CN112469110A - 电力信息采集系统通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力信息采集系统通信设备,该通信设备的第一合路模块与室外天线连接,第二合路模块与室内天线连接,4G‑LTE通信单元、电力LTE通信单元均与第一合路模块、第二合路模块连接;4G‑LTE通信单元的第一上行通道、第一下行通道采用不同的频率进行信号收发工作;电力LTE通信单元的同步模块分别与第二上行通道、第二下行通道连接,通过同步模块在同一个频率的不同时隙实现信号的收发工作。本发明能够与两种不同的通信网络连接,提高了通信设备的通信网络容错率,减少了信息传输失败的概率,且通过不同通信网络适应的应用环境的叠加,扩展了通信设备的应用范围,促进了智能电网的构建。
Description
技术领域
本发明涉及电力信息采集领域,尤其涉及电力信息采集系统通信设备。
背景技术
目前,国家电网公司提出了智能电网的概念,智能电网的构建需要用电信息采集系统具备大容量、高速率、多业务且具有自愈功能的特性,这就对用电信息采集系统提出了新的要求;用电信息采集系统经常使用电力信息采集系统通信设备接收和传输电力信息,目前的电力信息采集系统通信设备的通信方式主要采用工业以太网、电力线载波、无线通信网等;工业以太网为有源设备,不具备抗多点失效性,扩容成本高,且缺乏统一的产品标准,无法整体应用;电力线载波传输效率低,噪声干扰大,信号衰减严重,不适于信号远距离传输;无线通信网组网便捷,灵活,在其他领域已经得到大规模的应用,因此其可作为电力通信系统的一种有效地补充手段。
但是,现有的电力信息采集系统通信设备往往使用一种通信网络进行通信,这种方式的稳定性差,容易在通信网络出现问题时,造成信息传输失败。而且,智能电网的应用环境复杂,单一的通信网络适应的应用环境有限,限制了电力信息采集系统通信设备的应用范围。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提出电力信息采集系统通信设备,在通信设备中设置4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元,能够与两种不同的通信网络连接,提高了通信设备的通信网络容错率,减少了信息传输失败的概率,且通过不同通信网络适应的应用环境的叠加,扩展了通信设备的应用范围,促进了智能电网的构建。
为解决上述问题,本发明采用的一个技术方案为:电力信息采集系统通信设备,所述电力信息采集系统通信设备包括:4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元以及合路单元,所述合路单元包括第一合路模块、第二合路模块,所述第一合路模块与室外天线连接,所述第二合路模块与室内天线连接,所述4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元均与所述第一合路模块、第二合路模块连接,通过所述合路单元分别接收和发射4G通信信号、电力LTE通信信号;所述4G-LTE通信单元包括第一上行通道、第一下行通道,所述第一上行通道、第一下行通道采用不同的频率进行信号收发工作;所述电力LTE通信单元包括第二上行通道、第二下行通道以及同步模块,所述同步模块分别与所述第二上行通道、第二下行通道连接,通过所述同步模块在同一个频率的不同时隙实现信号的收发工作。
进一步地,所述第一上行通道、第一下行通道均包括低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元、自动增益控制模块以及检波单元,所述低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元依次连接,所述自动增益控制模块与所述衰减单元连接,所述检波单元分别与所述自动增益控制模块、耦合单元连接。
进一步地,所述4G-LTE通信单元还包括第一双工器、第二双工器,所述第一双工器分别与所述第一上行通道的耦合单元、第一下行通道的低噪声放大器以及第一合路模块连接,所述第二双工器分别与所述第二合路模块、第一上行通道的低噪声放大器、第一下行通道的耦合单元连接。
进一步地,所述4G-LTE通信单元还包括电源转换电路、供电射频复合模块,所述供电射频复合分别与所述室内天线、第二双工器以及电源转换电路连接。
进一步地,所述第二上行通道、第二下行通道均包括依次连接的第三滤波器、第一低噪声放大器、第四滤波器、第一衰减器、功率耦合单元、第一功率放大器。
进一步地,所述电力LTE通信单元还包括第一天线开关、第二天线开关,第二上行通道、第二下行通道通过所述第一天线开关与所述室外天线连接,所述第二上行通道、第二下行通道通过所述第二天线开关与所述室内天线连接。
进一步地,所述同步模块分别与所述第一天线开关、第二天线开关连接,通过所述同步模块控制所述第二上行通道、第二下行通道传输信息的时间。
进一步地,所述同步模块还与所述第二下行通道的功率耦合单元连接。
进一步地,所述第一天线开关还与所述第二上行通道的第三滤波器、第二下行通道的第一功率放大器连接,所述第二天线开关与所述第二上行通道的第一功率放大器、第二下行通道的第三滤波器连接。
进一步地,所述第一合路模块、第二合路模块均包括第三双工器,通过所述第三双工器与所述4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元连接。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:在通信设备中设置4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元,能够与两种不同的通信网络连接,提高了通信设备的通信网络容错率,减少了信息传输失败的概率,且通过不同通信网络适应的应用环境的叠加,扩展了通信设备的应用范围,促进了智能电网的构建。
附图说明
图1为本发明电力信息采集系统通信设备一实施例的结构图;
