CN219018830U - 一种支持远程管理的电能数据通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持远程管理的电能数据通信装置，包括：处理器、通信模块、无线模块、HPLC模块、接口输入模块和电源模块，无线模块与通信模块连接，用于通信模块与主站进行无线数据传输；HPLC模块与接口输入模块连接，用于解析载波信号，并向通信模块发送数据；接口输入模块与通信模块连接，用于有线数据采集其包括：以太网接口、HPLC载波通信接口、RS232接口、RS485接口、光纤接口、USB接口、DP9串口、电源接口和卡槽；该通信装置融合电能数据通信所需的多种接口类型于一体进行数据采集，同时支持有线和无线的通信方式，以适应不同场景及多类型接口复合通信要求，更利于现场安装部署，可满足数字化电厂、变电站、用户电能计量数据通信场景需求。

Description

一种支持远程管理的电能数据通信装置

技术领域

本实用新型涉及电力计量数据通信技术领域，具体涉及一种支持远程管理的电能数据通信装置。

背景技术

在数字化电厂、变电站、用户电力电能计量场景中，进行电能数据通信和监测涉及到多种模式的通讯，通讯介质包括串口、以太网、电力载波线等，通信方式包括无线通信和有线通信，无论采取哪种通信方式均需建立多层通信设备间的转换以适应电厂、变电站、用户的现场环境，而且，出于电力自动化设备的工作环境，在通讯介质的选择上往往受到限制，灵活的电能数据通信方式和远程管理难以实现，主要体现在以下几方面：

(1)电厂配置的电能计量装置类型多样，接口通信方式不一，需通过接口转换设备再汇集到集中器进行数据通信，这种方式加大通信成本，不利于设备维护，增加通信故障的概率。

(2)变电站一般采用RS485接口对变电站内多台电能计量装置进行数据采集，其通信方式采用RS485接口串联，全部计量装置完成数据通信需数分钟，采集实时性不强，另外根据变电站规模的不同，有些变电站采用以太网接口进行电能计量装置的数据采集，每台电能计量装置通过网线连接交换机，统一汇总至交换机再由集中器进行数据通信，这种方式需配备更多的通信支持设备，占用空间。

(3)用户的电能计量装置一般通过无线4G通信方式进行数据通信，大多仅支持一种网络式制，在4G网络信号弱时数据通信可靠性和完整性降低，无法保证数据可靠通信。

(4)电能计量装置的工作环境复杂，在不同的电厂、变电站、用户电力电能计量场景中，由于供电条件不一，受限于供电电压范围和交直流类型，安装和部署需迁就实际，造成设备安装取电繁琐、加装电源、更换设备、改线等问题，加大工作难度。

随着电网供电质量和电能计量通信能力的要求越来越高，传统的电能计量数据通信方式及性能已不能满足不同场景及多类型接口复合通信需求，若通过增加支持不同类型接口通信的物联网设备，既增加设备通信物理连接的复杂程度，使安装和运维的工作量增大，又会造成成本提高，使得不同厂家设备的互联互通很难。因此，亟需一种电能数据通信装置可以实现不同场景下的多类型接口电能计量数据通信支持，对节约通信技术改造成本、降低运维工作量、保证通讯可靠性具有重要意义，也是提升电能计量数据通信能力和远程管理能力，达到适应不同场景及多类型接口复合通信要求。

实用新型内容

针对上述问题，发明人提供了一种支持远程管理的电能数据通信装置，融合电能数据通信所需的多种接口类型于一体进行数据采集，同时支持有线和无线的通信方式，以适应不同场景及多类型接口复合通信要求，更利于现场安装部署。

具体地，本实用新型是这样实现的：

一种支持远程管理的电能数据通信装置，包括：

处理器，操作系统为openwrt，处理器为32位处理器，具有512MB运行内存，用于控制各个模块运行；

通信模块，处理器通过通信模块与主站连接；

无线模块，所述无线模块与通信模块连接，用于通信模块与主站进行无线数据传输；

HPLC模块，用于解析载波信号，并向通信模块发送数据；

接口输入模块，与通信模块连接，用于有线数据采集；所述接口输入模块包括：以太网接口、HPLC载波通信接口、RS232接口、RS485接口、光纤接口、USB接口、DP9串口、电源接口和卡槽；

