CN111313934B - 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统 - Google Patents

一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111313934B
CN111313934B CN202010144585.XA CN202010144585A CN111313934B CN 111313934 B CN111313934 B CN 111313934B CN 202010144585 A CN202010144585 A CN 202010144585A CN 111313934 B CN111313934 B CN 111313934B
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication unit
main processor
carrier
wireless communication
concentrator
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.)
Active
Application number
CN202010144585.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111313934A (zh
Inventor
刘佳
刘丽斌
余永忠
徐键
黄富
杜浩东
陈洵
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.)
China Southern Power Grid Digital Grid Technology Guangdong Co ltd
Original Assignee
Southern Power Grid Digital Grid Research Institute 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 Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd filed Critical Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co Ltd
Priority to CN202010144585.XA priority Critical patent/CN111313934B/zh
Publication of CN111313934A publication Critical patent/CN111313934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111313934B publication Critical patent/CN111313934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/544—Setting up communications; Call and signalling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统，包括集中器和电表，所述集中器和电表通过电力线载波和无线通信双模通信进行电表信息采集；所述集中器包括集中器主处理器、第一本地通信单元和远程通信单元，所述电表包括电表主处理器和第二本地通信单元；所述集中器主处理器分别与所述第一本地通信单元和远程通信单元通过串口连接；所述电表主处理器和第二本地通信单元通过串口连接。本发明从系统结构整体设计角度，实现双模通信模块中电力线载波通信单元作为母板固定不变、无线通信单元作为子板灵活可换，从而缩短了不同宽带双模模块研发周期和生产成本。

