一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置、系统及方法，其中，该装置包括：微控制单元、射频芯片和数据存储器，微控制单元集成标准通信接口，且标准通信接口包括第一UART接口和第二UART接口；微控制单元与射频芯片相连，微控制单元基于6LoWPAN协议、通过射频芯片与外部的路由器进行通信，且在入网成功后获取随机分配的IPv6地址；第一UART接口用于与外部的上位机相连；第二UART接口用于与外部的电力计量器相连；数据存储器与微控制单元相连。该电力信息采集装置基于6LoWPAN，获取分配的IPv6地址，从而可以满足大量部署电力信息采集装置的需求，进而快速高效地将采集的电力信息上传至集中器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，具体地，涉及一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置、系统及方法。
技术介绍
远程通信是指采集装置和系统主站之间的数据通信。通过远程通信，系统主站与用户侧的采集设备间建立联系，下达指令和参数信息，收集用户用电信息。电力远程通信信道可采用光纤专网、GPRS/CDMA无线公网、无线专网和中压电力线载波等。中压电力线载波，是远程有线通信最具代表性的一种通信方式。载波通信，即在利用现有的电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。为了满足需求，无线通信方式也在电力远程通信中被研究，并得到应用。无线通讯方面大多采用WLAN、GPRS/CDMA、无线专网、ZigBee等网络。无线通信具有网络覆盖面广，接入相对容易，传输速率高等优点。电力线载波通讯的优点是不用二次布线，使用现有的电力线作为通讯线路，大大降低了工程的成本。但缺点也很明显，首先，由于变压器的阻隔原因，载波信号不能穿过变压器传输，限制了通讯距离；第二，三相电力线间有很大的信号损失，通信距离较近时，不同相间会收到信号；第三，电力线存在固有的脉冲干扰。这种通信技术在小范围内使用具有优势，但是一旦通信距离加大，劣势就明显突出。使用WLAN、GPRS/CDMA无线通讯网络在距离、通信质量等方面都可以满足要求，但是这些网络同样存在一定的缺陷。第一，能提供的带宽很低(一般只有几十kbit)；第二，网络存在不稳定性，尤其是在地下配电室、楼宇密集等区域对通信质量影响大；第三，运行资费高，且处理网络问题依赖第三方的协调。在新兴的物联网技术方面，虽然费用较低，但是由于我国的ZigBee网络使用2.4GHz的无线频段，此频段还有蓝牙、WiFi等设备在使用，容易造成信号干扰、数据失密等。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有电力信息采集技术中存在的缺陷，根据本专利技术的一个方面，提出一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置。本专利技术实施例提供的一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置，包括：微控制单元、射频芯片和数据存储器，所述微控制单元集成标准通信接口，且标准通信接口包括第一UART接口和第二UART接口；微控制单元与射频芯片相连，微控制单元基于6LoWPAN协议、通过射频芯片与外部的路由器进行通信，且在入网成功后获取随机分配的IPv6地址；第一UART接口用于与外部的上位机相连，用于获取上位机发送的配置参数；第二UART接口用于与外部的电力计量器相连，用于采集电力参数；数据存储器与微控制单元相连，用于存储采集的参数数据。在上述技术方案中：控制电路和天线电路，射频芯片通过控制电路与天线电路相连，且控制电路还与微控制单元相连；射频芯片通过天线电路与外部的路由器进行通信，控制电路用于控制天线电路的通信。在上述技术方案中，第一UART接口为232接口，第二UART接口为485接口。在上述技术方案中，标准通信接口还包括SPI接口，射频芯片与微控制单元之间采用SPI通信，且射频芯片内部集成调制解调器。在上述技术方案中，第一UART接口通过AT命令获取上位机发送的配置参数，配置参数用于配置电力信息采集装置。本专利技术实施例提供的一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置，6LoWPAN网络是一种使IPv6协议在LoWPAN设备上实现的网络，该网络其实是一个IPv6的末端网络。通过具有庞大的地址空间IPv6技术，可以为每一个电力信息采集装置分配IPv6地址，从而可以满足大量部署电力信息采集装置的需求，进而快速高效地将采集的电力信息上传至集中器。本专利技术实施例提供的一种基于6LoWPAN的电力信息采集系统，包括：上述的电力信息采集装置、路由器和数据处理中心；路由器用于扫描信道，分配网络ID，并建立无线网络，在电力信息采集装置连接入网后，为电力信息采集装置随机分配一个IPv6地址；电力信息采集装置在检测到路由器建立的无线网络后，向路由器发送入网请求，且在入网成功后获取随机分配的IPv6地址；电力信息采集装置还用于采集电力计量器的电力参数，并基于6LoWPAN协议将采集的电力参数打包后以无线通信的方式上传至路由器；路由器还用于将电力参数再次打包封装，上传至数据处理了中心。在上述技术方案中，IPv6地址为识别电力信息采集装置的唯一网络标识。