CN218630198U - 用于配电设备的北斗定位装置及北斗定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及定位技术领域，公开了一种用于配电设备的北斗定位装置，配电设备包括本地采集模块，北斗定位装置包括主控模块、连接器模块和北斗模块。其中，连接器模块，分别与主控模块和本地采集模块通信连接，被配置为将本地采集模块所采集的第一数据信息发送至主控模块，且主控模块存储和/或发送第一数据信息；北斗模块，与主控模块通信连接，被配置为将主控模块接收的第一数据信息发送至主站平台。这样，能够实现配电网设备的快速定位、远程通信、监控等精细化管理，且具有维护成本低、数据采集便捷、覆盖范围广、无信号盲区、部署简单及建设成本低等特点，同时还能提高数据处理的实时性，本申请还公开一种北斗定位系统。

Description

用于配电设备的北斗定位装置及北斗定位系统

技术领域

本申请涉及定位技术领域，例如涉及一种用于配电设备的北斗定位装置及北斗定位系统。

背景技术

目前，随着物联网设备规模总量逐渐增大，尤其是电力领域，对电网运行的可靠性和质量要求越来越高，对于远程数据信息采集，如何为智能终端提供一个可靠、安全、经济、高效的通讯网络环境尤为重要。

现阶段的电力终端接入数量高达数百亿，其通信网络规模大、拓扑复杂，承载业务多、实时性强，工况环境恶劣；尤其存在大量牧区、山区等地理位置较偏僻的地区，存在电缆、光纤等有线线路的建设成本高、施工难度大、维护不方便等问题，而无线业务又将面临偏远山区信号覆盖不完全、通信质量难以保证等诸多问题。

由于配电台区中终端侧的信息采集监测覆盖不足、在线率低、实时性不强，因此，大部分配电台采用电力线载波或者微功率无线通信方式，以实现配电网设备的定位、配电网运行的监控以及配网故障的定位。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

采用电力载波通信的通信方式，其线路通道状况差，衰减大，阻抗变化大以及突发干扰强等原因，使得通信无法开通或者不稳定；而采用微功率无线的通信方式，其通信能力有限，传输距离短，易受环境因素的影响和干扰，存在通信的盲区以及频率的干扰等问题，因此，无法满足配电网设备的定位、监控等精细化管理。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于配电设备的北斗定位装置及北斗定位系统，能够实现配电网设备的快速定位、远程通信、监控等精细化管理，且具有维护成本低、数据采集便捷、覆盖范围广、无信号盲区、部署简单及建设成本低等特点，同时还能提高数据处理的实时性。

所述用于配电设备的北斗定位装置，配电设备包括本地采集模块，北斗定位装置包括主控模块、连接器模块和北斗模块。其中，连接器模块，分别与主控模块和本地采集模块通信连接，被配置为将本地采集模块所采集的第一数据信息发送至主控模块，且主控模块存储和/或发送所述第一数据信息；北斗模块，与主控模块通信连接，被配置为将主控模块接收的第一数据信息发送至主站平台。

在一些实施例中，所述主控模块包括主控芯片和数据存储芯片；数据存储芯片，与主控芯片通信连接，被配置为存储第一数据信息和配电设备的第二数据信息。

在一些实施例中，所述主控模块还包括加密模组和保护电路；加密模组，被配置为对数据存储芯片中的第一数据信息和第二数据信息进行加密；保护电路，包括复位电路和看门狗电路，被配置为对主控模块进行运行保护。

在一些实施例中，所述连接器模块包括集中器，连接器模块通过第一通信协议接口与主控模块通信连接。

在一些实施例中，所述北斗模块包括双频多模定位模组，北斗模块通过第二通信协议接口与主控模块通信连接，北斗模块通过第三通信协议接口与主站平台通信连接。

在一些实施例中，所述用于配电设备的北斗定位装置还包括：电源管理模块，其输入端与连接器模块电连接，输出端分别与主控模块和北斗模块电连接，被配置为为主控模块和北斗模块供电。