图2为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元一实施例的结构图;
图3为本发明电力信息采集系统通信设备电力LTE通信单元一实施例的结构图;
图4为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元的第一上行通道一实施例的电路图;
图5为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元的第一下行通道一实施例的电路图;
图6为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的第二上行通道一实施例的电路图;
图7为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的第二下行通道一实施例的电路图;
图8为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的同步模块一实施例的电路图;
图9为本发明电力信息采集系统通信设备中合路单元以及其连接的器件一实施例的电路图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参阅图1-9,其中,图1为本发明电力信息采集系统通信设备一实施例的结构图;图2为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元一实施例的结构图;图3为本发明电力信息采集系统通信设备电力LTE通信单元一实施例的结构图;图4为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元的第一上行通道一实施例的电路图;图5为本发明电力信息采集系统通信设备中4G-LTE通信单元的第一下行通道一实施例的电路图;图6为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的第二上行通道一实施例的电路图;图7为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的第二下行通道一实施例的电路图;图8为本发明电力信息采集系统通信设备中电力LTE通信单元的同步模块一实施例的电路图;图9为本发明电力信息采集系统通信设备中合路单元以及其连接的器件一实施例的电路图。其中,图9的上图为第二合路模块,下图为第一合路模块,结合附图1-9对本发明电力信息采集系统通信设备作详细说明。
在本实施例中,电力信息采集系统通信设备包括:4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元以及合路单元,合路单元包括第一合路模块、第二合路模块,第一合路模块与室外天线连接,第二合路模块与室内天线连接,4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元均与第一合路模块、第二合路模块连接,通过合路单元分别接收和发射4G通信信号、电力LTE通信信号;4G-LTE通信单元包括第一上行通道、第一下行通道,第一上行通道、第一下行通道采用不同的频率进行信号收发工作;电力LTE通信单元包括第二上行通道、第二下行通道以及同步模块,同步模块分别与第二上行通道、第二下行通道连接,通过同步模块在同一个频率的不同时隙实现信号的收发工作。
在本实施例中,室外天线和室外天线可以包括用于收发4G信号的天线以及用于收发电力LTE信号的天线,还可以为能够同时收发4G信号、电力LTE信号的天线。
在本实施例中,为了节省空间和资源,还可以将室内天线或室外天线设置在通信设备的壳体上,进一步的还可以将天线与壳体一体化设计。
在本实施例中,室内天线与室外天线可以为固定天线,也可以为移动天线,在此不做限定。
在本实施例中,电力LTE信号为1.8GHZ信号,在其他实施例中,也可以为230MHz、475MHz、1.4GHZ其他能够用于电力信息采集的无线频段,在此不做限定。
在本实施例中,第一上行通道、第一下行通道分别两个独立通道进行工作以满足实际工作要求,且均包括低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元、自动增益控制模块以及检波单元,低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元依次连接,自动增益控制模块与衰减单元连接,检波单元分别与自动增益控制模块、耦合单元连接。
在本实施例中,第一上行通道、第一下行通道采用NDFH006-1900SA作为滤波器。
在一个具体的实施例中,低噪声放大器采用的芯片为BFP840ESD、功率放大器采用的芯片为SKY77768,通过这些器件实现同步低时延(小与1us)低功耗(小于5W)高增益(75db)要求。通过这些器件,第一上行通道、第一下行通道分别完成信息=上报、信息接收功能,实现通信设备与主站服务器之间的信息传输。
在本实施例中,第一双工器、第二双工器使用的器件相同,均为NDF8777,在其他实施例中,第一双工器、第二双工器使用的器件也可以不同相同,其型号也可以不为本实施例提出的型号。
在本实施例中,4G-LTE通信单元还包括电源转换电路、供电射频复合模块,供电射频复合分别与室内天线、第二双工器以及电源转换电路连接。其中,转换电路为DC-DC转换电路,供电射频复合转换电路为DC/RC复用模块。
在本实施例中,第二上行通道、第二下行通道均包括依次连接的第三滤波器、第一低噪声放大器、第四滤波器、第一衰减器、功率耦合单元、第一功率放大器。
在本实施例中,第二上行通道、第二下行通道使用BFP420作为第一低噪声放大器。
在本实施例中,电力LTE通信单元还包括第一天线开关、第二天线开关,第二上行通道、第二下行通道通过第一天线开关与室外天线连接,第二上行通道、第二下行通道通过第二天线开关与室内天线连接。
