CN117082638A - 一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法，属于智能配电终端技术领域。该设计方法包括：获取智能配电终端的应用场景需求并进行分析，得到设计输入文件；根据所述设计输入文件及不同的所述应用场景需求，生成多个智能配电终端通讯架构及通讯模组；所述通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组使用串口进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发；根据所述通讯架构及通讯模组制作生产计划表，根据所述生产计划表完成智能配电终端样机加工；所述生产计划表至少包括硬件设计和软件开发设计。本发明能够实现数据帧的延时可控、时间同步，解决数据接入及传输技术的可靠、稳定及微功率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能配电终端技术，更具体地说，涉及一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法。
背景技术
当前电网公司正在大力开展新型电力系统和数字电网的建设。其中，电力传感器在数字电网的架构中属于感知层，是构建数字电网的基础。目前电力传感器从监测对象来分类，分为设备监测类﹑环境监测类﹑安防监控类等，应用场景全面覆盖电网的高﹑中﹑低压网的变电站﹑输电线路﹑配电房和台区。
电力传感器主要通过本地通信网与电力网关连接，实现采集数据的上传。通信通道分有线和微功率无线两种，其中有线方式主要采用RS485有线通信方式，并需外配电源，即有线传感器；微功率无线方式一般用433M小无线﹑蓝牙﹑LORA或Zigbee等通信方式与传感器终端通信。
目前电力设备传感器存在如下问题：（1）有线传感器通过RS485有线方式通信，现场施工工程量大（特别是现有电房的改造），运行过程中某个传感器出现故障或检修，以及扩展接入新的传感器都会影响到接在同一RS485总线上其他传感器的数据采集。（2）现场多种微功率无线技术并存所带来的问题，例如1)当前各种无线通信方式均工作在各个非授权频点上（如433M﹑470M﹑2.4G等）。如果现场无线传感器有多种无线通信标准，那么在数据通信时很容易出现相互干扰，严重影响了通信的可靠性。目前所使用LORA、Zigbee、433小无线等通信方式基本都使用竞争无线接入方式，更容易引起设备间的干扰；2)无线传感器由于采用电池供电，其通信业务模式在满足正常应用的数据采集外，须尽量减少通信时的功耗。为此，无线传感器不能永远工作在线，不通信时必须进入休眠状态。3）433M小无线方式和LORA方式由于并发通道数较少，各传感器定时唤醒主动上报时只能采用争抢方式连接网关，失败后经随机延时再争抢接入，在传感器较多的情况下通信效率低，通信的功耗较大。4）Zigbee方式传感器，按现有的Zigbee协议，苏醒后搜网的时间长，通信效率同样低，功耗较大。
发明内容
鉴于此，为了解决或改善上述现有技术中的不良现象，本发明提出了一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法，能够实现数据帧的延时可控、时间同步。
为了实现上述目的，本发明提供了一种智能配电终端无线通信设计方法，包括：获取智能配电终端的应用场景需求并进行分析，得到设计输入文件；根据所述设计输入文件及不同的所述应用场景需求，生成多个智能配电终端通讯架构及通讯模组；所述通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组使用串口进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发；根据所述通讯架构及通讯模组制作生产计划表，根据所述生产计划表完成智能配电终端样机加工；所述生产计划表至少包括硬件设计和软件开发设计。
在一种可能的实现方式中，所述设计输入文件，具体为基于TDMA时分多址参数；所述基于TDMA时分多址参数至少包括系统参数，用户信息，数据传输参数，时隙调度参数。
在一种可能的实现方式中，所述Server模组和Client模组间采用TDMA时分多址通讯方法进行传输数据。
在一种可能的实现方式中，所述生成多个智能配电终端通讯架构，具体包括：当对第一工作频段数据收发时，所述通讯架构为：所述Client模组通过网络终端广播同步信号，或者使用同步协议实现与网络终端同步后，采用数据即来即发的基于TDD时隙的非调度竞争接入模式，完成多个所述Client模组与汇聚节点连接，每一所述汇聚节点绑定多个Client模组，所有汇聚节点依次连接后汇入Server模组，所述Server模组的下行信道主要用于同步广播系统信息传输，上行信道使用一步接入的方式直接接入基站；当对第二工作频段数据收发时，所述通讯架构为：边缘网关通过Uart串口与Server模组连接，边缘网关采用AT指令的方式配置Server模组实现Client模组ESN号绑定鉴权、点播、广播及模组低功耗模式设置；所述Server模组和Client端模组采用无线空口的方式通信，实现数据的交互；其中，Server模组支持对接入设备进行鉴权，若client模组没有添加到Server模组，则Server模组会拒绝设备接入。
