CN114244452A - 一种用于输电线路的无线窄带模块 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电网通信技术领域，涉及一种用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，包括处理模块，所述处理模块与信道采集输入模块和信号调制解调模块连接；处理模块进行DSP浮点运算，进行载波通讯拆表；对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。本发明采用两个信道并行独立工作，发挥各自信道的优势，有效保证了通信的高效安全。通过信号调制解调模块对电网信道进行检测，可以对各时段信道质量进行统计分析，通过载波、无线与电网信道检测结合，提高台区的故障诊断能力，系统的通信是实时的，快速的、可靠的、稳定的。
Description
技术领域
本发明属于电网通信技术领域，涉及一种用于输电线路的无线窄带模块。
背景技术
现有的通信信道都是单一方式的。目前仍有用电采集系统主要采用窄带电力线载波和微功率无线的单一通信方式，这其中又以窄带电力线载波通信运用最广，微功率无线目前主要用于少数部分地区。而这两种单一通信方式都有各自的缺陷。窄带电力线载波是依托已有的电力资源进行数据传输，由于低压电力线路是用来传输电能的，所以电力线的通信环境十分恶劣，噪声污染严重，窄带电力线载波通信会受电网噪声、阻抗及谐波等影响。微功率无线是通过空间电磁波进行数据传输，对安装环境有较高的要求，对方向敏感以及受建筑物遮挡影响大；另外由于现代科技发展的日新月异，无线通信设备得到了广泛运用，空间电磁波的污染也越来越严重，这也严重影响采集成功率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种用于输电线路的无线窄带模块。
本发明的目的通过以下方案予以实现：
一种用于输电线路的无线窄带模块，包括处理模块，所述处理模块与信道采集输入模块和信号调制解调模块连接；
信道采集输入模块分别采集窄带电力线载波信道接收信号强度检测结果和微功率信道接收信号强度检测结果；通过对载波信道和无线信道上的接收信号强度比较，判断载波信道质量和无线信道质量的好坏，从而进行两种信道的自动切换；
信号调制解调模块对载波通讯信号调制解调；对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调；
处理模块进行DSP浮点运算，进行载波通讯拆表；对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。
上述处理模块具有DSP浮点运算功能，不仅实现了载波通讯拆表的功能，还能够实施对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。
进一步地，无线窄带模块还包括存储模块和显示模块；存储模块和显示模块与处理模块连接。
进一步地，显示模块、存储模块、信号调制解调模块、处理模块、信道采集输入模块均与电源模块的输出端相连接。
进一步地，所述存储模块包括参数存储模块和数据存储模块，所述参数存储模块为EEPROM，所述数据存储模块为FLASH芯片。
进一步地，所述信号调制解调模块的信号输入端与信号接收模块的输出端相连；信号调制解调模块的输出端与信号发送模块的信号输入端相连；信号接收模块的信号输入端与信号耦合模块的信号输出端相连，信号发送模块的信号输出端与信号耦合模块的信号输入端相连。
进一步地，所述信号调制解调模块包括A调制解调模块和B调制解调模块； A调制解调模块完成载波通讯信号的调制解调；B调制解调模块对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调。
进一步地，所述信道选择输入模块连接设置有第一检测模块和第二检测模块；所述第一检测模块用于窄带电力线载波信道接收信号强度检测；所述第二检测模块用于微功率信道接收信号强度检测。
进一步地，所述第一检测模块包括依次连接的第一信源、载波信道、第一硬件滤波器、第一软件滤波器和载波RSSI检测器。
进一步地，所述第二检测模块包括依次连接的第二信源、无线信道、第二硬件滤波器、第二软件滤波器和无线RSSI检测器。
上述用于输电线路的无线窄带模块，主要基于物联网NBIOT技术。处理模块在整个系统运行中进行主程序执行和通信控制以及对信号数据处理与信号数据分析。处理模块与信道采集输入模块连接，信道采集输入模块通过对载波信道和无线信道上的接收信号强度比较，来判断载波信道质量和无线信道质量的好坏：
