CN112910897A - 一种中压载波5g加密通信模块 - Google Patents

一种中压载波5g加密通信模块 Download PDF

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郭怀林
赵鑫
陈晓
孙植佳
曹新鹏
商文涛
王明坤
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Abstract

本发明公开了一种中压载波5G加密通信模块，包括电源模块，用于各功能模块的供电；串口调试模块，用于本地调试与参数设置；网口通信模块，用于下行以太网连接；加密模块，用于上行通信加密；5G模组，用于上行无线连接；NUC972ARM控制模块，用于各功能模块的调度。本发明具有多卡多待多通的功能，在满足了配网领域1个中压载波主机设备带多个从机设备的无线上行需求的同时，还保证了通信的安全性与速度，也满足了供电公司配电终端在线率的考核指标。5G技术不仅通信速度更快，而且还向下兼容4G、3G通信。本发明节约了空间与经济成本，安装简单，易于实现，对配电自动化技术的发展有着较大的推动作用。

Description

一种中压载波5G加密通信模块
技术领域
本发明涉及中压载波通信技术领域，具体涉及一种中压载波5G加密通信模块。
背景技术
在万物互联的物联网时代，物与物之间通过网络进行连接，网络之间既可以通过网线载体连接也可以通过5G、WIFI、蓝牙等进行无线连接，其中5G技术在无线远距离通讯场景中的应用越来越广泛。作为连接物与物的重要载体，终端设备接入互联网的核心部件，5G通信模块把频率接收器和信号增幅器等部件整合在一起，实现了一体化。现如今许多新兴市场对5G通信模块的需求都在日益增大。
在国家电网、南方电网的配电领域中，中压载波的影响正在日益增大，中压载波的应用中常用到通信模块以连接主站进行数据传输，但实际应用中，中压载波主机设备使用通信模块连接主站时往往没有一种可靠安全并且通信速率足够高的设备来满足1主机带多从机的需求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种中压载波5G加密通信模块，具有多卡多待多通的功能，在满足了配网领域1个中压载波主机设备带多个从机设备的无线上行需求的同时，还保证了通信的稳定性、安全性与速度，也满足了供电公司配电终端在线率的考核指标。5G技术不仅通信速度更快，而且还向下兼容4G、3G通信。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
电源模块，用于中压载波5G加密通信模块内部各功能模块的供电；
串口调试模块，用于本地调试与参数设置；
网口通信模块，用于下行以太网连接中压载波主机设备；
加密模块，用于上行无线通信加密；
5G模组，用于上行无线连接主站；
NUC972 ARM控制模块，用于各功能模块的调度；
各模块间的连接关系为：电源模块为其他功能模块供电，NUC972 ARM控制模块分别与5G模组、串口调试模块、加密模块和网口通信模块连接。
进一步地，所述网口通信模块除了用于实现与中压载波主机设备间的数据交互外，还能实现与其它不限数量的中压载波5G加密通信模块间的级联通信。
进一步地，所述电源模块支持超宽电压范围输入模式，输入范围为AC/DC 20V-AC/DC264V，输出DC3.3V和DC4V直流电压。
进一步地，所述的串口调试模块采用TPT3232E芯片。
进一步地，所述的5G模块采用RG500Q全网通通信模块。
进一步地，所述的加密模块采用国网配电终端安全芯片SC1161Y。
进一步地，所述NUC972 ARM控制模块采用NUC972 ARM芯片。
进一步地，所述5G加密通信模块的工作过程为：5G模组从主站获取数据后将数据传输到NUC972 ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972 ARM控制模块，NUC972 ARM控制模块将数据通过网口通信模块传送给下一级设备；下一级设备会通过网口通信模块上传数据至NUC972 ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972ARM控制模块，由5G模组将加密数据上传至主站；在调试过程中，串口调试模块发挥作用，把数据传送到NUC972 ARM控制模块进行处理。
本发明的有益技术效果：本发明具有多卡多待多通的功能，在满足了配网领域1个中压载波主机设备带多个从机设备的无线上行需求的同时，还保证了通信的可靠性、安全性与速度，也满足了供电公司配电终端在线率的考核指标。5G技术不仅通信速度更快，而且还向下兼容4G、3G通信。本发明节约了空间与经济成本，安装简单，易于实现，对配电自动化技术的发展有着较大的推动作用。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
具体实施方式
下面结合附图1，对本发明做进一步说明，以具体阐述本发明的运行原理。以下描述仅用于更清楚地说明本发明的运行原理，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例
如图1所示，一种中压载波5G加密通信模块，包括：
电源模块、串口调试模块、网口通信模块、NUC972 ARM控制模块、加密模块和5G模块。