在本实施例中,同步模块分别与第一天线开关、第二天线开关连接,通过同步模块控制第二上行通道、第二下行通道传输信息的时间。
在本实施例中,第二上行通道、第二下行通道使用LXK6206作为天线开关。通过同步模块控制第一天线开关、第二天线开关与第二上行通道、第二下行通道中的一个连接。
在本实施例中,同步模块还与第二下行通道的功率耦合单元连接。其中,为了保证同步时延小于1us,本发明采用终端同步方案,将同步模块的核心基带芯片设置为SC9850。
在本实施例中,第一天线开关还与第二上行通道的第三滤波器、第二下行通道的第一功率放大器连接,第二天线开关与所述第二上行通道的第一功率放大器、第二下行通道的第三滤波器连接。
在本实施例中,第一合路模块、第二合路模块均包括第三双工器,通过第三双工器与4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元连接。
在一个具体的实施例中,第三双工器的型号为DPX202700DT-4062A1。
本发明针对电力信息采集系统中通信设备与主站服务器之间无线网络信号多的区域,提出了一种电力信息采集系统通信设备。此电力信息采集系统通信设备能非常有效快速地解决各类室内建筑或室外负责环境中电力信息采集的无线通信网络的难题,并且通信设备的同步时延小于1us、通道间隔离度大于65db、下行增益比上行值高10dB,下行功率比上行功率低5dBm。改变了传统设备对覆盖区域大功率和工程安装技术的高要求与依赖。
有益效果:本发明的电力信息采集系统通信设备设置4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元,能够与两种不同的通信网络连接,提高了通信设备的通信网络容错率,减少了信息传输失败的概率,且通过不同通信网络适应的应用环境的叠加,扩展了通信设备的应用范围,促进了智能电网的构建。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述电力信息采集系统通信设备包括:4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元以及合路单元,所述合路单元包括第一合路模块、第二合路模块,所述第一合路模块与室外天线连接,所述第二合路模块与室内天线连接,所述4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元均与所述第一合路模块、第二合路模块连接,通过所述合路单元分别接收和发射4G通信信号、电力LTE通信信号;
所述4G-LTE通信单元包括第一上行通道、第一下行通道,所述第一上行通道、第一下行通道采用不同的频率进行信号收发工作;
所述电力LTE通信单元包括第二上行通道、第二下行通道以及同步模块,所述同步模块分别与所述第二上行通道、第二下行通道连接,通过所述同步模块在同一个频率的不同时隙实现信号的收发工作。
2.如权利要求1所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述第一上行通道、第一下行通道均包括低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元、自动增益控制模块以及检波单元,所述低噪声放大器、第一滤波器、衰减单元、第二滤波器、功率放大器、耦合单元依次连接,所述自动增益控制模块与所述衰减单元连接,所述检波单元分别与所述自动增益控制模块、耦合单元连接。
3.如权利要求2所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述4G-LTE通信单元还包括第一双工器、第二双工器,所述第一双工器分别与所述第一上行通道的耦合单元、第一下行通道的低噪声放大器以及第一合路模块连接,所述第二双工器分别与所述第二合路模块、第一上行通道的低噪声放大器、第一下行通道的耦合单元连接。
4.如权利要求3所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述4G-LTE通信单元还包括电源转换电路、供电射频复合模块,所述供电射频复合分别与所述室内天线、第二双工器以及电源转换电路连接。
5.如权利要求1所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述第二上行通道、第二下行通道均包括依次连接的第三滤波器、第一低噪声放大器、第四滤波器、第一衰减器、功率耦合单元、第一功率放大器。
6.如权利要求5所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述电力LTE通信单元还包括第一天线开关、第二天线开关,第二上行通道、第二下行通道通过所述第一天线开关与所述室外天线连接,所述第二上行通道、第二下行通道通过所述第二天线开关与所述室内天线连接。
7.如权利要求6所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述同步模块分别与所述第一天线开关、第二天线开关连接,通过所述同步模块控制所述第二上行通道、第二下行通道传输信息的时间。
8.如权利要求7所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述同步模块还与所述第二下行通道的功率耦合单元连接。
9.如权利要求6所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述第一天线开关还与所述第二上行通道的第三滤波器、第二下行通道的第一功率放大器连接,所述第二天线开关与所述第二上行通道的第一功率放大器、第二下行通道的第三滤波器连接。
10.如权利要求1所述的电力信息采集系统通信设备,其特征在于,所述第一合路模块、第二合路模块均包括第三双工器,通过所述第三双工器与所述4G-LTE通信单元、电力LTE通信单元连接。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210309 |