一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置及自适应方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置，包括主控MCU模块、无线通信模块、双SIM卡切换模块；主控MCU模块与双SIM卡切换模块和无线通信模块连接；双SIM卡切换模块具有相互独立的两个SIM卡制式，主控MCU模块根据无线通信模块的网络状态数据控制双SIM卡切换模块在两个SIM卡制式下切换。还公开一种自适应方法，包括以下步骤：获取所述无线通信模块检测的网络状态数据；根据所述网络状态数据控制所述双SIM卡切换模块在4G专网和5G公网之间切换。本发明专利技术的无线通信终端装置实现终端在电力专用4G频段制式和公网5G频段制式之间自适应切换，提高终端通信能力，提高通信质量和安全性。

A power wireless communication terminal device compatible with 4G private network and 5g public network and its adaptive method

【技术实现步骤摘要】
一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置及自适应方法
本专利技术涉及一种电力无线通信终端装置及其自适应方法，尤其涉及一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置及其自适应方法，属于电力通信接入网
，尤其属于多模无线通信自适应

技术介绍
无线通信技术在电力系统中具有广泛的应用与发展前景，特别是在电力通信方面起着关键的作用。目前，4G网络技术成熟，已经成功大规模部署商用，无线专网也已广泛应用于电力、交通运输、水利、政府与公共安全等多个领域，但仍存在较高的技术壁垒和演进风险。5G作为新一代移动通信技术，已成为全球通信的发展热点。5G能够带来超高带宽、超低时延以及超大规模连接的用户体验，其基于软件定义、网络功能虚拟化等技术的网络架构能够支持网络资源的按需定制、高动态扩展与自动化部署，支持从接入网、核心网到承载网的端到端网络切片，从而为电力行业用户打造定制化的“行业专网”服务，将有助于提升网络泛在连接能力，激发电力运行新型作业方式和用电服务模式，实现电网业务智能化升级，促进新兴业务发展。当前电力行业的无线通信终端存在以下几方面的问题：一是现有的电力无线通信终端多数均为2G、3G、4G制式公网终端，少数为4G公网/专网一体化终端和5G公网终端，还没有将电力4G（TD-LTE1800MHz）专网和5G公网频段制式融合的终端；二是在公专网切换机制上，现有通信终端没有结合电力业务需要从多维度设计切换机制，自适应能力较低；三是在通信安全上，现有的公网通信终端或电力专网终端基本不支持或仅支持一种加密算法和协议，缺乏电力专网的定制化安全防护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的电力无线通信终端无法兼容4G专网和5G公网不足，提供一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置及自适应方法，技术方案如下：一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置，包括主控MCU模块、无线通信模块、双SIM卡切换模块；主控MCU模块与双SIM卡切换模块和无线通信模块连接；双SIM卡切换模块具有相互独立的两个SIM卡制式，主控MCU模块根据无线通信模块的网络状态数据控制双SIM卡切换模块在两个SIM卡制式下切换。进一步地，还包括与所述主控MCU模块通信连接的以太网接口模块、串口模块、身份认证模块和电源模块和安全加密模块，安全加密模块中的包括安全TF卡和密码卡两种加密部件。一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，包括以下步骤：获取无线通信模块检测的网络状态数据；根据网络状态数据控制双SIM卡切换模块在4G专网和5G公网之间切换。进一步地，网络状态数据包括网络通断、网络流量大小、通信丢包率和时延、信号强度和信噪比、公网运行时间。优选地，根据网络通断情况，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：控制双SIM卡切换模块进入4G专网，搜索4G网络时长T0分钟后，若成功附着4G网络，则进入4G专网制式；若未成功附着4G网络或者4G专网制式掉线后，则控制双SIM卡切换模块切换进入5G公网；若成功附着5G网络，则进入5G公网制式；若未成功附着5G网络或者5G公网制式掉线后，则控制双SIM卡切换模块搜索5G网络T0分钟后，若成功附着5G网络，则进入5G公网制式；若未成功附着5G网络，则控制双SIM卡切换模块切换进入4G专网制式。优选地，包括通过无线通信模块获取网络通断的网络状态数据。