在一种可能的实现方式中，所述硬件设计至少包括硬件原理图设计、硬件PCB版设计、物料清单表、样机贴片安装、基础软件环境安装、以及样机功能性能调试中的任意一项。
在一种可能的实现方式中，所述软件开发设计至少包括通信物理层和MAC层协议设计、射频芯片及MCU芯片驱动层设计、应用控制层设计中的任意一项。
在一种可能的实现方式中，所述生产计划表还包括安全设计；所述安全设计至少包括双方认证和密钥派生、下行广播报文的加密传输、下行广播报文的完整性保护、上下行用户信令和数据的加密传输、上下行用户控制信令的完整性保护中的任意一项。
在一种可能的实现方式中，所述Client模组由TPUNB远距离窄带物联网无线通信协议芯片TP580X集成而成，通过TPUNB无线网络进行交互，所述TPUNB无线网络采用自动重传机制；所述自动重传机制包括：时隙退避判断：当调度机会来临时，先检查时隙退避Backoff计数器，如果计数器大于0，则减1，并丢弃本次发送机会，以增加其他设备的发送机会；时隙退避判断：若是数据的第一次发送，则依据数据的类型初始化退避因子；ACK超时和重发：当ACK超时时，有先判断重发次数限制，如果超过重发上限，则发送失败；时隙退避指数选择：从MinBE+NB和MaxBE中选择最小值作为时隙退避指数；随机选择退避值：时隙退避Backoff会从0到2的BE次幂 - 1之间随机挑选一个值作为时隙退避Backoff计数器的值；上行频点切换：当时隙退避指数Backoff计数器达到最大值后，NB会自增1，当NB大于MaxBE时，允许下次的发送选用不同的上行频点来发送数据。
本发型还提供了一种智能配电终端无线通信方法，所述通信方法采用的通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组如上述任一方案所述的智能配电终端无线通信设计方法进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发。
本发型还提供了一种通信模组，所述通信模组采用如上述任一方案所述的智能配电终端无线通信设计方法中所述的Server端模和Client模组。
有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有的优点是：本发明根据输变配电网传感器通信接入的应用需求，基于微功率要求下国产化软硬件平台的数据可信接入及传输技术，研制微功率无线通讯模组，实现可信接入，保证数据可靠及安全；通讯模组基于低功耗470-510MHz频段实现发射功率小于50mW；基于2400-2483.5MHz频段实现发射功率小于10mW；基于自组网技术的输变电设备物联网感知层数据传输的核心网络，满足自组、灵活可靠的组网要求；网络节点之间应具备多跳传输、组包分片传输、时间自同步和自动重传等机制。
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，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明的实施例中智能配电终端无线通信设计方法流程图。
图2是本发明的实施例中通讯架构图。
图3是本发明的实施例中微功率无线通讯模组外围框图。
图4是本发明的实施例中自动重传机制流程图。
图5是本发明的实施例中边缘网关与物管平台数据交互规范流程图。
图6是本发明的实施例中边端设备档案注册流程图。
图7是本发明的实施例中边缘网关与Server端模组和Client端模组间的通信示意图。
图8是本发明的实施例中另一边缘网关与Server端模组和Client端模组间的通信示意图。
图9是本发明的实施例中低功耗模式设置示意图。
图10是本发明的实施例中Client模组功能设置示意图。
图11是本发明的实施例中模组接口定义示意图。
图12是本发明的实施例中模块引脚定义示意图一。
图13是本发明的实施例中模块引脚定义示意图二。
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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到术语“第一”、“第二”、“第三”只是用于描述目的以及区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