Description

一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统
技术领域
本发明涉及短距离通信技术领域，特别涉及一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统。
背景技术
无论国家电网电力用户用电信息采集系统，还是南方电网低压集中抄表系统，最后一公里通信技术主要采用电力线载波通信技术。随着电网公司业务不断拓展，在于原有的系统功能基础上，扩展许多新的深化应用功能，如：高频采集、资产管理、相位识别、相序识别、户变关系识别、停电事件上报、多表集抄等。尤其是停电事件上报功能，可以实现当用户停电后，第一时间通知供电公司相关人员，供电企业就可以实现快速主动抢修，提高供电企业主动服务意识和服务质量。现有系统对于该功能停电后，电力线载波通信信道形成断路，无法可靠将停电事件上报上报，因此要另外一种通信技术进行补充，最好的方式就是采用无线通信。而多表集抄中的水表、燃气表不能通过交流电源供电，所以也不能采用电力线载波通信，最好的方式也是无线通信。短距离无线通信技术目前也有多种技术，如lora、zigbee、微功率无线，目前国网和南方电网都有自己的宽带载波技术标准或规范，但无线技术还没有完全标准化，所以要设计一种以宽带载波技术为主、可灵活可配各种无线通信技术的系统架构方案。
发明内容
本发明目的是为了解决现有技术中存在的问题，提出一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统。
本发明提出的一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统，包括：集中器和电表，所述集中器和电表通过电力线载波和无线通信双模通信进行电表信息采集；所述集中器包括集中器主处理器、第一本地通信单元和远程通信单元，所述电表包括电表主处理器和第二本地通信单元；所述集中器主处理器分别与所述第一本地通信单元和远程通信单元通过串口连接；所述电表主处理器和第二本地通信单元通过串口连接。
优选地，所述第一本地通信单元包括通过串口连接的第一载波通信单元和第一无线通信单元，所述集中器主处理器与所述第一载波通信单元连接。
优选地，所述第一载波通信单元被设置为所述第一本地通信单元中的母板，所述第一无线通信单元被设置为所述第一本地通信单元中的子板，所述第一载波通信单元用于将所述集中器主处理器和所述第一无线通信单元连接起来。
优选地，当所述集中器主处理器下发有效数据帧的指令后，所述第一载波通信单元将指令转发给所述第一无线通信单元；当所述第一无线通信单元上报有效帧指令时，所述第一载波通信单元将指令转发给所述集中器主处理器；当所述集中器主处理器下发无效数据帧指令时，所述第一载波通信单元直接处指令理不转发。
优选地，所述第二本地通信单元包括通过串口连接的第二载波通信单元和第二无线通信单元，所述电表主处理器与所述第二载波通信单元通过串口连接。
优选地，所述第二载波通信单元被设置为所述第二本地通信单元中的母板，所述第二无线通信单元被设置为所述第二本地通信单元中的子板，所述第二载波通信单元用于将所述电表主处理器和所述第二无线通信单元连接起来。
优选地，当从电力线信道上接收到的请求帧直接转发给所述电表主处理器；无线信道上接收到的请求帧由所述第二无线通信单元发送给所述第二载波通信单元，再由所述第二载波通信单元发送至所述电表主处理器；所述电表主处理器将返回的应答帧由所述第二载波通信单元转发至所述第二无线通信单元，同时所述电表主处理器将返回的应答帧发射到电力线信道；所述第二无线通信单元进行停电时间检测并将结果通过所述第二载波通信单元发送。
本发明的有益效果包括：根据本发明提供的方法，从系统结构整体设计角度，实现双模模块中电力线载波通信部分作为母板固定不变、无线通信模块作为子板灵活可换，缩短了基于不同无线方案的宽带双模通信模块研发周期和生产成本，提高了系统和产品的稳定性。
附图说明
图1为本发明用电信息采集系统或低压集中抄表系统本地通信架构示意图。
图2为本发明集中器(网关)系统架构工作原理示意图。
图3为本发明集中器(网关)本地通信单元(双模通信模块)3D结构效果图。
图4为本发明集中器(网关)本地通信单元中子板(无线模块)结构图。
图5为本发明集中器(网关)下发请求报文内部通信单元处理流程图。
图6为本发明集中器本地无线信道接收数据处理流程图。
图7为本发明集中器端载波信道接收数据处理流程图。
图8为本发明电表系统架构工作原理示意图。
图9为本发明电表本地通信单元(双模通信模块)3D结构图。
图10电表本地通信单元中子板(无线模块)结构效果图。
图11为本发明表端无线信道接收到数据后处理流程图。
图12为本发明表端载波信道接收数据处理流程图。
图13为本发明电表应答数据上传工作流程图。
图14为本发明电表停电事件上报工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。
如图1所示，本实施例提出一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统，包括集中器(网关)10和电表20，集中器10和电表20通过电力线载波和无线通信双模通信进行电表信息采集。集中器10包括集中器主处理器101、第一本地通信单元102和远程通信单元103，集中器主处理器101和第一本地通信单元102通过串口连接进行信息交换，集中器主处理器101和远程通信单元103也通过串口连接。电表20包括电表主处理器201和第二本地通信单元202；集中器主处理器101分别与所述第一本地通信单元102和远程通信单元103通过串口连接；电表主处理器201和第二本地通信单元202通过串口连接。
第一本地通信单元102包括通过串口连接的第一载波通信单元1021与第一无线通信单元1022，第一载波通信单元1021被设置为集中器(网关)的第一本地通信单元母板(电力线载波通信单元)，第一无线通信单元1022被设置为集中器(网关)的第一本地通信单元子板，即，第一本地通信单元以第一载波通信单元为母板，第一无线通信单元为子板，母板与子板电气连接通过单排针、单排座连接，这样不同的子板只要根据该结构和接口研制就可以灵活更换。第一载波通信单元1021在集中器主处理器101与第一无线通信单元1022的通信中，起“桥梁”和“过滤”的作用。“桥梁”作用指的是：当集中器主处理器101下发任务抄读帧等有效数据帧后，第一载波通信单元1021(集中器的第一本地通信单元母板)转发给第一无线通信单元1022(集中器第一本地通信单元子板)；当第一无线通信单元1022上报停电事件等有效帧时，第一载波通信单元1021将之转发给集中器主处理器101。“过滤”作用指的是：当集中器主处理器101下发非抄表、非停电事件上报等与无线业务不相干的无效数据帧时，由第一载波通信单元1021直接处理该业务帧，而不转发至第一无线通信单元1022(子板)。
集中器主处理器101通过串口与双模模块中母板(第一载波通信单元1021)连接，而第一载波通信单元再通过另外一个串口与子板(第一无线通信单元1022)连接。
第一本地通信单元中子板结构图如图4所示，其中子板接口阵脚定义如表1描述。
表1集中器本地通信单元-子板(无线模块)接口针脚定义
Figure BDA0002400295350000041
Figure BDA0002400295350000051
如图5所示，当集中器下发报文内部通信单元处理过程为，S11.集中器主处理器通过串口向本地通信模块下发抄表请求报文，本地双模通信模块中第一载波通信单元将下发的抄表报文也转发给第一无线通信单元，第一载波和第一无线通信单元根据接收的抄表报文，各自独立执行抄表任务。如图6所示，当集中器本地无线信道接收数据时的处理过程为，从集中器本地无线信道接收到抄表应答帧，第一无线通信单元先转发给第一载波通信单元，第一载波通信单元将其与从载波信道接收帧对比，若重复则丢弃，若不同，则转发给集中器主处理器。如图7所示，当集中器端载波信道接收数据时，从集中器本地电力线信道接收到抄表应答帧，第一载波通信单元通过两个串口分别发给集中器主处理器和第一无线通信单元，第一无线通信单元对其分析，若与未执行抄表任务一致，则丢弃原要抄表任务；若与未执行抄表任务不一致，则继续执行。
第二本地通信单元202包括通过串口连接的第二载波通信单元2021和第二无线通信单元2022，电表主处理器201与第二载波通信单元2021通过串口连接，如图8所示为电表系统架构示意图。第二载波通信单元2021被设置为第二本地通信单元202中的母板，第二无线通信单元2022被设置为第二本地通信单元202中的子板，第二载波通信单元2021用于将电表主处理器201和第二无线通信单元2022连接起来，即，电表主处理器201通过串口与双模通信模块中的母板(第二载波通信单元)连接，而第二载波通信单元再通过另外一个串口与子板(第二无线通信单元)连接。图9所示为本发明电表第二本地通信单元(双模通信模块)3D结构图，其由第二载波通信和第二无线通信两部分组成，以第二载波通信为母板，第二无线模块为子板，母板与子板电气连接通过单排针、单排座连接，这样不同的子板(无线模块)只要根据该结构和接口研制就可以灵活更换。图10所示为本发明第二本地通信单元中子板结构图，其中子板接口阵脚定义如表2描述。
表2电表本地通信单元-子板(无线模块)接口针脚定义
Figure BDA0002400295350000052
Figure BDA0002400295350000061
图11所示为本发明电表端无线信道接收到数据后处理流程图，具体的，当从电表的子板接收到抄表请求帧，第二无线通信单元先通过串口转发给本地通信单元母板(第二载波通信单元)，母板(第二载波通信单元)将其与从电力线载波信道接收帧对比，若重复则丢弃；若不同，则通过串口转发给电表主处理器。
图12所示为本发明表端载波信道接收数据处理流程图，具体地，当从电表本地电力线信道接收到抄表应答帧，第二载波通信单元通过两个串口分别发给电表主处理器和第二无线通信单元，第二无线通信单元对其分析，若与未执行抄表任务一致，则丢弃原要抄表任务；若与未执行抄表任务不一致，则继续执行。
图13所示为本发明电表应答数据上传工作流程图，具体地，电表主处理器通过串口向本地通信单元母板(第二载波通信单元)发送抄表应答报文，本地双模通信模块中母板(第二载波通信单元)将电表主处理器发送的抄表应答报文也通过另外一个串口转发给子板(第二无线通信单元)，载波和无线通信单元根据接收的抄表应答报文，各自独立执行抄表应答任务。
图14所示为本发明电表停电事件上报工作流程图，具体地，电表中双模模块中子板(第二无线通信单元)通过零信号和供电电源检测出停电事件，子板(第二无线通信单元)构建停电事件上报帧通过串口发给本地双模通信模块中母板(第二载波通信单元)，母板(第二载波通信单元)可通过电力线信道进行停电事件帧广播发射，子板(第二无线通信单元)也通过无线信道进行停电事件帧广播发射。
本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其做出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (5)

