CN111583616A - 一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，包括外壳以及外壳内的主控制芯片、485电路、230MHz LoRa射频电路、载波通信电路、LED指示灯、无线信号收发的胶棒天线以及485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，所述主控制芯片控制载波通信电路和230MHz LoRa射频电路；所述载波通信电路和230MHz LoRa射频电路均连接485电路，经485线路与电能表直接进行信息交互。该基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器LoRa和载波两种方式集抄互相独立运行，实现两种集抄模式数据互补功能，在存在距离远和电网波动时不太有利于载波采集时，可以切换LoRa无线采集方式。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息通讯技术领域，具体为一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器。
背景技术
目前，载波传输只需要两端加上阻波器等少量设备即可实现通讯、远传等功能，投资小，不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，劣势在于载波信号质量差，单宽窄，线路停运时检修时(有地线时)就不能传送数据、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送，电力线存在本身固有的脉冲干扰并对载波信号造成高削减，可靠性差，通讯不稳定，由于低压电力线本身的介质，结构和负荷的影响，载波信号易受干扰。
LoRa传输是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，其最大特点是传输距离远、工作功耗低、组网灵活、传输安全可靠、可扩充容量并实现定位，劣势在于周围有大功率的电台工作情况下易受到干扰，抗干扰能力就比不上载波且成本偏高。为此，我们提出一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于230MHz的LoRa 和载波的双模采集器，包括外壳以及外壳内的主控制芯片、485电路、230MHz LoRa射频电路、载波通信电路、LED指示灯、无线信号收发的胶棒天线以及 485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，所述主控制芯片控制载波通信电路和230MHzLoRa射频电路；
所述载波通信电路和230MHzLoRa射频电路均连接485电路，经485线路与电能表直接进行信息交互；
所述主控制芯片是用于采集器通信方式的控制，所述载波通信电路用于接收和发送载波信号的，所述230MHzLoRa射频电路用来接收和发送LoRa信号；
所述485线路作用电能表信息采集并传递给载波电路和230MHzLoRa射频电路；
所述LED指示灯显示采用何种方式工作以及采集器的运行状态，所述无线信号收发的胶棒天线用于采用LoRa方式的信息采集；
所述485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，RS485A、B线是作用于电能表485孔的信息采集，L、N电源线分别是取电的火、零线。
优选的，所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与485 线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的有线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息。
优选的，所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与主控制芯片双向通信，不与230MHzLoRa射频电路相连。
优选的，所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHzLoRa射频电路与485线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的无线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息。
优选的，所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHzLoRa射频电路与主控制芯片双向通信，不与载波通信电路相连。
优选的，所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的LED指示灯与主控制芯片相连，当主控制芯片实行载波信号LED载波指示灯亮，当主控制芯片实行LoRa无线信号LEDLoRa指示灯亮。
优选的，所述主控制芯片的信号经过调制电路调制再经放大电路把信号放大给载波通信电路上，载波通信电路通过自身耦合电路接收到上位集中器的传达的信号，经过滤波电路和解调电路的过滤调制后再传至主控制芯片进行处理。
优选的，所述通讯方式包括下行通信和上行通信。
优选的，所述下行通信，正常情况下，上位集中器通过电力线载波发送数据采集信号，信号经过主控制芯片传递到载波通信电路中，载波通信电路把信号处理过后与电能表交互，进行数据信息采集，当主控制芯片多次传递采集任务信号没有回应信息后，主控制芯片会自动触发LoRa通信方式，上位集中器将LoRa命令通过230MHzLoRa无线发送出去，230MHz的LoRa和载波的双模采集器中的主控制芯片接收处理后传递到230MHzLoRa射频电路上与电能表进行数据信息采集。
优选的，所述上行通信，当双模采集器的载波通信电路接收到电力线载波数据采集信号命令后，通过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的载波通信电路将采集数据耦合滤波调解后，再由主控制芯片通过电力线载波上行到上位集中器，当双模采集器收到LoRa无线数据采集信号命令后,主控制芯片把命令传递给230MHzLoRa射频电路，过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的230MHz LoRa射频电路耦合处理后，再由主控制芯片通过电230MHzLoRa无线上行到上位集中器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，LoRa和载波两种方式集抄互相独立运行，实现两种集抄模式数据互补功能，在存在距离远和电网波动时不太有利于载波采集时，可以切换LoRa无线采集方式；在存在周围有大功率信号波干扰且距离不远时不利于 LoRa无线采集，可以切换电力线载波方式。可以大大提高集抄系统的整体可靠性和完整性；当两种采集方式集中到一款采集器上，能有效的减轻两种单独集抄运维压力。
附图说明
图1为本发明双模采集器结构示意图；
图2为本发明通信结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种适用电能表的230MHz的 LoRa和载波的双模采集器，它包括了外壳以及外壳内的主控制芯片、485电路、230MHzLoRa射频电路、载波通信电路、LED指示灯、无线信号收发的胶棒天线或者吸盘天线以及485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，主控制芯片控制载波通信电路和230MHzLoRa射频电路，这两个电路都连接着485 电路，经485线路与电能表直接进行信息交互，其中主控制芯片是用于采集器通信方式的控制；
载波通信电路接收和发送载波信号的，230MHzLoRa射频电路是用来接收和发送LoRa信号的，485线路是作用电能表信息采集并传递给载波电路和 230MHzLoRa射频电路的；