第一方面，如附图1所示，在本实施例中，提供一种智能配电终端无线通信设计方法，分别从概念设计以及理论技术研究、方案设计、样机研制、功能软件开发、样机测试及鉴定、现场试用等多维度考虑进行整理方案设计。
具体的：一种智能配电终端无线通信设计方法，所述无线通信设计方法包括：
S101：获取智能配电终端的应用场景需求并进行分析，得到设计输入文件；
从微功率无线通讯模组应用场景需求分析开始入手，确定对微功率无线通讯模组在应用场景环境适应性等方面的需求，综合考虑成本和市场因素，并形成明确的设计输入文件，用于指导下一步开展相应的方案设计。
所述设计输入文件，具体为基于TDMA时分多址参数；所述基于TDMA时分多址参数至少包括系统参数，用户信息，数据传输参数，时隙调度参数；
所述系统参数包括时隙的长度、总的时隙数以及用户数量；
所述用户信息包括用户编号、以及所分配的时隙号信息；
所述数据传输参数，用于定义每个用户在各自的时隙中要传输的数据；
所述时隙调度参数，用于定义时隙的调度策略；
所述Server模组和Client模组间采用TDMA时分多址通讯方法进行传输数据。
S102：根据所述设计输入文件及不同的所述应用场景需求，生成多个智能配电终端通讯架构及通讯模组；如附图2所示，所述通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组使用串口进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发；
例如，可生成基于LoRaWAN的智能配电终端通讯架构，其中：
输入文件：使用LoRaWAN通讯协议的智能配电设备数据。
通讯模组：选择适用于LPWAN的LoRaWAN模组，例如Semtech SX1276 LoRa模组或Microchip RN2483 LoRaWAN模组。
还可以生成基于NB-IoT的智能配电终端通讯架构，其中：
输入文件：使用Sigfox通讯协议的智能配电设备数据。
通讯模组：选择适用于Sigfox的模组，例如Texas Instruments CC1125模组或ONSemiconductor AX-SFEU模组。
还可以生成基于Sigfox的智能配电终端通讯架构，其中：
输入文件：使用Sigfox通讯协议的智能配电设备数据。
通讯模组：选择适用于Sigfox的模组，例如Texas Instruments CC1125模组或ONSemiconductor AX-SFEU模组。
需要注意的是，以上架构和模组的选择取决于具体的需求和约束条件。例如，根据通讯范围、功耗要求、成本限制等因素，选择合适的通讯技术和模组。此外，还需要考虑通讯网络覆盖范围、设备安全性要求以及与其他系统的集成等因素。
S103：根据所述通讯架构及通讯模组制作生产计划表，根据所述生产计划表完成智能配电终端样机加工；所述生产计划表至少包括硬件设计和软件开发设计。
所述生成多个智能配电终端通讯架构，具体包括：
当对第一工作频段数据收发时，所述通讯架构为：所述Client模组通过网络终端广播同步信号，或者使用同步协议实现与网络终端同步后，采用数据即来即发的基于TDD时隙的非调度竞争接入模式，完成多个所述Client模组与汇聚节点连接，每一所述汇聚节点绑定多个Client模组，所有汇聚节点依次连接后汇入Server模组，所述Server模组的下行信道主要用于同步广播系统信息传输，上行信道使用一步接入的方式直接接入基站。
所述生成多个智能配电终端通讯架构，具体包括：
当对第二工作频段数据收发时，所述通讯架构为：边缘网关通过Uart串口与Server模组连接，边缘网关采用AT指令的方式配置Server模组实现Client模组ESN号绑定鉴权、点播、广播及模组低功耗模式设置；所述Server模组和Client端模组采用无线空口的方式通信，实现数据的交互；
其中，Server模组支持对接入设备进行鉴权，若client模组没有添加到Server模组，则Server模组会拒绝设备接入。
所述硬件设计，至少包括：硬件原理图设计、硬件PCB版设计、物料清单表、样机贴片安装、基础软件环境安装、以及样机功能性能调试。
如附图3所示为微功率无线通讯模组（LPWAN Module）外围框图，用于低功耗、长距离通信的无线模组。通常运行在低频率带，例如ISM频段（Industrial, Scientific andMedical），以提供更广阔的覆盖范围和更好的穿透能力。LPWAN模组可用于许多应用领域，例如物联网（IoT）和远程传感器网络。
所述生产计划表，还包括：安全设计；
所述安全设计，至少包括双方认证和密钥派生，下行广播报文的加密传输，下行广播报文的完整性保护，上下行用户信令和数据的加密传输，以及上下行用户控制信令的完整性保护。
双方认证和密钥派生是在通信过程中确保安全性和机密性的重要步骤，双方认证和密钥派生的示例过程：
