基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓制造技术

本发明专利技术公开了基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，本发明专利技术涉及电能表的通信仓。目前，内置通信仓主要用于本地通信，数据采集后需要通过集中器转发到业务主站，网络结构复杂，所需网络设备较多，网络安全性差，时效也无法保障。本发明专利技术设于电表中，其包括壳体、天线模块及设于壳体中的主控单元、电源模块、通信模块、载波模块、安全芯片模块；本技术方案通过230MHz电力无线专网，无需采用集中器转发，直接与业务主站相连，减少中间环节提高数据采集效率，扁平化网络结构；采用载波通信与无线专网相结合的环形识别技术，单向载波通信降低载波干扰，提高数据识别率；载波通信完成后模块进入休眠状态，减少能耗，降低线损。

Built in communication warehouse for direct acquisition of intelligent meters based on 230MHz power wireless special network

The invention discloses a direct acquisition built-in communication warehouse of an intelligent electricity meter based on a 230MHz power wireless special network, and relates to a communication warehouse of an electricity meter. At present, the built-in communication warehouse is mainly used for local communication. After data collection, it needs to be forwarded to the service master station through the concentrator. The network structure is complex and requires many network equipment. The network security is poor and the timeliness cannot be guaranteed. The invention is arranged in the electricity meter, which includes the shell, antenna module, main control unit, power module, communication module, carrier module and safety chip module; the technical scheme is directly connected with the main service station through the 230MHz power wireless private network without the use of concentrator forwarding, reducing the intermediate link, improving the data collection efficiency and flattening the network structure; the carrier is adopted One way carrier communication reduces carrier interference and improves data recognition rate. After carrier communication, the module goes to sleep, reduces energy consumption and reduces line loss.

