CN206948633U - 一种台区识别中的无线组网管理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种台区识别中的无线组网管理设备，包括无线传感网络协调装置、控制装置和通信装置。控制装置用于控制整个设备，向无线传感网络协调装置发出组网指令，并采集经无线传感网络协调装置获取的各现场台区识别终端的台区识别信息；控制装置接收台区识别信息后，可选择RS485、RJ45以太网和/或GPRS通信装置，将台区识别信息发送至远端管理中心。利用本实用新型提供的设备进行台区识别时，远端管理中心只需与本设备之间进行通信，即可获得多个台区识别终端的台区识别信息，避免了现有技术中远端管理中心需要与多个台区识别终端连接而造成的布线复杂、布线耗时较长的问题，能有效提高台区信息识别的效率。

Description

一种台区识别中的无线组网管理设备

技术领域

本实用新型涉及智能电网技术领域，特别涉及一种台区识别中的无线组网管理设备。

背景技术

在低压配电网的营业管理中，用电管理部门经常需要核查用户档案，其中，用户档案包括用户归属台区、台区网络拓扑关系、用户设备的用电相位和工作相序等台区信息，以此来降低负载不平衡损耗，确保台区内用电负载平衡，为台区线损计算等智能电网建设提供基础数据。

目前，用电管理部门利用台区识别设备核查用户档案，现有台区识别设备包括台区识别主机和台区识别终端。其中，台区识别主机安装在变压器出线侧，台区识别终端安装在用户进户线侧。利用台区识别主机向台区识别终端发送载波信号，如果台区识别终端接收到该载波信号，则表明用户线属于台区识别主机所在台区，台区识别终端可根据载波信号获得所在台区的台区编号及工作相序等台区识别信息，并利用通信线缆将台区识别信息发送到远端管理中心。

利用台区识别设备核查用户档案时，通常需要对多个用户进户线进行台区识别，现有技术中采用在多条用户进户线上分别安装台区识别终端，再分别将各台区识别终端与远端管理中心连接的方式存在布线复杂、布线耗时较长等问题，造成台区信息识别的效率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种台区识别中的无线组网管理设备，以解决台区信息传输复杂且识别效率低的问题。

根据本实用新型的实施例，提供一种台区识别中的无线组网管理设备，包括机体，所述机体包括无线传感网络协调装置、控制装置和通信装置；所述无线传感网络协调装置和所述通信装置分别与所述控制装置连接；

所述通信装置包括GPRS通信装置、以太网模块和RS485模块，所述GPRS通信装置位于所述机体的顶部，所述控制装置、所述无线传感网络协调装置、所述以太网模块和所述RS485模块均位于所述机体内部；

所述无线传感网络协调装置用于组建由多个台区识别终端构成的无线传感网络，并可通过无线传感网络接收多个台区识别终端的台区识别信息；

所述控制装置用于接收所述台区识别信息，并通过所述通信装置发送所述台区识别信息。

进一步地，所述无线传感网络协调装置包括ZigBee数据通信装置。

进一步地，所述无线传感网络协调装置包括单片机控制器和射频收发器，所述射频收发器与所述单片机控制器连接。

进一步地，所述射频收发器包括非平衡变压器电路，所述非平衡变压器电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感和第二电感；

所述第一电容和所述第三电容串联，所述第二电容和所述第一电感串联，所述第一电容和所述第二电容并联，所述第三电容和所述第一电感并联，所述第三电容和所述第一电感分别与所述第五电容串联；

所述第二电感的一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，所述第二电感的另一端接地；所述第四电容的一端连接于所述第二电容和所述第一电感之间，所述第四电容的另一端接地。