LED指示灯是显示采用何种方式工作以及采集器的运行状态，无线信号收发的胶棒天线或者吸盘天线只用于采用LoRa方式的信息采集，吸盘天线还能根据LoRa信号强弱进行位置的挪移减少信号干扰，485电路上的RS485A、B 线和L、N电源线，RS485A、B线是作用于电能表485孔的信息采集，L、N电源线分别是取电的火、零线。
230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与485线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的有线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息；
230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与主控制芯片双向通信，不与230MHzLoRa射频电路相连；
230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHzLoRa射频电路与485线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的无线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息；
230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHzLoRa射频电路与主控制芯片双向通信，不与载波通信电路相连；
230MHz的LoRa和载波的双模采集器的LED指示灯与主控制芯片相连，当主控制芯片实行载波信号LED载波指示灯亮，当主控制芯片实行LoRa无线信号LEDLoRa指示灯亮；
主控制芯片的信号经过调制电路调制再经放大电路把信号放大给载波通信电路上，载波通信电路通过自身耦合电路接收到上位集中器的传达的信号，经过滤波电路和解调电路的过滤调制后再传至主控制芯片进行处理；
一种适用于电能表的230MHz的LoRa和载波的双模采集器的通讯方式：下行通信，正常情况下，上位集中器通过电力线载波发送数据采集信号，信号经过主控制芯片传递到载波通信电路中，载波通信电路把信号处理过后与电能表交互，进行数据信息采集，当主控制芯片多次传递采集任务信号没有回应信息后，主控制芯片会自动触发LoRa通信方式，上位集中器将LoRa命令通过230MHzLoRa无线发送出去，230MHz的LoRa和载波的双模采集器中的主控制芯片接收处理后传递到230MHzLoRa射频电路上与电能表进行数据信息采集。
上行通信，当双模采集器的载波通信电路接收到电力线载波数据采集信号命令后，通过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的载波通信电路将采集数据耦合滤波调解后，再由主控制芯片通过电力线载波上行到上位集中器，当双模采集器收到LoRa无线数据采集信号命令后,主控制芯片把命令传递给 230MHzLoRa射频电路，过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的230MHzLoRa射频电路耦合处理后，再由主控制芯片通过电230MHzLoRa无线上行到上位集中器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器及其通讯方式，包括外壳以及外壳内的主控制芯片、485电路、230MHz LoRa射频电路、载波通信电路、LED指示灯、无线信号收发的胶棒天线以及485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，其特征在于，所述主控制芯片控制载波通信电路和230MHz LoRa射频电路；
所述载波通信电路和230MHz LoRa射频电路均连接485电路，经485线路与电能表直接进行信息交互；
所述主控制芯片是用于采集器通信方式的控制，所述载波通信电路用于接收和发送载波信号的，所述230MHz LoRa射频电路用来接收和发送LoRa信号；
所述485线路作用电能表信息采集并传递给载波电路和230MHz LoRa射频电路；
所述LED指示灯显示采用何种方式工作以及采集器的运行状态，所述无线信号收发的胶棒天线用于采用LoRa方式的信息采集；
所述485电路上的RS485A、B线和L、N电源线，RS485A、B线是作用于电能表485孔的信息采集，L、N电源线分别是取电的火、零线。
2.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与485线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的有线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的载波通信电路与主控制芯片双向通信，不与230MHzLoRa射频电路相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHz LoRa射频电路与485线路直接相连，双向通信，一方面用于上位集中器发送的无线抄读信号，接收到信号的同时通过485电路传递到适配电能表，另一方面用于接收电能表反馈信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的230MHz LoRa射频电路与主控制芯片双向通信，不与载波通信电路相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述230MHz的LoRa和载波的双模采集器的LED指示灯与主控制芯片相连，当主控制芯片实行载波信号LED载波指示灯亮，当主控制芯片实行LoRa无线信号LEDLoRa指示灯亮。
7.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器，其特征在于：所述主控制芯片的信号经过调制电路调制再经放大电路把信号放大给载波通信电路上，载波通信电路通过自身耦合电路接收到上位集中器的传达的信号，经过滤波电路和解调电路的过滤调制后再传至主控制芯片进行处理。
8.根据权利要求1所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器的通讯方式，其特征在于：所述通讯方式包括下行通信和上行通信。
9.根据权利要求8所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器的通讯方式，其特征在于：所述下行通信，正常情况下，上位集中器通过电力线载波发送数据采集信号，信号经过主控制芯片传递到载波通信电路中，载波通信电路把信号处理过后与电能表交互，进行数据信息采集，当主控制芯片多次传递采集任务信号没有回应信息后，主控制芯片会自动触发LoRa通信方式，上位集中器将LoRa命令通过230MHz LoRa无线发送出去，230MHz的LoRa和载波的双模采集器中的主控制芯片接收处理后传递到230MHz LoRa 射频电路上与电能表进行数据信息采集。
10.根据权利要求8所述的一种基于230MHz的LoRa和载波的双模采集器的通讯方式，其特征在于：所述上行通信，当双模采集器的载波通信电路接收到电力线载波数据采集信号命令后，通过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的载波通信电路将采集数据耦合滤波调解后，再由主控制芯片通过电力线载波上行到上位集中器，当双模采集器收到LoRa无线数据采集信号命令后,主控制芯片把命令传递给230MHz LoRa射频电路，过485电路与电能表485接口连接并进行通信，下发数据采集信号命令给电能表，完成数据采集后，采集器中的230MHz LoRa射频电路耦合处理后，再由主控制芯片通过电230MHz LoRa无线上行到上位集中器。
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