【技术实现步骤摘要】
基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓
本专利技术涉及电能表的通信仓，尤其涉及基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓。
技术介绍
当前基于国网智能电表有微网或电力线载波两种模式的通信仓，网络拓扑如图1所示，该通信仓用于本地通信，电能电量信息采集需通过集中器进行转发，实现数据回传主站，采集环节长，网络结构复杂，采集效率低，无法实现主站对单个电表的管理，无法满足国网对智能电表深化应用的需求。市面上应用的LoRa内置模块主要用于本地通信，数据采集后需要通过集中器转发到业务主站，网络结构复杂，所需网络设备较多，网络安全性差，多层数据传输导致通信性能下降；采用电力线载波技术进行数据传输，存在传输距离有限、抗干扰性差等问题。同时集中器和主站之间，采用无线公网通信，不仅传输安全性差，时效也无法保障。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，以达到提高采集效率的目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，其特征在于：智能电表通信仓设于电表中，其包括壳体、天线模块及设于壳体中的主控单元、电源模块、通信模块、载波模块、安全芯片模块；其中：电源模块：与主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块相连，为主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块供给低压直流电源；通信模块：与主控单元相连，用于将主控单元发送过来加密后信息，经天线发送给业务主站，实现通信数据状态交互；载波模块：与主控单元相连，用于接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的状态激活命令后，从休眠状态切换为工作状态，载波模块开始接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的休眠命令后，进入休眠状态；天线模块：与主控单元相连，其基于耦合方式，和230MHz电力无线专网实现通信；安全芯片模块：与主控单元相连，将主控单元发送的信息进行业务层加密；主控单元：与载波模块、通信模块、安全芯片模块相连；主控单元包括采集模块、台区识别模块、停复电上报模块；采集模块用于当收到业务主站发送的数据采集命令后，通过业务采集接口获取用采信息，并将用采信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的用采信息发送至通信模块；台区识别模块用于设备上电后，检测当前台区信息，并控制载波模块进入工作状态，让载波模块接收变压器侧台区相位发送装置的台区相位信息数据，当收到数据后进行完整性确认并和原存储的数据进行比对，当存在差异时，将当前台区相位信息进行本地存储并发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的台区信息发送至通信模块，然后控制载波模块进入休眠状态；停复电上报模块，用于当检测到电网停复电信息后，将停复电信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的停复电信息发送至通信模块。本技术方案通过230MHz电力无线专网，无需采用集中器转发，直接与业务主站相连，减少中间环节提高数据采集效率，扁平化网络结构。台区相位识别区别于现有双向载波通信模式，采用载波通信与无线专网相结合的环形识别技术，单向载波通信降低载波干扰，提高数据识别率；载波通信完成后模块进入休眠状态，减少能耗，降低线损。作为优选技术手段：所述的通信模块为可插拔式通信模组，以通过更换通信模组的方式以适应IoT-G230和LTE-G230制式。该通信仓通过可插拔通信模组，以兼容IoT-G230和LTE-G230制式，提高通用性。作为优选技术手段：电源模块包括12V电源子模块和后备电源子模块；在正常时，由12V电源子模块进行供电；当断电时，由后备电源子模块进行暂时供电以实现短时间断电事件上报，所述的后备电源子模块包括多个串联电容。通信仓内置后备电源，当停电时，实现短时间断电事件上报功能。作为优选技术手段：所述的壳体上设有电表数据接口、12V电源接口、220V电力线接口；所述的电表数据接口通过业务采集接口电路与主控单元相连，以将电表数据传送给主控单元；所述的12V电源接口与电源模块相连以进行供电；所述的220V电力线接口与载波模块相连，以获得变压器侧台区相位发送装置发送的信息。作为优选技术手段：所述的壳体呈方形，其包括上壳体及下壳体，所述的壳体内设有第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板，所述的第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板以下、中、上的位置进行叠置，所述的第一PCB板上设有载波模块、电源模块；所述的第二PCB板上设有主控单元、安全芯片模块；所述的第三PCB板上设有通信模块；壳体的内壁设有与通信模块相连的金属片。第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板叠置，充分利用空间，在不增加壳体内腔的基础上，实现多功能的集成。第一PCB板、第二PCB板、第三PCB板之间可通过插针进行定位、通讯，可靠性高，结构紧凑。作为优选技术手段：所述的第三PCB板以插接的方式设在第二PCB板上；或第三PCB板固接在第二PCB板上，第二PCB板以插接的方式设在第一PCB板上。方便第三PCB板的更换，降低成本，使用灵活。作为优选技术手段：所述的第三PCB板、第二PCB板尺寸小于第一PCB板。有效实现多板的上下叠置。作为优选技术手段：第一PCB板一角设有5个电容，5个电容分二排设置，3个电容位于外侧，2个电容位于3个电容的内侧，所述的电容为2.7V2F电容；所述的第三PCB板、第二PCB板位于电容的一侧以避开电容。充分利用空间，多个电容串联构成后备电源的重要组成部分，5个电容充分利用空间。若单个电容容量大，则体积大，会出现装配不下等问题，在保证电容量的前提下，若单个电容量小，则需要大于5个的电，也会出现占用PCB板面板过大，导致其他模块不能设置的问题。作为优选技术手段：所述的第一PCB板上设有电表数据接口、12V电源接口、220V电力线接口；所述的第一PCB板上开设隔槽，以隔离强电和弱电。作为优选技术手段：所述的第一PCB板还设有过零检测电路，所述的载波模块包括：载波耦合电路、载波接收滤波电路、载波调制解调芯片及载波发送电路；设载波耦合电路处的第一PCB板上设有隔槽。有益效果：一、本技术方案的通信仓通过230MHz电力无线专网，无需采用集中器转发，直接与业务主站相连，减少中间环节提高数据采集效率，扁平化网络结构，提高数据采集频率，实现了精细化管理。二、通信仓通过可插拔通信模组，以兼容IoT-G230和LTE-G230制式，提高通用性。三、台区相位识别区别于现有双向载波通信模式，采用载波通信与无线专网相结合的环形识别技术，单向载波通信降低载波干扰，提高数据识别率；载波通信完成后模块进入休眠状态，减少能耗，降低线损。四、通信仓内置后备电源，当停电时，实现短时间断电事件上报功能。附图说明图1是现有的微网和电力线载波通信仓网络拓扑图。图2是本专利技术的原理图。...