进一步地，所述GPRS通信装置为GPRS天线。

进一步地，所述以太网模块包括以太网物理层收发器KSZ8041NL和RJ45模块HR911105A，所述机体的侧面设有以太网接口。

进一步地，所述RS485模块包括MAX485芯片，所述MAX485芯片上外接有一个上拉电阻和一个下拉电阻，所述机体的侧面还设有RS485接口。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的台区识别中的无线组网管理设备，包括无线传感网络协调装置、控制装置和通信装置。控制装置用于控制整个设备，向无线传感网络协调装置发出组网指令，并采集经无线传感网络协调装置获取的各现场台区识别终端的台区识别信息；控制装置接收台区识别信息后，可选择RS485、RJ45以太网和/或GPRS通信装置，将台区识别信息发送至远端管理中心。利用本实用新型提供的设备进行台区识别时，远端管理中心只需与本设备之间进行通信，即可获得多个台区识别终端的台区识别信息，避免了现有技术中远端管理中心需要与多个台区识别终端连接而造成的布线复杂、布线耗时较长的问题，能有效提高台区信息识别的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的台区识别中的无线组网管理设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例示出的台区识别中的无线组网管理设备的实体图；

图3为本实用新型实施例示出的控制装置的电路示意图；

图4为本实用新型实施例示出的无线传感网络协调装置的电路示意图；

图5为本实用新型实施例示出的GRPS通信装置的电路示意图；

图6为本实用新型实施例示出的以太网模块的电路示意图；

图7为本实用新型实施例示出的RS485模块的电路示意图。

图中，1-机体；11-无线传感网络协调装置；12-控制装置；13-通信装置；131-GPRS通信装置；132-以太网模块；133-RS485模块；134-以太网接口；135-RS485接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1和图2所示，为本实用新型实施例提供的一种台区识别中的无线组网管理设备，包括机体1，机体1包括无线传感网络协调装置11、控制装置12和通信装置13；无线传感网络协调装置11和通信装置13分别与控制装置12连接。

通信装置13包括GPRS通信装置131、以太网模块132和RS485模块133，GPRS通信装置131位于机体1的顶部，控制装置12、无线传感网络协调装置11、以太网模块132和RS485模块133均位于机体1内部。

控制装置12、无线传感网络协调装置11、以太网模块132和RS485模块133可集成在同一个电路板上，该电路板设置于机体1的内部。

无线传感网络协调装置11用于组建由多个台区识别终端构成的无线传感网络，并可通过无线传感网络接收多个台区识别终端的台区识别信息，即无线传感网络的拓补结构形为由本申请所述的无线组网管理设备作为中心节点，多个台区识别终端作为端节点，从而创建一个无线传感网络。

控制装置12用于向无线传感网络协调装置11发送组网指令，还用于接收台区识别信息，并通过通信装置13发送所述台区识别信息。

本实用新型提供的台区识别中的无线组网管理设备的工作原理为：当用电管理部门需要核查用户档案时，由控制装置12向无线传感网络协调装置11发送组网指令；无线传感网络协调装置11根据接收到的组网指令，获取无线传感网络中各台区识别终端的台区识别信息，所述台区识别信息包括用户归属台区、台区网络拓扑关系、用户设备的用电相位和工作相序等信息；控制装置12采集无线传感网络协调装置11获取的台区识别信息，并将台区识别信息通过通信装置13发送至远端管理中心。

通信装置13可提供3中信息传输和通信方式，第一种是由控制装置12控制GPRS通信装置131发送台区识别信息至远端管理中心，即将获取的台区识别信息以无线移动通信的形式向远端管理中心传送台区识别信息；第二种是由控制装置12控制以太网模块132发送台区识别信息至远端管理中心，即将获取的台区识别信息以以太网接口形式向远端管理中心传送区识别信息；第三种是由控制装置12控制RS485模块133发送台区识别信息至远端管理中心，即将获取的台区识别信息以RS/485的接口形式向远端管理中心传送台区识别信息。实际使用时，可选择三种通信方式中的一种或多种组合的形式，通过有线通信和无线通信结合，不但使所述无线组网管理设备适用于不同的通信环境，还能使台区识别信息进行多渠道传送，提高台区识别信息的传输速度和识别效率。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的台区识别中的无线组网管理设备，进行台区识别时，远端管理中心只需与本设备之间进行通信，即可获得多个台区识别终端的台区识别信息，避免了现有技术中远端管理中心需要与多个台区识别终端连接而造成的布线复杂、布线耗时较长的问题，能有效提高台区信息识别的效率。