在一些实施例中，所述电源管理模块包括至少两路直流电路和超级电容；至少两路直流电路，分别与主控模块和北斗模块连接；超级电容，与至少两路直流电路电连接。

在一些实施例中，所述电源管理模块还包括：电源调压芯片，被配置为将电源管理模块中的电压调整为为主控模块供电的第一电压和为北斗模块供电的第二电压。

在一些实施例中，所述用于配电设备的北斗定位装置还包括：数据存储模块，与北斗模块通信连接，被配置为存储北斗模块发送至主站平台的第一数据信息和主站平台发送至北斗模块的第三数据信息。

所述北斗定位系统，包括前述实施例中的用于配电设备的北斗定位装置。

本公开实施例提供的用于配电设备的北斗定位装置及北斗定位系统，可以实现以下技术效果：

配电设备包括有本地采集模块，用于采集该配电设备的相关数据；本公开实施例中的连接器模块分别与主控模块和本地采集模块通信连接，将本地采集模块所采集的相关数据发送至主控模块，通过主控模块可以为配电设备提供部分数据分析结果；主控模块再通过北斗模块将接收的相关数据发送至主站平台。这样，能够实现配电网设备的快速定位、远程通信、监控等精细化管理。另一方面，还利用北斗模块的精密授时、短报文通信和快速定位等多种功能，能完成电气信息量精准采集和智能化数据分析处理，为配用电自动化系统中的配用电主站与配用电终端设备提供一种可靠性高、保密性好的通信方式，更好地解决偏远山区、牧区等配电终端设备与配用电主站的调度中心之间的数据通信问题，从而避免了电力通信工程中挖沟敷设光缆的巨大施工成本及实施困难，且极大地提高了配用电网络的供电可靠性。在此基础上，本公开实施例提供的北斗定位装置也可以连接多个本地采集模块，多个本地采集模块可以同时采集多个配电设备的相关数据，以为用户提供更多的数据信息。同时，该北斗定位装置中的各模块相互通信连接，也具有维护成本低、数据采集便捷、覆盖范围广、无信号盲区、部署简单及建设成本低等特点。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的组件示为类似的组件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的用于配电设备的北斗定位装置的模块连接示意图一；

图2是本公开实施例提供的用于配电设备的北斗定位装置的模块连接示意图二；

图3是本公开实施例提供的主控模块的模块连接示意图；

图4是本公开实施例提供的电源管理模块的模块连接示意图。

附图标记：

10：连接器模块；

20：主控模块；21：主控芯片；22：数据存储芯片；23：加密模组；24：保护电路；241：复位电路；242：看门狗电路；25：扩展电路；26：多个协议接口；

30：北斗模块；

40：电源管理模块；41：直流电路；42：超级电容；43：电源调压芯片；

50：数据存储模块；

100：本地采集模块；200：主站平台。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。

结合图1所示，本公开实施例提供了一种用于配电设备的北斗定位装置，配电设备包括本地采集模块100，北斗定位装置包括主控模块20、连接器模块10和北斗模块30。其中，连接器模块10，分别与主控模块20和本地采集模块100通信连接，被配置为将本地采集模块100所采集的第一数据信息发送至主控模块20，且主控模块20存储和/或发送所述第一数据信息；北斗模块30，与主控模块20通信连接，被配置为将主控模块20接收的第一数据信息发送至主站平台200。

采用本公开实施例提供的用于配电设备的北斗定位装置，配电设备包括有本地采集模块100，用于采集该配电设备的相关数据；连接器模块10分别与主控模块20和本地采集模块100通信连接，连接器模块10将本地采集模块100所采集的相关数据发送至主控模块20，通过主控模块20可以为配电设备提供部分相关数据分析结果；主控模块20再通过北斗模块30将接收的相关数据发送至主站平台200。这样，能够实现配电网设备的快速定位、远程通信、监控等精细化管理。另一方面，还利用北斗模块30的精密授时、短报文通信和快速定位等多种功能，能完成电气信息量精准采集和智能化数据分析处理，为配用电自动化系统中的配用电主站与配用电终端设备提供一种可靠性高、保密性好的通信方式，更好地解决偏远山区、牧区等配电终端设备与配用电主站的调度中心之间的数据通信问题，从而避免了电力通信工程中挖沟敷设光缆的巨大施工成本及实施困难，且极大地提高了配用电网络的供电可靠性。在此基础上，本公开实施例提供的北斗定位装置也可以连接多个本地采集模块100，多个本地采集模块100可以同时采集多个配电设备的相关数据，以为用户提供更多的数据信息。同时，该北斗定位装置中的各模块相互通信连接，也具有维护成本低、数据采集便捷、覆盖范围广、无信号盲区、部署简单及建设成本低等特点。

