CN219269087U - 一种集成多种通信模式的通信终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种集成多种通信模式的通信终端。此装置包含主控模块、灯板模块、电源模块、5G通信模块、自组网模块、金属机箱。其中，主控模块与其他模块通过总线方式连接。其他模块通过主控模块的电源管理电路获取电源，主控模块与5G模块、自组网模块通过总线连接。主控模块与灯板模块通过独立信号方式连接。主控模块提供多路以太网口、对时、授时、光纵口等外接端口。此实用新型提供了一种集成多种通信模式的通信终端，能够集成多种通信模块，实现与远方终端的通信，提升了在不同信号模式下的通信可靠性，另一方面，根据现场的不同，提供了多种接口，便于对接保护装置，提高了装置自身的适配性。

Description

一种集成多种通信模式的通信终端

技术领域

本实用新型涉及变电站继电保护技术领域，具体涉及一种集成多种通信模式的通信终端。

背景技术

随着无线通信技术快速发展，无线通信速率、稳定性等方面有了较快速发展，目前电力系统对无线通信技术的需求越来越大，大量继电保护产品已具备配置无线通信技术的功能，设计一种可靠的无线通信终端对于继电保护装置可靠运行具有积极意义。

为了保障电力系统安全可靠的运行，研究可靠的无线通信终端具有积极的意义。常规的无线通信终端一般仅具备一种通信模式，在通信条件受限的情况下无法发挥无线通信功能，进而影响电力系统可靠运行的基本通信条件，从而带来潜在的通信可靠性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种集成多种通信模式的通信终端，以解决现有技术中的通信可靠性问题。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种集成多种通信模式的通信终端，包括金属密闭外壳以及设置在所述金属密闭外壳中的主控模块、5G通信模块、自组网模块、灯板模块、电源模块；

所述主控模块分别与5G模块和自组网模块通过高速总线连接；所述5G模块和自组网模块均分别与天线连接，用于与继电保护装置连接通信；

所述主控模块与电源模块通过电源正负极连接，所述主控模块的电源管理电路用于为其他模块供电；

所述主控模块与所述灯板模块通过独立IO信号方式连接，所述灯板模块用于指示装置的运行状态。

以上设置的效果：5G通信模块和自组网模块将电信号转换为无线信号，通过天线以无线方式传播出去。以上过程完成了从本侧继电保护装置的报文传输至对侧继电保护装置的全部通信过程，通过无线通信终端，两侧继电保护装置实现了两端信号互通。无线通信终端采用两种无线模块，互为备份，安全可靠。

进一步的，所述通信终端的金属密闭外壳采用一体化金属密闭外壳；

所述金属密闭外壳内部设有组装结构以固定内部模块(一般采用塑料结构以防内部元器件短接)；

所述金属密闭外壳的正面板(装置正面)设有装置型号印字及指示灯，且设置有铭牌。

金属密闭外壳的正面板与侧面板构成机箱主体；

所述金属密闭外壳的底部设有接地柱；

所述金属密闭外壳的后盖(装置背面)与机身之间采用橡胶密封条接触，使用螺丝连接；后盖与机身的橡胶封条可起到防水防尘的作用。

所述金属密闭外壳上还设有用于连接天线的天线接口以及用于装配外接线的航空插头；所述天线接口、航空插头与机身之间均采用橡胶密封条接触和螺丝固定的方式实现防尘防水。

进一步的，所述金属密闭外壳采用翅片结构，用于快速散热。

进一步的，所述主控模块包括CPU、RAM、FLASH、RTC和电源管理电路；

所述主控模块还包括外接端口电路，所述外接端口电路包括多路以太网电路、对时电路、光纵电路、授时电路。

进一步的，所述5G模块包括用于提供电信号与标准5G信号的转换电路，所述5G模块与主控模块通过串口总线、RGMII高速总线连接，所述串口总线用于主控模块、5G模块交互控制信号，所述RGMII高速总线用于交互数据信号；所述5G模块与外置5G天线连接用于传输无线信号。