1.一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统，其特征在于，包括：集中器和电表，所述集中器和电表通过电力线载波和无线通信双模通信进行电表信息采集；所述集中器包括集中器主处理器、第一本地通信单元和远程通信单元，所述电表包括电表主处理器和第二本地通信单元；所述集中器主处理器分别与所述第一本地通信单元和远程通信单元通过串口连接；所述电表主处理器和第二本地通信单元通过串口连接；
所述第一本地通信单元包括通过串口连接的第一载波通信单元和第一无线通信单元，所述集中器主处理器与所述第一载波通信单元连接；所述第一载波通信单元用于将所述集中器主处理器和所述第一无线通信单元连接起来；当所述集中器主处理器下发有效数据帧的指令后，所述第一载波通信单元将指令转发给所述第一无线通信单元；当所述第一无线通信单元上报有效帧指令时，所述第一载波通信单元将指令转发给所述集中器主处理器；当所述集中器主处理器下发与无线业务不相干的无效数据帧指令时，所述第一载波通信单元直接处理指令不转发。
2.如权利要求1所述的双模通信系统，其特征在于：所述第一载波通信单元被设置为所述第一本地通信单元中的母板，所述第一无线通信单元被设置为所述第一本地通信单元中的子板。
3.如权利要求1所述的双模通信系统，其特征在于：所述第二本地通信单元包括通过串口连接的第二载波通信单元和第二无线通信单元，所述电表主处理器与所述第二载波通信单元通过串口连接。
4.如权利要求3所述的双模通信系统，其特征在于：所述第二载波通信单元被设置为所述第二本地通信单元中的母板，所述第二无线通信单元被设置为所述第二本地通信单元中的子板，所述第二载波通信单元用于将所述电表主处理器和所述第二无线通信单元连接起来。
5.如权利要求4所述的双模通信系统，其特征在于：当从电力线信道上接收到的请求帧直接转发给所述电表主处理器；无线信道上接收到的请求帧由所述第二无线通信单元发送给所述第二载波通信单元，再由所述第二载波通信单元发送至所述电表主处理器；所述电表主处理器将返回的应答帧由所述第二载波通信单元转发至所述第二无线通信单元，同时所述电表主处理器将返回的应答帧发射到电力线信道；所述第二无线通信单元进行停电时间检测并将结果通过所述第二载波通信单元发送。
CN202010144585.XA 2020-03-04 2020-03-04 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统 Active CN111313934B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010144585.XA CN111313934B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010144585.XA CN111313934B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111313934A CN111313934A (zh) 2020-06-19
CN111313934B true CN111313934B (zh) 2021-09-21