本专利技术实施例提供的一种6LoWPAN的电力信息采集系统，6LoWPAN网络是一种使IPv6协议在LoWPAN设备上实现的网络，该网络其实是一个IPv6的末端网络。通过具有庞大的地址空间IPv6技术，可以为每一个电力信息采集装置分配IPv6地址，从而可以满足大量部署电力信息采集装置的需求，进而快速高效地将采集的电力信息上传至集中器。同时，由于每个电力信息采集装置都有路由功能，从而既增加了数据传输距离，也提高了数据传输的可靠性。本专利技术实施例提供的一种基于6LoWPAN的电力信息采集方法，包括：扫描信道和网络ID，检测是否存在无线网络；当检测到存在无线网络时，向建立无线网络的路由器发送入网请求；在与路由器建立连接后，获取随机分配的IPv6地址，并基于6LoWPAN协议将采集的电力参数打包后以无线通信的方式上传至路由器。在上述技术方案中，该方法还包括：采集电力计量器的电力参数。在上述技术方案中，该方法还包括：通过AT命令获取上位机发送的配置参数，配置参数用于配置电力信息采集装置。本专利技术实施例提供的一种6LoWPAN的电力信息采集装置、系统和方法，6LoWPAN网络是一种使IPv6协议在LoWPAN设备上实现的网络，该网络其实是一个IPv6的末端网络。通过具有庞大的地址空间IPv6技术，可以为每一个电力信息采集装置分配IPv6地址，从而可以满足大量部署电力信息采集装置的需求，进而快速高效地将采集的电力信息上传至集中器。通过增加天线电路，可以增加电力信息采集装置的通信距离。同时，由于每个电力信息采集装置都有路由功能，从而既增加了数据传输距离，也提高了数据传输的可靠性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例中电力信息采集装置的第一结构图；图2为本专利技术实施例中电力信息采集装置的第二结构图；图3为本专利技术实施例中电力信息采集系统的结构图；图4为本专利技术实施例中电力信息采集装置的组网流程图；图5为本专利技术实施例中6LoWPAN协议栈示意图；图6为本专利技术实施例中电力信息采集系统网络拓扑图；图7为本专利技术实施例中电力信息采集方法的流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。根据本专利技术实施例，提供了一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置，参见图1所示，该电力信息采集装置包括：微控制单元100、射频芯片200和数据存储器300，微控制单元100集成标准通信接口，且该标准通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置，其特征在于，包括：微控制单元、射频芯片和数据存储器，所述微控制单元集成标准通信接口，且所述标准通信接口包括第一UART接口和第二UART接口；所述微控制单元与所述射频芯片相连，所述微控制单元基于6LoWPAN协议、通过所述射频芯片与外部的路由器进行通信，且在入网成功后获取随机分配的IPv6地址；所述第一UART接口用于与外部的上位机相连，用于获取上位机发送的配置参数；所述第二UART接口用于与外部的电力计量器相连，用于采集电力参数；所述数据存储器与所述微控制单元相连，用于存储采集的参数数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于6LoWPAN的电力信息采集装置，其特征在于，包括：微控制单元、射频芯片和数据存储器，所述微控制单元集成标准通信接口，且所述标准通信接口包括第一UART接口和第二UART接口；所述微控制单元与所述射频芯片相连，所述微控制单元基于6LoWPAN协议、通过所述射频芯片与外部的路由器进行通信，且在入网成功后获取随机分配的IPv6地址；所述第一UART接口用于与外部的上位机相连，用于获取上位机发送的配置参数；所述第二UART接口用于与外部的电力计量器相连，用于采集电力参数；所述数据存储器与所述微控制单元相连，用于存储采集的参数数据。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制电路和天线电路，所述射频芯片通过所述控制电路与所述天线电路相连，且所述控制电路还与所述微控制单元相连；所述射频芯片通过所述天线电路与外部的路由器进行通信，所述控制电路用于控制所述天线电路的通信。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一UART接口为232接口，所述第二UART接口为485接口。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述标准通信接口还包括SPI接口，所述射频芯片与所述微控制单元之间采用SPI通信，且所述射频芯片内部集成调制解调器。5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一UART接口通过AT命令获取上位机发送的配置参数，所述配置参数用于配置所述电力信息采集装...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾文鹏，崔延峰，王鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，北京智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11