第一检测模块和第二检测模块将接收信号强度的平均值进行寄存，并与预设阈值进行比较分析，判断是否需要自动切换，从而进行两种信道的自动切换，使两个信道独立并行工作，相互补充，克服单一信道传输的劣势，有效保证信息通讯的可靠性。
处理模块与信号调制解调模块进行数据通讯，不仅实现了载波通讯功能，还能够对电网信道质量进行分析，最终诊断信息发送给集中器，从而通知主站。上述A调制解调部分和B调制解调部分采用不同的通讯通道分别与处理模块通讯，从而保证了载波或无线通讯和信道检测的可靠性。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明通过设置信道采集输入模块为智能电网提供了中更好的通信方式，采用两个信道并行独立工作，发挥各自信道的优势，有效保证了通信的高效安全。通过信号调制解调模块对电网信道进行检测，可以对各时段信道质量进行统计分析，主站对重点用户可以有选择的进行抄读，通过载波、无线与电网信道检测结合，提高台区的故障诊断能力，系统的通信是实时的，快速的、可靠的、稳定的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为实施例的无线窄带模块的结构框图；
图2为实施例的无线窄带模块的第一检测模块的结构框图；
图3为实施例的无线窄带模块的第二检测模块的结构框图；
图4为实施例的无线窄带模块的信号调制解调模块的结构框图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例的用于输电线路的无线窄带模块，包括处理模块，处理模块与信道采集输入模块、信号调制解调模块、存储模块、显示模块相连接；显示模块、存储模块、信号调制解调模块、处理模块、信道采集输入模块均与电源模块的输出端相连接。本实施例主要基于物联网NBIOT技术。
信道采集输入模块采集窄带电力线载波信道接收信号强度检测结果和微功率信道接收信号强度检测结果。通过对载波信道和无线信道上的接收信号强度比较，判断载波信道质量和无线信道质量的好坏，从而进行两种信道的自动切换。
信号调制解调模块对载波通讯信号的调制解调，实现载波抄表通讯；对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调，实现对电网信道监测。
处理模块进行DSP浮点运算，进行载波通讯拆表的功能；对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。
存储模块包括参数存储模块和数据存储模块，其中，参数存储模块为EEPROM，数据存储模块为FLASH。
信号调制解调模块的信号输入端与信号接收模块的输出端相连；信号调制解调模块的输出端与信号发送模块的信号输入端相连；信号接收模块的信号输入端与信号耦合模块的信号输出端相连，信号发送模块的信号输出端与信号耦合模块的信号输入端相连。
信道选择输入模块连接设置有第一检测模块和第二检测模块；第一检测模块用于窄带电力线载波信道接收信号强度检测；所述第二检测模块用于微功率信道接收信号强度检测。
如图2所示，第一检测模块包括依次连接的第一信源、载波信道、第一硬件滤波器、第一软件滤波器和载波RSSI检测器，第一硬件滤波器可以是TDK的滤波器系列，第一软件滤波器采用常规的滤波算法利用MATLAB设计的一个小插件。
第一信源发出信号通过载波信道的同时会受到外界噪声源的干扰，然后经第一硬件滤波器滤除一部分噪声干扰，在通过第一软件滤波器滤除另外一部分噪声干扰，这样经过软硬双重滤波处理后噪声干扰基本被消除，然后通过载波RSSI检测器测出载波信道接收信号强度平均值。
如图3所示，第二检测模块包括依次连接的第二信源、无线信道、第二硬件滤波器、第二软件滤波器和无线RSSI检测器，第二硬件滤波器可以是TDK的滤波器系列，第二软件滤波器采用常规的滤波算法利用MATLAB设计的一个小插件。
第二信源发出信号通过无线信道的同时会受到外界噪声干燥，然后经第二硬件滤波器滤除一部分噪声干扰，再通过第二软件滤波器滤除另外一部分噪声干扰，经过软硬双重滤波处理后噪声干扰基本消除，然后通过无线RSSI检测器检测接收信号强度平均值。
如图4所示，信号调制解调模块包括A调制解调部分和B调制解调部分，A调制解调部分和B调制解调部分都有各自的调制解调芯片；A调制解调部分完成载波通讯信号的调制解调，实现载波抄表通讯的功能；B调制解调部分对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调，实现对电网信道监测的功能。
处理模块具有DSP浮点运算功能，不仅实现了载波通讯拆表的功能，还能够实施对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。