进一步的，所述自组网模块包括电信号与自组网无线信号的转换电路；所述自组网模块与主控模块通过串口总线、MII总线连接，所述串口总线用于主控模块、自组网模块交互控制信号，所述MII总线用于与主控模块交互数据信号；所述自组网模块与外置自组网天线连接。

进一步的，所述RTC用于在装置掉电后再次恢复后仍能正确保持装置内部时钟。

进一步的，所述对时电路为电RS485电路或光RS485电路，用于给其他装置提供标准对时信号以及接收其他时钟源对时信号；

所述以太网电路包括PHY芯片、以太网标准接口，用于给继电保护装置提供数据通信接口、提供调试通信接口、提供公网有线通信口；

所述授时电路包括授时接收模块和授时接收天线，用于从装置外部获取到卫星时标；

所述光纵电路包括光模块及外围电路，用于收发继电保护装置的光纵信号。

所述主控模块将以太网接口电路或光纵信号的电信号转换成无线通信模块可接收的电信号；

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

5G通信模块提供了5G公网通信的通信方式，自组网模块提供了不依赖公网通信的自组网通信方式，两种通信方式互补，在5G公网条件满足的情况下，优先采用5G公网通信，在5G公网条件受限或者网络差的情况下可切换至自组网通信方式；有效提高了无线通信的可靠性，为电力系统稳定运行提供了有效措施。本实用新型的通信终端，集成多种通信模块，实现与其他通信终端的通信，提升了在不同信号模式下的通信可靠性，另一方面，根据现场的不同，提供了多种接口，便于对接保护装置，提高了装置自身的适配性。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例示意图；

图2为本实用新型一种实施例面板示意图。

图3为本实用新型一种实施例应用示意图。

图中：1、正面板；2、后盖；3、侧面板；4、航空插头；5、天线侧；6、线缆侧；7、接地柱；8、指示灯；9、装置型号印字；10、铭牌；11、天线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实施例和简化描述，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实施例的限制。

实施例一：

本实施例提供一种集成多种通信模式的通信终端，包括金属密闭外壳、主控模块、5G通信模块、自组网模块、灯板模块、电源模块。

所述金属密闭外壳通过组装方式将其他模块组装到一起，其中后盖2与机身之间采用橡胶密封条接触，使用螺丝连接后盖2与机身后，橡胶封条可起到防水防尘的作用。金属密闭外壳仍包括连接天线11的天线接口、装置外接线的航空插头4，天线接口、航空插头4与机身之间均采用橡胶密封条接触，采用螺丝固定的方式实现防尘防水。

如图1所示，所述金属密闭外壳内部设有组装结构以固定内部模块(一般采用塑料结构以防内部元器件短接)，其上下分为天线侧5和线缆侧6；

所述金属密闭外壳的正面板1(装置正面)设有装置型号印字9及指示灯8，且设置有铭牌10。

金属密闭外壳的正面板1与侧面板3构成机箱主体；

所述金属密闭外壳的底部设有接地柱7；

所述金属密闭外壳的后盖2(装置背面)与机身之间采用橡胶密封条接触，使用螺丝连接；后盖2与机身的橡胶封条可起到防水防尘的作用。

所述金属密闭外壳上还设有用于连接天线11的天线接口以及用于装配外接线的航空插头4；所述天线接口、航空插头4与机身之间均采用橡胶密封条接触和螺丝固定的方式实现防尘防水。

所述主控模块与其他模块通过总线方式连接。总线包括地址总线、数据总线、控制总线、通信总线、电源总线。

所述主控模块包括CPU、RAM、FLASH、RTC、电源管理等电路，所述主控模块与5G模块、自组网模块通过总线连接。所述主控模块与所述灯板模块通过独立IO信号方式连接，所述灯板模块用于指示装置的运行状态。

