发模块4设有LoRa无线通信接口6，光纤收发模块3、LoRa收发模块4、存储器2分别与处理器1连接，其中，塑料光纤（POF）采用的纤芯材料为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，和石英光纤比，具有更好的环境适应性。塑料光纤收发模块具备数字脉冲调制可见光通讯，技术先进成熟，通讯速率可达100Mbit/s，系统响应迅速误码率全频段内小于10-9，超稳定，只要线路不被破坏，永远畅通，信号传输线路是封闭的光通讯，任何时间任何地方都不受任何电磁骚扰影响，也不产生电磁骚扰。可组任意复杂网络结构，系统稳定性不受系统节点数多寡影响，系统内任一节点可主动发起命令和响应。具备城域网组网能力。通讯寿命10年以上，维护简单，可以轻松定位，肉眼可判，故障排除简单，批量应用成本更低，布线施工要求少，后期管理维护量小。调试简单，施工布线完毕即系统建设完毕。2.2mm2单/双芯塑料光纤，环保新型材料，规格简单，质轻，线材轻，布线劳动强度低，约束少，接线简单，可沿强电线路走线。
本发明以具有塑料光纤接口与LoRa通信接口的塑料光纤双模采集器作为用户用电信息采集系统下行通道数据传输的设备。按照三层结构数据采集方式设计，集中器本地通信模块更换为具备塑料光纤通信功能的光纤本地通信模块，通过塑料光纤与塑料光纤双模采集器进行数据交互，同时，塑料光纤双模采集器可通过塑料光纤、RS485、LoRa无线三种通信方式与电表进行数据传输，实现高频数据采集，达到100%采集成功率与100%费控成功率。
塑料光纤双模采集器可应用于使用塑料光纤实现采集器与电表通信的全光台区，可应用与使用RS485实现采集器与电表的开环通信的半光台区，同时也可以用于使用LoRa无线通信的不方便布线的无线自组网台区，以及上述三种应用场景的复合方案台区：
（1）全光台区的塑料光纤采集方式：集中器到塑料光纤双模采集器、塑料光纤双模采集器到电表均使用塑料光纤作为通信方式的用电信息采集方案。更换集中器本地通信模块为塑料光纤集中器模块，更换电表模块为塑料光纤电表模块，以双芯闭环塑料光纤连接集中器和采集器，以单芯塑料光纤连接采集器和连接表箱所有电表；
（2）半光台区的塑料光纤采集方式：集中器到塑料光纤双模采集器使用塑料光纤作为通信方式；塑料光纤双模采集器到电表使用RS485为通信方式的用电信息采集方案。更换集中器本地通信模块为塑料光纤集中器模块，以双芯闭环塑料光纤连接集中器和采集器，以RS485线连接采集器和连接表箱所有电表；
（3）LoRa无线与塑料光纤的复合采集方式：集中器到塑料光纤双模采集器使用塑料光纤作为通信方式；塑料光纤双模采集器到电表使用LoRa无线为通信方式的用电信息采集方案。更换集中器本地通信模块为塑料光纤集中器模块，以双芯闭环塑料光纤连接集中器和采集器，以LoRa无线连接采集器和连接表箱所有电表。
双纤闭环的塑料光纤抄表系统，在任何一段光纤中断的情况下，不会影响抄表功能；但如果有两个故障点，则故障点之间的电表将形成孤岛，抄表会失败。为了保证集抄系统的稳定性，达到100%的抄表成功率，当第一个故障点出现时，系统需要立即定位故障，并及时通知运维人员进行维修。
集中器POF模块定期向两个光纤方向发送探测帧，轮流进行东发西收、西发东收，东发东收，西发西收的检测，综合四种模式的探测结果，可以对双纤闭环系统的状态进行实时了解，如有故障，则定位故障，并上报后台系统，故障检测流程如图3。
本发明的优点如下：
1.塑料光纤双模采集器、表模块具有自动中继功能，直接替代现有全载波和全无线技术方案，直接兼容已有集中器和电表，无需更换，理论上可以组成无限远系统网络；
2.支持两级塑料光纤的故障定位、电表档案自动生成纠错、主回路光纤支持单点失效保护（任意一点光纤失效，不影响抄表功能），次回路支持任意两点光纤连接的故障指示；
3.塑料光纤（POF）作为新型的数据传输介质，与石英光纤相比，具有较粗的芯径、受光角大、和良好的柔韧性等优点，所以连接方便，耦合效率高；同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，与双绞线相比，重量轻，无电磁干扰，带宽大，是最佳的短距离数据传输介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种基于光纤接口和LoRa接口的塑料光纤双模采集器，其特征在于：包括处理器、存储器和光纤收发模块，光纤收发模块设有塑料光纤接口，还包括LoRa收发模块， LoRa收发模块设有LoRa无线通信接口，光纤收发模块、LoRa收发模块、存储器分别与处理器连接。
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