在本实施例中，每个地区的配电设备中均设置有本地采集模块100，这样，每个地区的本地采集模块100均于连接器模块10相连接，能够采集每个地区的配电设备的相关数据信息。其中，本地采集模块100主要用于采集该配电设备各个电力监控点的运行数据并对运行数据进行实时跟踪；采集的相关数据信息包括：高压配电站的高压端电流、电压、有功功率、无功功率；低压端的电流、电压、有功功率、无功功率；低压配电站的电流、电压、有功功率、无功功率；各个电力监控点的电流、电压、有功功率、无功功率；供电线路的有功功率、无功功率、电压、频率、三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等信息。

在本实施例中，本地采集模块100还可以根据各个电力监控点上报的每天，每周、每月、每季度、每半年、每年预计用电量，并将各个电力监控点在每天，每周、每月、每季度、每半年、每年预计用电量形成趋势分析图。

在本实施例中，连接器模块10分别与主控模块20和本地采集模块100通信连接，将本地采集模块100所采集的第一数据信息发送至主控模块20；这里，连接器模块10主要用于北斗定位装置与本地采集模块100之间的连接。在一些实施例中，连接器模块10包括集中器，集中器通过第一通信协议接口与主控模块20通信连接。可选地，集中器通过RS485接口或者RS422接口与本地采集模块100通信连接；可选地，连接器模块10的实际接口需要与本地采集模块100进行适配，可以根据实际使用场景进行改变，在此不做具体限定。

可选地，在一些实施例中，连接器模块10还包括专变采集终端，专变采集终端通过第一通信协议接口与主控模块20通信连接，在本实施例中，专变采集终端按照用户性质和容量分为三种类型，分别为230MHz专网采集终端(Ⅰ型)、公网中小型专变采集终端(Ⅱ型)、表计式专变采集终端(Ⅲ型)。其中，230MHz专网采集终端(Ⅰ型)采用230MHz无线电台作为通信信道，能实现对专变用户的电能信息采集，包括电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及用户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和传输等。公网中小型专变采集终端(Ⅱ型)采用的公网(GPRS\CDMA等)通信信道，能实现对中小专变用户的电能信息采集，包括电能表数据抄读、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和传输等。表计式专变采集终端(Ⅲ型)具有交流采样、状态量采集、脉冲量采集、负荷控制等功能；通过下行通信接口与电能表进行数据交换，并完成数据存储、处理等功能；采用上行通信接口与主站管理系统进行数据交换。

在本实施例中，连接器模块10与主控模块20之间通过串行接口进行连接，用于传输本地采集模块100所采集数据；可选地，可以采用RS-232-C接口、RS-422接口、RS485接口、RJ-45接口、RS-232-C接口。可选地，连接器模块10的实际接口需要与主控模块20进行适配，可以根据实际使用场景进行改变，在此不做具体限定。

在本实施例中，北斗模块30与主控模块20通信连接，将主控模块20接收的第一数据信息发送至主站平台200。可选地，在一些实施例中，北斗模块30包括双频多模定位模组，北斗模块30通过第二通信协议接口与主控模块20通信连接，北斗模块30通过第三通信协议接口与主站平台200通信连接。

北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的重要基础设施。北斗系统主要有精密授时、短报文通信、快速定位三大功能，具有覆盖范围广、无信号盲区、部署简单、抗毁能力强以及建设成本低等优势，目前已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。在本实施例中，运用北斗卫星导航系统的双向短报文通信功能，使北斗模块30能实现短消息通信；可选地，北斗模块30采用双频多模定位模组SKG122S，该双频多模定位模组SKG122S是一款工业级标准的高性能、多系统双频(L1+L5)导航定位模块，集成了RDSS低噪声放大电路、射频收发芯片、5W功放电路、基带电路等；同时支持GPS、北斗、GLONASS、GALILEO和QZSS，A-GPS，具有强抗干扰性和抗多径效应。北斗模块30用于主控模块20所接收的相关数据进行上行传输，实现北斗数据的收发；这里，北斗模块30通过SPI接口与主控模块20进行交互，北斗模块30通过UART接口与主站平台200进行数据交互。