具体地，控制装置12包括ARM内核的处理器模块，如图3所示，为本实用新型实施例示出的控制装置的电路示意图，控制装置12选择MDK6025616微控制器作为主控芯片。同时，该MDK6025616微控制器设置有多个串行通信接口，可用于向无线传感网络协调装置11传送组网指令，采集无线传感网络协调装置11获取的台区识别信息，控制GPRS通信装置131、以太网模块132和/或RS485模块133进行台区识别信息的传送。

进一步地，无线传感网络协调装置11包括ZigBee数据通信装置、单片机控制器和射频收发器，如图4所示，为本实用新型实施例示出的无线传感网络协调装置的电路示意图，无线传感网络协调装置11选择CC2530无线网络控制器作为主控芯片。CC2530无线网络控制器内部集成了A/D单元、单片机控制单元、射频收发单元等外设，具有数据传输的可靠性高，体积小和重量轻等优点。同时CC2530无线网络控制器支持最新的ZigBee协议ZigBee2007/PRO，适用于低功耗的近距离无线组网通讯，根据ZigBee2007/PRO，利用单片机控制单元执行协调器发出的组网指令将台区识别终端设置为路由器或端节点，从而在多个台区识别终端之间组建成ZigBee网络。

进一步地，本实施例中，无线传感网络协调装置11中的射频收发器包括非平衡变压器电路。非平衡变压器电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1和第二电感L2。第一电容C1和第三电容C3串联，第二电容C2和第一电感L1串联，第一电容C1和第二电容C2并联，第三电容C3和第一电感L1并联，第三电容C3和第一电感L2分别与第五电容C5串联；第二电感L2的一端连接于第一电容C1和第三电容C3之间，第二电感L2的另一端接地；第四电容C4的一端连接于第二电容C2和第一电感L1之间，第四电容C4的另一端接地。利用C1、C2、C3、C4、C5及电感L1、L2构成非平衡变压器，满足射频输入/输出阻抗匹配需求，实现射频发射时输出能量的最大化。

CC2530无线网络控制器通过其多功能口P0_2、P0_3(图中标识为UART3_TX,UART3_RX)与控制装置12的MDK60DN256微控制器的UART口进行数据交换，CC2530接收的数据输出到CC2530的UART3_RX；控制装置12的MDK60DN256的发送数据输出到UART3_TX标识被CC2530芯片的P0_2引脚接收。数据交换包括：MDK60DN256微控制器将台区识别信息输出到CC2530无线网络控制器，同时CC2530将ZigBee组网信息返回给微控制器MDK60DN256。CC2530无线网络控制器将获得的台区识别信息通过ZigBee网络发送到管理中心的过程包括：作为路由器的台区识别终端获取作为端节点的台区识别终端的台区识别信息，并将多个台区识别终端的台区识别信息打包发送到远端管理中心。路由器与远端管理中心的通信方式可以为有线通信，在进行台区信息识别时，只需在路由器与管理中心之间布设线缆，布线简单，且布线时间较短。当然，路由器与管理中心的通信方式还可以为无线通信，如GPRS、WIFI等，管理中心只需接收来自路由器的台区识别信息，信号传输线路较少，减少了各传输线路之间的干扰，信号传输的可靠性高。

如图5所示，为本实用新型实施例示出的GRPS通信装置的电路示意图，GPRS通信装置131主要包括SIM800L模块，该模块供电为5V供电，接口形式为串口UART，因此，该模块可直接和ARM控制器连接，ARM控制器MDK6025616通过硬件标识为UART2_TX进行数据输出到SIM800L；通过硬件标识为UART2_RX接收来自于SIM800L的输出数据。SIM800L数据可实现4种频通讯，全球可用。GPRS通信装置131在控制器的调度下，SIM800L将台区识别信息的相关数据进行打包并通过蜂窝无线通信网络GPRS传送至远端管理中心。