所述主控模块还包括多路以太网电路、对时电路、光纵电路、授时电路等外接端口电路。

所述电源模块与主控模块的电源管理电路通过两根电线以正负电极形式连接。所述电源管理电路为其他电路提供可靠的电源。

所述5G模块采用FG150模组。所述5G模块提供电信号与标准5G信号的转换电路，所述5G模块与主控模块通过串口总线、RGMII高速总线连接，所述串口总线用于主控模块、5G模块交互控制信号，所述RGMII高速总线用于交互数据信号；所述5G模块与外置5G天线11连接。

所述自组网模块采用LC6501B模组及配套的信号放大电路。所述自组网模块包括电信号与自组网无线信号的转换电路；所述自组网模块与主控模块通过串口总线、MII总线连接，所述串口总线用于主控模块、自组网模块交互控制信号，所述MII总线用于与主控模块交互数据信号；所述自组网模块与外置自组网天线11连接。

所述主控模块的网口可将其中一口作为公网有线网络的接入口，在无线网络信号不能满足继电保护装置的通信要求时，两端继电保护信号互传可不采用无线通信，而采用更加稳定可靠的公网有线网络信号。

所述RTC电路用于在装置掉电后再次恢复后仍能正确保持装置内部时钟。

所述对时电路可以为电RS485电路或光RS485电路，用于给其他装置提供标准对时信号，也可用于接收其他时钟源对时信号，包括外部物理接口电路、通信转换芯片；

所述以太网电路包括PHY芯片、以太网标准接口，用于给其他装置提供数据通信接口和调试通信接口；所述主控模块将数据通信接口的信号转换成无线通信模块可接收的信号；所述授时电路包括授时接收模块、授时接收天线11，用于从装置外部获取到卫星时标；所述光纵电路包括光模块及必要的外围电路，用于收发继电保护装置的光纵信号。传统的线路光纵保护装置，会提供光纵信号接口，用于实现双侧的保护装置交互采样信息，介质为光纤，信号以单模光信号形式传播。

如图2所示，继电保护装置与无线通信终端采用以太网接口或者光纵接口连接，无线通信终端之间通过5G公网无线方式、自组网无线方式、有线公网方式的任意一种。

本实施例的通信终端的使用方法为：

无线通信终端的以太网口与继电保护装置通过有线方式(以太网接口或光纵电路)连接，继电保护装置需要发送的报文以电信号形式传输至无线通信终端，无线通信终端的主控模块将电信号传输给5G通信模块和自组网模块，所述5G通信模块和自组网模块将电信号转换为无线信号，通过天线11以无线方式传播出去。其中，5G通信模块所转换的无线信号为公网信号，天线11将无线信号送至基站后，由运营商网络进行处理并传输到对侧无线通信终端，对侧无线通信终端的5G通信模块将无线信号转换为电信号，由主控模块将电信号中的报文再传输给继电保护装置。其中，自组网模块所转换的无线信号为自建网络信号，为点对点传输方式，自组网模块将无线信号在空间中直接传输到对侧无线通信终端，对侧无线通信终端的自组网模块将无线信号转换为电信号，由主控模块将电信号中的报文再传输给对侧继电保护装置。以上过程完成了从本侧继电保护装置的报文传输至对侧继电保护装置的全部通信过程，同理，对侧继电保护装置同样可以将报文传输至本侧继电保护装置，通过无线通信终端，两侧继电保护装置实现了两端信号互通。无线通信终端采用两种无线模块，无线频谱上互不干扰，可互为备份，由装置内部对电信号进行处理，具备双备份的优势。