结合图3所示，在一些实施例中，主控模块20包括主控芯片21和数据存储芯片22；数据存储芯片22，与主控芯片21通信连接，被配置为存储第一数据信息和配电设备的第二数据信息；主控模块20还包括有多个协议接口26。

在本实施例中，主控芯片采用STM32系列芯片，该类芯片最高工作频率为72MHZ；64K的内部RAM；支持多个外围设备的通信接口，其中包括两个IIC接口(SMBus/PMBus)、五个USART接口(ISO7816接口、LIN、IrDA兼容调试控制)、三个SPI接口、CAN接口(2.0B)、USB 2.0全速接口和SDIO接口。且具有休眠模式、停止模式和待机模式，使得该主控芯片具有较低的功耗。

在本实施例中，数据存储芯片22采用华邦的W25Q128，与主控芯片21通信连接，该数据存储芯片22用于存储第一数据信息和配电设备的第二数据信息。其中，第一数据信息包括但不限于电能表、智能开关等配电设备的电量数据信息，第二数据信息包括但不限于典型故障信息的数据结果和数据模型等。

结合图3所示，在一些实施例中，主控模块20还包括加密模组23和保护电路24；加密模组23，被配置为对数据存储芯片22中的第一数据信息和第二数据信息进行加密；保护电路24，包括复位电路241和看门狗电路242，被配置为对主控模块20进行运行保护。

在本实施例中，加密模组23用于对第一数据信息和第二数据信息进行加密密，能为数据的隐私安全提供加密解密服务。可选地，加密模组23采用嵌入式安全控制模块(Embedded Secure Access Module，ESAM)对数据进行加密。这里，无论采用哪种加密方式，只需要实现数据的加密、解密、签名、身份认证、访问权限控制、通信线路保护等多种功能，能够保证数据存储、传输和交互的安全性即可。

在本实施例中，保护电路24用于保证该北斗定位装置能够稳定运行，保护电路24包括复位电路241和看门狗电路242。其中，复位电路241用于将北斗定位装置的电路恢复到起始状态；看门狗电路242用于北斗定位装置的电路发生异常情况时，重启北斗定位装置的电路。

结合图2所示，在一些实施例中，用于配电设备的北斗定位装置还包括：电源管理模块40，其输入端与连接器模块10电连接，输出端分别与主控模块20和北斗模块30电连接，被配置为为主控模块20和北斗模块30供电。

在本实施例中，电源管理模块40输入端为充电端口，是与连接器模块10电连接，通过连接器模块10为电源管理模块40充电；电源管理模块40输出端为放电端口，是分别与主控模块20和北斗模块30电连接，以为主控模块20和北斗模块30供电。

结合图2和图4所示，在一些实施例中，电源管理模块40包括至少两路直流电路41和超级电容42；至少两路直流电路41，分别与主控模块20和北斗模块30连接；超级电容42，与至少两路直流电路41电连接。

在本实施例中，电源管理模块40有至少两路直流电路41，可以为更多的模块供电。这里包括第一直流电路和第二直流电路，第一直流电路与主控模块20电连接，第二直流电路与北斗模块30电连接。

由于电源波动，可能导致供电不稳定的情况。因此，在本实施例中，电源管理模块40包括超级电容42，超级电容42可以进行大容量储能。在运行过程中，具有安全、可靠、性能稳定等特点，并且在较长使用周期的情况下，几乎免维护，进而降低了人力的操作风险与成本。同时，超级电容42的体积较小，在出现突发断电情况下，也可以提供大容量电量，保证应急使用。可选地，超级电容42选用容量为0.94F。

结合图2和图4所示，在一些实施例中，电源管理模块40还包括：电源调压芯片43，被配置为将电源管理模块40中的电压调整为为主控模块20供电的第一电压和为北斗模块30供电的第二电压。