本实施例中，电源模块的输出电压包括5V以及3.7V两种。
本实施例通过设置信道采集输入模块为智能电网提供了中更好的通信方式，采用两个信道并行独立工作，发挥各自信道的优势，有效保证了通信的高效安全。通过信号调制解调模块对电网信道进行检测，可以对各时段信道质量进行统计分析，主站对重点用户可以有选择的进行抄读，通过载波、无线与电网信道检测结合，提高台区的故障诊断能力，系统的通信是实时的，快速的、可靠的、稳定的。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，包括处理模块，所述处理模块与信道采集输入模块和信号调制解调模块连接；
信道采集输入模块分别采集窄带电力线载波信道接收信号强度检测结果和微功率信道接收信号强度检测结果；通过对载波信道和无线信道上的接收信号强度比较，判断载波信道质量和无线信道质量的好坏，从而进行两种信道的自动切换；
信号调制解调模块对载波通讯信号调制解调；对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调；
处理模块进行DSP浮点运算，进行载波通讯拆表；对信号调制解调模块进行数据通讯，将信号调制解调模块采集到的信道衰减和信道噪声参数进行实时计算和分析，得到当前电网信道的通信频段信道衰减比一级各个频段噪声时域和频域响应曲线。
2.根据权利要求1所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，无线窄带模块还包括存储模块和显示模块；存储模块和显示模块与处理模块连接。
3.根据权利要求2所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，显示模块、存储模块、信号调制解调模块、处理模块、信道采集输入模块均与电源模块的输出端相连接。
4.根据权利要求2所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述存储模块包括参数存储模块和数据存储模块，所述参数存储模块为EEPROM，所述数据存储模块为FLASH芯片。
5.根据权利要求1所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述信号调制解调模块的信号输入端与信号接收模块的输出端相连；信号调制解调模块的输出端与信号发送模块的信号输入端相连；信号接收模块的信号输入端与信号耦合模块的信号输出端相连，信号发送模块的信号输出端与信号耦合模块的信号输入端相连。
6.根据权利要求1所述输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述信号调制解调模块包括A调制解调模块和B调制解调模块； A调制解调模块完成载波通讯信号的调制解调；B调制解调模块对电网通讯频段衰减比和信道噪声进行调制解调。
7.根据权利要求1所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述信道选择输入模块连接设置有第一检测模块和第二检测模块；所述第一检测模块用于窄带电力线载波信道接收信号强度检测；所述第二检测模块用于微功率信道接收信号强度检测。
8.根据权利要求7所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述第一检测模块包括依次连接的第一信源、载波信道、第一硬件滤波器、第一软件滤波器和载波RSSI检测器。
9.根据权利要求7所述用于输电线路的无线窄带模块，其特征在于，所述第二检测模块包括依次连接的第二信源、无线信道、第二硬件滤波器、第二软件滤波器和无线RSSI检测器。
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| CN103138801A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-06-05 | 湖北省电力公司 | 窄带电力线载波和微功率无线双信道自动切换装置及方法 |
| WO2017156837A1 (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 瑞斯康微电子（深圳）有限公司 | 一种全频带电力线载波通信方法 |
| CN107274655A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-20 | 南京新联电子股份有限公司 | 一种用于电网信道监测的窄带载波通讯模块 |
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