本实施例提供了一种集成多种通信模式的通信终端，其中，5G通信模块提供了5G公网通信的通信方式，自组网模块提供了不依赖公网通信的自组网通信方式，两种通信方式互补，在5G公网条件满足的情况下，优先采用5G公网通信，在5G公网网络条件受限或者5G网络差的情况下可切换至自组网通信方式；有效提高了无线通信的可靠性，为电力系统稳定运行提供了有效措施。5G公网通信是采用公共网络系统进行传输数据，但目前很多变电站较偏远，网络环境较差，继电保护稳定运行需要确保信号的稳定，可以采用自组网通信方式进行补充，自组网通信方式下，各通信终端之间通信不依靠公网，在应用前可根据现场环境配置网络拓扑。在无线网络条件再差的情况或者无线网络无法满足继电保护信号传输要求的情况下，可以选用有线公网口，使用公网有线网络口传输继电保护信号，以满足现场的通信需求。

本通信终端能够集成多种通信模块，能够集成多种通信模块，实现与其他通信终端的通信，提升了在不同信号模式下的通信可靠性，另一方面，根据现场的不同，提供了多种接口，便于对接保护装置，提高了装置自身的适配性。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，包括金属密闭外壳以及设置在所述金属密闭外壳中的主控模块、5G通信模块、自组网模块、灯板模块、电源模块；

所述主控模块分别与5G模块和自组网模块通过高速总线连接；所述5G模块和自组网模块均分别与天线连接，用于与继电保护装置连接通信；

所述主控模块与电源模块通过电源正负极连接，所述主控模块的电源管理电路用于为其他模块供电；

所述主控模块与所述灯板模块通过独立IO信号方式连接，所述灯板模块用于指示装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述通信终端的金属密闭外壳采用一体化金属密闭外壳；

所述金属密闭外壳内部设有组装结构以固定内部模块；

所述金属密闭外壳的正面板设有装置型号印字及指示灯，

所述金属密闭外壳的底部设有接地柱；

所述金属密闭外壳的后盖与机身之间采用橡胶密封条接触，使用螺丝连接；后盖与机身的橡胶封条可起到防水防尘的作用，

所述金属密闭外壳上还设有用于连接天线的天线接口以及用于装配外接线的航空插头；所述天线接口、航空插头与机身之间均采用橡胶密封条接触和螺丝固定的方式实现防尘防水。

3.根据权利要求2所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述金属密闭外壳采用翅片结构，用于快速散热。

4.根据权利要求1所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述主控模块包括CPU、RAM、FLASH、RTC和电源管理电路；

所述RTC用于在装置掉电后再次恢复后仍能正确保持装置内部时钟。

5.根据权利要求4所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述主控模块还包括外接端口电路，所述外接端口电路包括多路以太网电路、对时电路、光纵电路、授时电路。

6.根据权利要求1所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述5G模块包括用于提供电信号与标准5G信号的转换电路；所述5G模块与主控模块通过串口总线、RGMII高速总线连接，所述串口总线用于主控模块、5G模块交互控制信号，所述RGMII高速总线用于交互数据信号；所述5G模块与外置5G天线连接用于传输无线信号。

7.根据权利要求1所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述自组网模块包括电信号与自组网无线信号的转换电路；

所述自组网模块与主控模块通过串口总线、MII总线连接，所述串口总线用于主控模块、自组网模块交互控制信号，所述MII总线用于与主控模块交互数据信号；所述自组网模块与外置自组网天线连接。

8.根据权利要求5所述的集成多种通信模式的通信终端，其特征在于，所述对时电路为电RS485电路或光RS485电路，用于给其他装置提供标准对时信号以及接收其他时钟源对时信号；

所述以太网电路包括PHY芯片、以太网标准接口，用于给继电保护装置提供数据通信接口、提供调试通信接口、提供公网有线通信口；

所述授时电路包括授时接收模块和授时接收天线，用于从装置外部获取到卫星时标；

所述光纵电路包括光模块及外围电路，用于收发继电保护装置的光纵信号；

所述主控模块将以太网接口电路或光纵电路的电信号转换成无线通信模块可接收的电信号。

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