在本实施例中，电源管理模块40从连接器模块10获得初始电压，通过电源调压芯片43将初始电压调整为第一电压为主控模块20供电；可选地，电源管理模块40也可以通过DC-DC为主控模块20提供第一电压；通过电源调压芯片43将初始电压调整为第二电压为北斗模块30供电。

在一些具体实施例中，电源管理模块40从连接器模块10获得4V电压，通过电源调压芯片43或DC-DC输出3.3V及1.0V电压为主控模块20供电；通过电源调压芯片43输出5V电压为北斗模块30供电；

结合图2所示，在一些实施例中，用于配电设备的北斗定位装置还包括：数据存储模块50，与北斗模块30通信连接，被配置为存储北斗模块30发送至主站平台200的第一数据信息和主站平台200发送至北斗模块30的第三数据信息。

在本实施例中，在整个数据传输的过程中，主要包括下行采集通信协议处理、协议转换处理、北斗上行传输协议处理以及数据的存储。其中，下行采集通信协议处理是主控模块20与本地采集模块100之间的信息交互，主控模块20将采集到的信息经过处理，存储到数据存储芯片22或是转换格式后发出。北斗上行传输协议处理是北斗模块30与主控模块20之间的信息交互，主控模块20将采集到的信息转换成北斗通信协议后，发送至北斗模块30，北斗模块30通过卫星信号发送至主站平台200。

在整个数据交互的过程中，协议转换处理为将下行采集通信采集到的信息转换成北斗通信协议，同时也能将主站平台200下发的数据由北斗通信协议转换成本地通信协议；这里，第三数据信息可以包括主站平台200下发的数据。其中，数据存储模块50能够存储经过北斗模块30的所有数据，包括相关参数、重要事件、数据分析结果、数据模型信息等。

本公开实施还提供一种北斗定位系统，包括前述实施例中的用于配电设备的北斗定位装置。

由于本实施例中的北斗定位系统包括上述实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于配电设备的北斗定位装置，所述配电设备包括本地采集模块，其特征在于，所述北斗定位装置包括：

主控模块；

连接器模块，分别与所述主控模块和所述本地采集模块通信连接，被配置为将所述本地采集模块所采集的第一数据信息发送至所述主控模块，且所述主控模块存储和/或发送所述第一数据信息；

北斗模块，与所述主控模块通信连接，被配置为将所述主控模块接收的第一数据信息发送至主站平台。

2.根据权利要求1所述的北斗定位装置，其特征在于，所述主控模块包括：

主控芯片；

数据存储芯片，与所述主控芯片通信连接，被配置为存储所述第一数据信息和配电设备的第二数据信息。

3.根据权利要求2所述的北斗定位装置，其特征在于，所述主控模块还包括：

加密模组，被配置为对所述数据存储芯片中的第一数据信息和第二数据信息进行加密；

保护电路，包括复位电路和看门狗电路，被配置为对所述主控模块进行运行保护。

4.根据权利要求1所述的北斗定位装置，其特征在于，所述连接器模块包括集中器，所述连接器模块通过第一通信协议接口与所述主控模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的北斗定位装置，其特征在于，所述北斗模块包括双频多模定位模组，所述北斗模块通过第二通信协议接口与所述主控模块通信连接，所述北斗模块通过第三通信协议接口与所述主站平台通信连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的北斗定位装置，其特征在于，还包括：

电源管理模块，其输入端与所述连接器模块电连接，输出端分别与所述主控模块和所述北斗模块电连接，被配置为为所述主控模块和所述北斗模块供电。

7.根据权利要求6所述的北斗定位装置，其特征在于，所述电源管理模块包括：

至少两路直流电路，分别与所述主控模块和所述北斗模块连接；

超级电容，与所述至少两路直流电路电连接。

8.根据权利要求7所述的北斗定位装置，其特征在于，所述电源管理模块还包括：

电源调压芯片，被配置为将所述电源管理模块中的电压调整为为所述主控模块供电的第一电压和为所述北斗模块供电的第二电压。

9.根据权利要求6所述的北斗定位装置，其特征在于，还包括：

数据存储模块，与所述北斗模块通信连接，被配置为存储所述北斗模块发送至所述主站平台的第一数据信息和所述主站平台发送至所述北斗模块的第三数据信息。

10.一种北斗定位系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的用于配电设备的北斗定位装置。

Images