电源模块，所述电源模块与电源接口连接，通过电源接口建立供电路径，再由电源模块向装置供电。

进一步地，无线模块包括：

北斗GPS接收器，用于接收卫星时钟信息和位置信息；

4G通信天线，用于4G通信；

5G通信天线，用于5G通信。

进一步地，以太网接口为RJ45以太网接口，支持2路以太网线接入；RS232接口支持2路信号线接入；DP9串口用于对支持远程管理的电能数据通信装置进行软件系统和功能调试；USB接口支持插入U盘，可对专用格式的文件包进行识别，进行软件系统升级。

进一步地，所述电源接口包括：

交直流电源接口，其交流电源启动电压范围为65V-460V，直流电源启动电压范围为90V-650V；

typ-C电源接口，其启动电压直流5V。

进一步地，该通信装置还包括：数据缓存模块，所述数据缓存模块与通信模块连接，用于进行数据缓存。

进一步地所述卡槽包括：

SIM卡槽，用于接入SIM卡，支撑两张SIM卡插入；

TF卡槽，与数据缓存模块连接，用于接入TF卡，进行数据缓存。

进一步地，所述RS485接口支持4路信号线接入，分别适配960、2400、4800、9600波特率。

进一步地，所述处理器为：i.MX6处理器。

工作原理如下：

电源模块为该通信装置供电，处理器识别各个模块运行状态，通信模块通过接口输入模块进行数据采集，以载波信号输入为例，通过HPLC载波通信接口接入载波信号线，再由HPLC模块进行解析，向通信模块发送数据，数据采集任务执行后通信模块通过线模块向主站发送数据，完成整个数据采集传输的过程。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)通过设置不同的接口，解决了数字化电厂、变电站、用户电能计量数据通信不同场景下多种类型接口难以统一支持、信接口多级转换、运维工作量大的问题。

(2)双SIM卡接入，具有2G/3G/4G通信支持能力和多式制通信支持能力，在一个SIM卡出现异常时采用另一个SIM卡进行通信，提升数据通信可靠性。

(3)实现对不同波特率电能计量装置数据通信的统一支持。

(4)支持typ-C接口5V供电和交直流220V供电，方便在不同环境下进行安装部署，降低安装成本。

附图说明

图1为实施例1中的支持远程管理的电能数据通信装置的框图；

图2为实施例1中的无线模块外接天线示意图；

图3为实施例1中接口输入模块对应的接口示意图。

附图标记：

1-电源模块；2-处理器；3-数据缓存模块；4-通信模块；5-无线模块；51-北斗GPS接收器；52-4G通信天线；53-5G通信天线；6-HPLC模块；7-接口输入模块；71a-交直流电源接口；71b-typ-C电源接口；72-HPLC载波通信接口；73a-TF卡槽；73b-SIM卡槽；74-USB接口；75-RS485接口；76-DP9串口；77-RS232接口；78-RJ45以太网接口；79-光纤接口；8-主站。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种支持远程管理的电能数据通信装置，包括：电源模块1、处理器2、通信模块4、无线模块5、HPLC模块6、接口输入模块7和数据缓存模块3，其中，电源模块1与接口输入模块7连接，通过接口输入模块7建立供电路径，再由电源模块1向该装置供电。处理器2为i.MX6处理器，操作系统为openwrt，处理器为32位处理器，具有512MB运行内存，用于控制各个模块运行。通信模块用于进行数据采集和传输，支持有线和无线通信方式，有线数据采集通过接口输入模块7实现，与主站8的无线通信通过无线模块5实现。HPLC模块为宽带载波三相通信模块，用于解析来自接口输入模块7的载波信号，并将解析后的数据发送给通信模块4。数据缓存模块3与通信模块4连接，用于进行数据缓存。