身份认证：双方（通信参与者）在通信开始之前，需要相互验证对方的身份，以确保通信的安全性。通常使用数字证书和公钥基础设施（PKI）来实现身份认证。每个参与者都有一个唯一的数字证书，其中包含公钥和身份信息。在通信开始之前，通过验证对方的数字证书，可以确认对方的身份。
密钥协商和派生：在通过身份认证之后，双方需要协商和派生一个共享的密钥，以便进行加密和解密通信过程中的数据。密钥协商协议是使用Diffie-Hellman密钥交换。在Diffie-Hellman密钥交换中，双方通过交换公钥，并使用自己的私钥和对方的公钥计算得到一个共享的密钥。
密钥交换和派生过程：双方生成自己的公钥和私钥。将公钥交换给对方。使用自己的私钥和对方的公钥进行计算，得到一个共享的密钥。双方都可以计算得到相同的共享密钥。
密钥管理和更新：生成共享密钥后，双方需要对密钥进行管理和更新，以确保通信的持续安全性。定期更换密钥对是一种常用的做法，以减少密钥被猜测或破解的风险。密钥管理涉及存储、分发和更新密钥的过程
其中，所述Client模组由TPUNB远距离窄带物联网无线通信协议芯片TP580X集成而成，通过TPUNB无线网络进行交互，所述TPUNB无线网络采用自动重传机制；如附图4所示，TPUNB网络采用的自动重传机制，可以高效地补偿由于采用链路适配所带来的误码，提高了数据传输速率，减小了数据传输时延。如果有配置发送总超时，则会全程包含以下逻辑，如果总超时到了，还没收到ACK则会判断发送失败，终止发送行为。
发送：发送了一定数量的包后，就会要求收端反馈，针对反馈失败的包进行重传，如果重传超过设定次数，就丢包，继续后面的数据包发送。如果连续丢包或一直收不到终端反馈，则置UE失联。
接收：如果收到的都是连续包，则不停的解包发送给上层；如果发现有丢包（SN不连续，有空洞），就会等Missing的包都收到了，再解包发给上层；但是过了时间或者个数门限，missing的包就不考虑了（即发端不会再重传了），把能组的包组起来发给上层；所述自动重传机制，包括：
时隙退避判断：当调度机会来临时，先检查时隙退避Backoff计数器，如果计数器大于0，则减1，并丢弃本次发送机会，以增加其他设备的发送机会；
时隙退避判断：若是数据的第一次发送，则依据数据的类型初始化退避因子；
ACK超时和重发：当ACK超时时，有先判断重发次数限制，如果超过重发上限，则发送失败；
时隙退避指数选择：从MinBE+NB和MaxBE中选择最小值作为时隙退避指数；
随机选择退避值：时隙退避Backoff会从0到2的BE次幂 - 1之间随机挑选一个值作为时隙退避Backoff计数器的值；
上行频点切换：当时隙退避指数Backoff计数器达到最大值后，NB会自增1，当NB大于MaxBE时，允许下次的发送选用不同的上行频点来发送数据。
在本申请中硬件设计还包括：根据当前物联网管理平台的通信架构，结合智能配电的应用需求，定义一套电力传感器终端的通信应用层技术架构，包括边端设备（边缘网关和各类电力传感器）统一的物模型﹑边缘网关与物管平台的数据交互规范﹑边缘网关与传感器的传输规范。该应用层协议架构主要在物管平台﹑边缘网关和电力传感器上实现。
（1）如附图5所示，设置边缘网关与物管平台数据交互规范：
（2）如附图6所示，边端设备档案注册流程。
站点点表信息(构成方式为Json文件形式) 由边缘网关自动上报至物联平台，再由物联平台传输至主站微应用，微应用收到报文后，下载上送的点表文件进行解析入库备案。
第二方面，本发明还提供一种智能配电终端无线通信方法，所述通信方法采用的通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组如上所述的智能配电终端无线通信设计方法进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发。
第三方面，本发明还提供一种通信模组，所述通信模组采用如上所述的智能配电终端无线通信设计方法中所述的Server端模和Client模组。
如附图7所示，优选的Server端模组支持星型组网通信协议，工作频段为：470MHz~510MHz。使用串口进行数据收发，可实现星型组网通信。产品尺寸：17.7mm*15.8mm*2.0mm，方便嵌入各种智能设备中提供TPUNB组网功能。Client模组由TPUNB远距离窄带物联网无线通信协议芯片TP580X集成而成, 产品尺寸：17.7mm*15.8mm*2.0mm，实现将数据和控制信令通过TPUNB无线网络进行交互。
其中，边缘网关通过串口（Uart）与Server端模组连接，边缘网关采用AT指令的方式配置Server端模组实现Client端模组ESN号绑定鉴权、点播、广播及模组低功耗模式设置等。Server端模组和Client端模组采用无线空口的方式通信，实现数据的交互。Server端模组支持对接入设备进行鉴权，若client端模组没有添加到Server端模组，则Server端模组会拒绝设备接入。