Family

ID=71152174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010144585.XA Active CN111313934B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111313934B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112991709B (zh) * 2021-03-29 2023-01-20 国家电网有限公司 一种通过电表双模通信模块监测相邻台区断电事件的方法
CN114650586B (zh) * 2022-05-20 2022-07-29 江苏芯云电子科技有限公司 一种双模网络中双模站点的选择方法、网络优化方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101166329B1 (ko) * 2012-01-10 2012-07-18 송원순 피엘시(plc) 원격검침용 데이터 집중장치
CN103200081B (zh) * 2013-03-26 2016-04-13 江南大学 一种面向异构网络环境的物联网网关开发平台
CN105046935B (zh) * 2015-08-13 2018-05-22 青岛东软载波科技股份有限公司 一种基于低压电力线和微功率无线的双模异构通信系统
CN109035741A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 国网辽宁省电力有限公司铁岭供电公司 双模电能表通信系统及方法
CN109347521A (zh) * 2018-10-12 2019-02-15 深圳市国电科技通信有限公司 一种基于电力线高速载波与扩频无线通信双模的电表模块设备及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111313934A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111313934B (zh) 一种基于电力线载波与无线通信的双模通信系统
CN205751224U (zh) 一种m‑bus主机选择器
CN111833578B (zh) 用电信息采集系统和NB-IoT通信模块及其通信方法
CN103646524B (zh) 一种电能表双模本地通信模块装置的通信方法
CN111030906A (zh) 一种基于rs485总线级联的从站地址自动编址的方法
CN106683371A (zh) 一种电、水、气、热四表合一抄表接口转换器
CN104064012A (zh) 一种自动读表系统
CN204946336U (zh) 智能电能表的计量通信模块
CN207491146U (zh) 一种配电终端通讯系统
CN210007670U (zh) 光伏功率优化系统
CN201716366U (zh) 一种安装模块化通信模块的采集器
CN213547189U (zh) 台区智能融合终端
CN209088949U (zh) 双模通讯智能集中器
CN203120220U (zh) Led电源
CN201886387U (zh) 一种基于MicroTCA标准的媒体服务器
CN216014251U (zh) 一种终端设备通信控制器
CN219181735U (zh) 基于电力线宽带载波通信的led路灯驱动控制器
CN215835198U (zh) 基于485通信的国产化10kv双电源供电监测系统
CN217360242U (zh) 一种基于NB-IoT+5G的网络和电源状态检测与上报装置
CN214374273U (zh) 一种便携式植物叶片果实颜色传感器电路结构
CN202957848U (zh) 一种基于gprs的数据远程传输模块
CN207216854U (zh) 一种数据采集器
CN106710184A (zh) 一种双无线网络通信的电力设备状态监测通信装置
CN207801998U (zh) 一种基于nb-iot的物联网控制模块
CN205862567U (zh) 一种能耗信息采集传输装置

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230424

Address after: Full Floor 14, Unit 3, Building 2, No. 11, Middle Spectra Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong 510700

Patentee after: China Southern Power Grid Digital Grid Technology (Guangdong) Co.,Ltd.

Address before: 510000 room 1301, Chengtou building, No. 106, Fengze East Road, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province (self compiled 1301-12159)

Patentee before: Southern Power Grid Digital Grid Research Institute Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right