该装置工作时，电源模块1供电，处理器2识别各个模块运行状态，通信模块4通过接口输入模块7进行有线数据采集，如果是载波信号输入，则通过接口输入模块7接入载波信号线，再由HPLC模块6进行解析，向通信模块4发送数据，数据采集任务执行后通信模块4通过无线模块5向主站8发送数据，完成整个数据采集传输的过程。在此过程中，处理器2通过通信模块4识别网络优良状态，若发生网络异常，则处理器2控制数据缓存模块3进行采集数据的缓存，待网络恢复后，缓存在数据缓存模块3中的数据通过通信模块4向主站上送，保证数据可靠通信。处理器2通过通信模块4既无线模块5与主站8联系，向主站8发送各个模块的运行状态，实现远程状态监测，同时，主站可向该通信装置发送数据采集指令，运行指令、设置指令等，实现远程管理。

具体地，如图2所示，无线模块包括：北斗GPS接收器51、4G通信天线52和5G通信天线53，其中，北斗GPS接收器51用于接收卫星时钟信息和位置信息；4G通信天线52用于4G通信，5G通信天线53用于5G通信，使得无线通信具有2G/3G/4G通信支持能力和多式制(联通、移动、电信)通信支持能力。

接口输入模块包括：RJ45以太网接口78、HPLC载波通信接口72、RS232接口77、RS485接口75、光纤接口79、USB接口74、DP9串口76、电源接口和卡槽。RJ45以太网接口78支持2路以太网线接入。RS232接口77支持2路信号线接入。RS485接口75支持4路信号线接入，分别适配960、2400、4800、9600波特率，实现对不同波特率电能计量装置数据通信的统一支持。HPLC载波通信接口72与载波信号线连接，用于接收载波信号。该装置通过融合电能数据通信所需的多种接口类型于一体进行数据采集，解决数字化电厂、变电站、用户电能计量数据通信不同场景下多种类型接口难以统一支持的问题。

DP9串口76用于对该通信装置进行软件系统和功能调试。USB接口74支持插入U盘，可对专用格式的文件包进行识别，进行软件系统升级。

卡槽包括：TF卡槽73a和SIM卡槽73b，TF卡槽73a支持TF存储卡片插入，进行数据缓存；SIM卡槽73b支持两张SIM卡插入，以实现多式制(联通、移动、电信)通信，在一个SIM卡出现异常时可采用另一个SIM卡进行通信，可提升数据通信可靠性。

进一步地，电源接口包括：交直流电源接口71a和typ-C电源接口71b，交直流电源接口71a交流电源启动电压范围为65V-460V，直流电源启动电压范围为90V-650V；typ-C电源接口71b启动电压直流5V，以便于在不同供电条件下进行该装置的安装部署，降低安装成本。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种支持远程管理的电能数据通信装置，包括：处理器(2)、通信模块(4)和电源模块(1)，其特征在于，还包括：

无线模块(5)，所述无线模块(5)与通信模块(4)连接，用于通信模块(4)与主站(8)进行无线数据传输；

HPLC模块(6)，用于解析载波信号，并向通信模块(4)发送数据；

接口输入模块(7)，与通信模块(4)连接，用于有线数据采集；所述接口输入模块(7)包括：

RJ45以太网接口(78)、HPLC载波通信接口(72)、RS232接口(77)、RS485接口(75)、光纤接口(79)、USB接口(74)、DP9串口(76)、电源接口和卡槽；

所述电源模块(1)与电源接口连接。

2.如权利要求1所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，无线模块(5)包括：

北斗GPS接收器(51)，用于接收卫星时钟信息和位置信息；

4G通信天线(52)，用于4G通信；

5G通信天线(53)，用于5G通信。

3.如权利要求1所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，所述电源接口包括：

交直流电源接口(71a)，其交流电源启动电压范围为65V-460V，直流电源启动电压范围为90V-650V；

typ-C电源接口(71b)，其启动电压直流5V。

4.如权利要求1所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，还包括：数据缓存模块(3)，所述数据缓存模块(3)与通信模块(4)连接，用于进行数据缓存。

5.如权利要求4所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，所述卡槽包括：

SIM卡槽(73b)，用于接入SIM卡；

TF卡槽(73a)，与数据缓存模块(3)连接，用于接入TF卡，进行数据缓存。

6.如权利要求1所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，所述RS485接口(75)支持4路信号线接入，分别适配960、2400、4800、9600波特率。

7.如权利要求1所述的支持远程管理的电能数据通信装置，其特征在于，所述处理器(2)为：i.MX6处理器。

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