如图6所示，为本实用新型实施例示出的以太网模块的电路示意图，以太网模块132主要包括由以太网物理层收发器KSZ8041NL和带网络变压器的RJ45模块HR911105A。由于控制装置12的ARM内核中已包换以太网控制器，因此以太网控制器可通过实现IEEE802.3u标准的简化媒体独立接口RMII接口(图中标识为RMII0_TXD1、RMII0_TXD0RMII0_TXEN、RMII0_TXEN、RMII0_CRS_DV、RMII0_RXD0、RMII0_RXD1)与以太网收发器KSZ8041NL进行数据交换，以太网收发器KSZ8041NL再通过带网络变压器的以太网接口134将台区识别信息的相关数据进行打包并通过蜂窝无线通信网络GPRS传送至远端管理中心。本实施例中，以太网接口134设置于机体1的侧面。

如图7所示，本实用新型实施例示出的RS485模块的电路示意图，RS485模块133通过控制装置132的ARM内核的处理器的串行接口UART1进行数据交换，ARM内核的数据发送通过硬件标识符为UART1_TX的引脚输出到MAX485芯片，MAX485芯片再将此TTL电平信号转换为图中标识为485A、485B的差分RS485电平信号；同样ARM的串行接口UART1接收时也是选通过将图中标识为485A、485B的差分电平转换为TTL电平信号UART1_RX，再输入到ARM的内核串行口UART1中。MAX485芯片的RS485输出485A接上拉电阻R116，MAX485芯片的RS485输出485B接下拉电阻R115，以解决通信中的干扰问题。这样在控制装置12的调度下，将获取的台区识别终端的台区识别信息通过RS485接口135传送至远端的管理中心。RS485接口135同样设置于机体1的侧面。

由以上技术方案可知，本实用新型提供的台区识别中的无线组网管理设备，包括无线传感网络协调装置、控制装置和通信装置。控制装置用于控制整个设备，向无线传感网络协调装置发出组网指令，并采集经无线传感网络协调装置获取的各现场台区识别终端的台区识别信息；控制装置接收台区识别信息后，可选择RS485、RJ45以太网和/或GPRS通信装置，将台区识别信息发送至远端管理中心。利用本实用新型提供的设备进行台区识别时，远端管理中心只需与本设备之间进行通信，即可获得多个台区识别终端的台区识别信息，避免了现有技术中远端管理中心需要与多个台区识别终端连接而造成的布线复杂、布线耗时较长的问题，能有效提高台区信息识别的效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，包括机体，所述机体包括无线传感网络协调装置、控制装置和通信装置；所述无线传感网络协调装置和所述通信装置分别与所述控制装置连接；

所述通信装置包括GPRS通信装置、以太网模块和RS485模块，所述GPRS通信装置位于所述机体的顶部，所述控制装置、所述无线传感网络协调装置、所述以太网模块和所述RS485模块均位于所述机体内部；

所述无线传感网络协调装置用于组建由多个台区识别终端构成的无线传感网络，并可通过无线传感网络接收多个台区识别终端的台区识别信息；

所述控制装置用于接收所述台区识别信息，并通过所述通信装置发送所述台区识别信息。

2.根据权利要求1所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述无线传感网络协调装置包括ZigBee数据通信装置。

3.根据权利要求1所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述无线传感网络协调装置包括单片机控制器和射频收发器，所述射频收发器与所述单片机控制器连接。

4.根据权利要求3所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述射频收发器包括非平衡变压器电路，所述非平衡变压器电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感和第二电感；

所述第一电容和所述第三电容串联，所述第二电容和所述第一电感串联，所述第一电容和所述第二电容并联，所述第三电容和所述第一电感并联，所述第三电容和所述第一电感分别与所述第五电容串联；

所述第二电感的一端连接于所述第一电容和所述第三电容之间，所述第二电感的另一端接地；所述第四电容的一端连接于所述第二电容和所述第一电感之间，所述第四电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述GPRS通信装置为GPRS天线。

6.根据权利要求1所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述以太网模块包括以太网物理层收发器KSZ8041NL和RJ45模块HR911105A，所述机体的侧面设有以太网接口。

7.根据权利要求1所述的台区识别中的无线组网管理设备，其特征在于，所述RS485模块包括MAX485芯片，所述MAX485芯片上外接有一个上拉电阻和一个下拉电阻，所述机体的侧面还设有RS485接口。