如附图8所示，Server端模组支持广播数据，TypeC 和 TypeD client端模组可以实时接收到数据，TypeA 则需要在下行接收窗口内才能接收到广播数据。
Server端模组也支持点播数据。当进行数据点播时，其它client端模组不会输出数据，只有被点播的设备会接收到点播数据并输出。
设备低功耗设置：支持三种低功耗模式设置，如图9所示；
Client模组功能设置：如图10所示；
模组接口定义：如图11所示；
其中，NC 未使用引脚客户需悬空处理；P 电源类引脚；I 输入引脚；AI模拟输入；O输出引脚；I/O 双向引脚。
另一优选的，Server端模组支持星型组网通信协议，工作频段为： 2400-2483.5MHz。使用串口进行透明传输，实现星型组网通信。方便嵌入各种智能设备中提供组网功能。Client端模组由国产芯片集成而成,实现将数据和控制信令通过2400-2483.5MHz无线网络进行交互。
参数信息设置如下：
（1）模组封装： 12.8mm*17.93mm (邮票孔)-18PIN
（2）工作频段：2400MHz～2483.5MHz
（3）调制方式：GFSK
（4）频偏：±20kHz
（5）发射功率：-20dbm~+9dbm
（6）接收灵敏度：-90dBm@1Mbps，-100dBm@125Kbps
（7）数据接口：Uart
（8）支持内部 RTC 实时时钟
（9）超低功耗：功耗测试
（10）工作电压：1.7V～3.6V
（11）工作温度：-40℃～+85℃
模块引脚定义图：如图12所示；
Client端模组采用ASR5601C 芯片设计，参数信息设置如下：
工作频段：2400MHz～2483.5MHz
调制方式：GFSK
频偏：±20kHz
发射功率：-20dbm~+9dbm
接收灵敏度：-90dBm@1Mbps，-100dBm@125Kbps
数据接口：Uart
支持内部 RTC 实时时钟
超低功耗：功耗测试
工作电压：1.7V～3.6V
工作温度：-40℃～+85℃
模块引脚定义图：如图13所示。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM,Read-0nlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，包括：
获取智能配电终端的应用场景需求并进行分析，得到设计输入文件；
根据所述设计输入文件及不同的所述应用场景需求，生成多个智能配电终端通讯架构及通讯模组；所述通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组使用串口进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发；
根据所述通讯架构及通讯模组制作生产计划表，根据所述生产计划表完成智能配电终端样机加工；所述生产计划表至少包括硬件设计和软件开发设计。
2.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述设计输入文件，具体为基于TDMA时分多址参数；所述基于TDMA时分多址参数至少包括系统参数，用户信息，数据传输参数，时隙调度参数。
3.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述Server模组和Client模组间采用TDMA时分多址通讯方法进行传输数据。
4.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述生成多个智能配电终端通讯架构，具体包括：
当对第一工作频段数据收发时，所述通讯架构为：所述Client模组通过网络终端广播同步信号，或者使用同步协议实现与网络终端同步后，采用数据即来即发的基于TDD时隙的非调度竞争接入模式，完成多个所述Client模组与汇聚节点连接，每一所述汇聚节点绑定多个Client模组，所有汇聚节点依次连接后汇入Server模组，所述Server模组的下行信道主要用于同步广播系统信息传输，上行信道使用一步接入的方式直接接入基站；
当对第二工作频段数据收发时，所述通讯架构为：边缘网关通过Uart串口与Server模组连接，边缘网关采用AT指令的方式配置Server模组实现Client模组ESN号绑定鉴权、点播、广播及模组低功耗模式设置；所述Server模组和Client端模组采用无线空口的方式通信，实现数据的交互；其中，Server模组支持对接入设备进行鉴权，若client模组没有添加到Server模组，则Server模组会拒绝设备接入。
5.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述硬件设计至少包括硬件原理图设计、硬件PCB版设计、物料清单表、样机贴片安装、基础软件环境安装、以及样机功能性能调试中的任意一项。