电源模块用于中压载波5G加密通信模块内部各功能模块的供电，其支持超宽电压范围输入模式，输入范围为AC/DC 20V-AC/DC 264V，输出DC 3.3V和DC 4V直流电压。
串口调试模块用于本地调试与参数设置，其采用低功耗、宽电压输入、高压自稳压的TPT3232E芯片。
5G模块用于上行无线连接主站，其采用RG500Q全网通通信模块，RG500Q采用3GPPRelease 15技术，最高下行速率可达2.5Gbps，最高上行速率可达900Mbps，支持5G NSA和SA模式，向下兼容4G/3G，支持Option 3x、3a和Option 2等网络架构，可满足高速度、大容量、低延迟、高可靠性等要求。
网口通信模块用于下行以太网连接中压载波主机设备，还能实现与其它不限数量的中压载波5G加密通信模块间的级联通信。其采用低功耗的以太网PHY层芯片LAN8720A，可自适应10/100M网络传输速率。芯片的I/O引脚电压符合IEEE802.3-2005标准，可通过RMII接口同以太网MAC层通信，并支持10-BASE-T/100BASE-TX全双工传输模式。
加密模块用于上行无线通信加密，其采用国网配电终端安全芯片SC1161Y，SC1161Y是一款支持SPI接口的32位CPU芯片，其内部集成了128KB code flash和32KB dataflash存储器。SC1161Y可用于配电自动化系统中终端侧的安全防护，其能够作为设备的唯一标识，提供安全的硬件平台和重要数据存储功能。终端利用内置安全芯片可实现终端数据的加密解密、与主站系统的双向身份认证、通讯数据的完整性保护等功能，保证终端设备数据存储与交互的安全性。
NUC972 ARM控制模块用于各功能模块的调度，其使用NUC972芯片，NUC972以ARM926EJ-S架构为内核，最高主频300MHz，并提供了丰富的外设接口。NUC972内置64MBddr2，最多支持11个串口，为处理多卡多待的应用场景提供了有力的支撑。
5G模组从主站获取数据后将数据传输到NUC972 ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972 ARM控制模块，NUC972 ARM控制模块将数据通过网口通信模块传送给下一级设备；下一级设备会通过网口通信模块上传数据至NUC972 ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972 ARM控制模块，由5G模组将加密数据上传至主站；在调试过程中，串口调试模块发挥作用，把数据传送到NUC972 ARM控制模块进行处理。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，包括
电源模块，用于中压载波5G加密通信模块内部各功能模块的供电；
串口调试模块，用于本地调试与参数设置；
网口通信模块，用于下行以太网连接中压载波主机设备；
加密模块，用于上行无线通信加密；
5G模组，用于上行无线连接主站；
NUC972ARM控制模块，用于各功能模块的调度；
各模块间的连接关系为：电源模块为其他功能模块供电，NUC972ARM控制模块分别与5G模组、串口调试模块、加密模块和网口通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述网口通信模块除了用于实现与中压载波主机设备间的数据交互外，还能实现与其它不限数量的中压载波5G加密通信模块间的级联通信。
3.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述电源模块支持超宽电压范围输入模式，输入范围为AC/DC20V-AC/DC264V，输出DC3.3V和DC4V直流电压。
4.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述的串口调试模块采用TPT3232E芯片。
5.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述的5G模块采用RG500Q全网通通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述的加密模块采用国网配电终端安全芯片SC1161Y。
7.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述NUC972ARM控制模块采用NUC972ARM芯片。
8.根据权利要求1所述的一种中压载波5G加密通信模块，其特征在于，所述5G加密通信模块的工作过程为：5G模组从主站获取数据后将数据传输到NUC972ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972ARM控制模块，NUC972ARM控制模块将数据通过网口通信模块传送给下一级设备；下一级设备会通过网口通信模块上传数据至NUC972ARM控制模块，随后数据通过加密模块加密后返回至NUC972ARM控制模块，由5G模组将加密数据上传至主站；在调试过程中，串口调试模块发挥作用，把数据传送到NUC972ARM控制模块进行处理。
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