【技术保护点】
1.基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，其特征在于：智能电表通信仓设于电表中，其包括壳体（1）、天线模块及设于壳体（1）中的主控单元、电源模块、通信模块、载波模块、安全芯片模块；其中：/n电源模块：与主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块相连，为主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块供给低压直流电源；/n通信模块：与主控单元相连，用于将主控单元发送过来加密后信息，经天线发送给业务主站，实现通信数据状态交互；/n载波模块：与主控单元相连，用于接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的状态激活命令后，从休眠状态切换为工作状态，载波模块开始接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的休眠命令后，进入休眠状态；/n天线模块：与主控单元相连，其基于耦合方式，和230MHz电力无线专网实现通信；/n安全芯片模块：与主控单元相连，将主控单元发送的信息进行业务层加密；/n主控单元：与载波模块、通信模块、安全芯片模块相连；主控单元包括采集模块、台区识别模块、停复电上报模块；采集模块用于当收到业务主站发送的数据采集命令后，通过业务采集接口获取用采信息，并将用采信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的用采信息发送至通信模块；台区识别模块用于设备上电后，检测当前台区信息，并控制载波模块进入工作状态，让载波模块接收变压器侧台区相位发送装置的台区相位信息数据，当收到数据后进行完整性确认并和原存储的数据进行比对，当存在差异时，将当前台区相位信息进行本地存储并发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的台区信息发送至通信模块，然后控制载波模块进入休眠状态；停复电上报模块，用于当检测到电网停复电信息后，将停复电信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的停复电信息发送至通信模块。/n...

【技术特征摘要】
1.基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，其特征在于：智能电表通信仓设于电表中，其包括壳体（1）、天线模块及设于壳体（1）中的主控单元、电源模块、通信模块、载波模块、安全芯片模块；其中：
电源模块：与主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块相连，为主控单元、载波模块、通信模块、安全芯片模块供给低压直流电源；
通信模块：与主控单元相连，用于将主控单元发送过来加密后信息，经天线发送给业务主站，实现通信数据状态交互；
载波模块：与主控单元相连，用于接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的状态激活命令后，从休眠状态切换为工作状态，载波模块开始接收变压器侧台区相位发送装置的通信数据，并将数据传输给主控单元；当载波模块收到主控单元发送的休眠命令后，进入休眠状态；
天线模块：与主控单元相连，其基于耦合方式，和230MHz电力无线专网实现通信；
安全芯片模块：与主控单元相连，将主控单元发送的信息进行业务层加密；
主控单元：与载波模块、通信模块、安全芯片模块相连；主控单元包括采集模块、台区识别模块、停复电上报模块；采集模块用于当收到业务主站发送的数据采集命令后，通过业务采集接口获取用采信息，并将用采信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的用采信息发送至通信模块；台区识别模块用于设备上电后，检测当前台区信息，并控制载波模块进入工作状态，让载波模块接收变压器侧台区相位发送装置的台区相位信息数据，当收到数据后进行完整性确认并和原存储的数据进行比对，当存在差异时，将当前台区相位信息进行本地存储并发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的台区信息发送至通信模块，然后控制载波模块进入休眠状态；停复电上报模块，用于当检测到电网停复电信息后，将停复电信息发送到加密芯片进行数据加密，经加密后的停复电信息发送至通信模块。


2.根据权利要求1所述的基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，其特征在于：所述的通信模块为可插拔式通信模组，以通过更换通信模组的方式以适应IoT-G230和LTE-G230制式。


3.根据权利要求1所述的基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置通信仓，其特征在于：电源模块包括12V电源子模块和后备电源子模块；在正常时，由12V电源子模块进行供电；当断电时，由后备电源子模块进行暂时供电以实现短时间断电事件上报，所述的后备电源子模块包括多个串联电容（5）。


4.根据权利要求1所述的基于230MHz电力无线专网智能电表直采内置...

【专利技术属性】
技术研发人员：童军民，孙晨，黄笑笑，钱海燕，陈荣君，
申请(专利权)人：浙江华云信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33