6.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述软件开发设计至少包括通信物理层和MAC层协议设计、射频芯片及MCU芯片驱动层设计、应用控制层设计中的任意一项。
7.根据权利要求1所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述生产计划表还包括安全设计；所述安全设计至少包括双方认证和密钥派生、下行广播报文的加密传输、下行广播报文的完整性保护、上下行用户信令和数据的加密传输、上下行用户控制信令的完整性保护中的任意一项。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的智能配电终端无线通信设计方法，其特征在于，所述Client模组由TPUNB远距离窄带物联网无线通信协议芯片TP580X集成而成，通过TPUNB无线网络进行交互，所述TPUNB无线网络采用自动重传机制；所述自动重传机制包括：
时隙退避判断：当调度机会来临时，先检查时隙退避Backoff计数器，如果计数器大于0，则减1，并丢弃本次发送机会，以增加其他设备的发送机会；
时隙退避判断：若是数据的第一次发送，则依据数据的类型初始化退避因子；
ACK超时和重发：当ACK超时时，有先判断重发次数限制，如果超过重发上限，则发送失败；
时隙退避指数选择：从MinBE+NB和MaxBE中选择最小值作为时隙退避指数；
随机选择退避值：时隙退避Backoff会从0到2的BE次幂 - 1之间随机挑选一个值作为时隙退避Backoff计数器的值；
上行频点切换：当时隙退避指数Backoff计数器达到最大值后，NB会自增1，当NB大于MaxBE时，允许下次的发送选用不同的上行频点来发送数据。
9.一种智能配电终端无线通信方法，其特征在于，所述通信方法采用的通讯架构至少包括Server模组和Client模组，所述Server端模和Client模组如权利要求1-8任一所述的智能配电终端无线通信设计方法进行第一工作频段或第二工作频段的数据收发。
10.一种通信模组，其特征在于，所述通信模组采用如权利要求1-8任一所述的智能配电终端无线通信设计方法中所述的Server端模和Client模组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310914556.0A CN117082638A (zh) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | 一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310914556.0A CN117082638A (zh) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | 一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117082638A true CN117082638A (zh) | 2023-11-17 |
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ID=88712470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310914556.0A Pending CN117082638A (zh) | 2023-07-25 | 2023-07-25 | 一种智能配电终端无线通信方法、模组及设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117082638A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117858030A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-09 | 北京三圣凯瑞科技有限公司 | 一种无线通信校准方法、系统、终端及存储介质 |
| CN117858030B (zh) * | 2024-03-05 | 2024-05-31 | 北京三圣凯瑞科技有限公司 | 一种无线通信校准方法、系统、终端及存储介质 |
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2023
- 2023-07-25 CN CN202310914556.0A patent/CN117082638A/zh active Pending
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