优选地，根据网络流量大小，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：判断当前的网络制式类型，设置网络流量的每分钟流量的上行阈值为F1、下行阈值为F2；每分钟计算一次通信流量f；若处于4G专网通信制式下，连续T1分钟内通信流量f大于F1的次数为M1次，则控制双SIM卡切换模块切换至5G公网制式；若处于5G公网通信制式下，连续T1分钟内通信流量f小于F2的次数为M1次，则控制双SIM卡切换模块切换至4G专网制式。进一步地，根据通信丢包率和时延，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：设置每分钟通信丢包率上限阈值为L、时延上限阈值为D，统计一次丢包率l和时延d；若满足连续T2分钟内有M2次丢包率l大于L且时延d大于D，且距离上次网络切换时间超过T分钟，则进行网络制式的切换；若不满足，则不进行网络制式的切换。进一步地，根据信号强度和信噪比，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：设置4G专网信号强度下限阀值为R1，信噪比下限阈值为S1，5G公网信号强度下限阈值为R2，信噪比下限阈值为S2，每分钟测量一次装置当前的信号强度r和信噪比s；判断当前的网络制式类型，若处于4G专网通信制式，连续T3分钟内信号强度r小于R1有M3次且信噪比s小于S1，则将网络制式切换至5G公网制式；若处于5G公网通信制式，连续T3分钟内信号强度r小于R2有M3次，且信噪比s小于S2，则将网络制式切换至4G专网通信制式。进一步地，根据公网运行时间，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：当处于5G公网通信制式的运行时间超过T4小时后，则控制双SIM卡切换模块将网络制式切换至4G专网制式，切换成功后按照前述的方法的条件继续执行自适应机制。进一步地，根据终端装置当前所附着的网络制式，选择不同的加密部件和加密算法进行加解密通信，当装置处于4G专网时，使用安全TF卡调用电力专用密码算法和协议与4G专网核心网侧的安全接入网关建立加密隧道；当装置处于5G公网时，使用密码卡调用国家标准密码算法和协议与5G公网核心网侧的安全接入网关建立加密隧道。电力无线通信终端装置的控制系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现前述任一项的方法的步骤。计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述任一项的方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）终端装置自适应4G专网和5G公网，并在一定条件下自动切换，既有效提高了通信的稳定性，又能满足不同电力业务的通信需求；（2）终端装置兼容4G专网和5G公网两类通信制式，并优先使用4G专网，可以有效提升电力自建专网的使用率，提高投资效益；（3）4G专网和5G公网通道分别使用不同的硬件加密部件进行加解密，有效提高了电力通信的安全性；（4）4G专网和5G公网的自适应切换参数用户可调节，对电力业务设备具有更好的适配性。附图说明图1为本专利技术的电力无线通信终端装置的结构示意图；图2为本专利技术的电力无线通信终端装置的自适应方法的逻辑原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1如图1所示，一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置，其特征在于，包括主控MCU模块、无线通信模块、双SIM卡切换模块；/n所述主控MCU模块与所述双SIM卡切换模块和无线通信模块连接；/n所述双SIM卡切换模块具有相互独立的两个SIM卡制式，/n所述主控MCU模块根据所述无线通信模块的网络状态数据控制所述双SIM卡切换模块在两个所述SIM卡制式下切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置，其特征在于，包括主控MCU模块、无线通信模块、双SIM卡切换模块；
所述主控MCU模块与所述双SIM卡切换模块和无线通信模块连接；
所述双SIM卡切换模块具有相互独立的两个SIM卡制式，
所述主控MCU模块根据所述无线通信模块的网络状态数据控制所述双SIM卡切换模块在两个所述SIM卡制式下切换。


2.根据权利要求1所述的兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置，其特征在于，还包括与所述主控MCU模块通信连接的以太网接口模块、串口模块、身份认证模块和电源模块和安全加密模块，所述安全加密模块中的包括安全TF卡和密码卡两种加密部件。


3.一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述无线通信模块检测的网络状态数据；
根据所述网络状态数据控制所述双SIM卡切换模块在4G专网和5G公网之间切换。


4.根据权利要求3所述的一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，其特征在于，所述网络状态数据包括网络通断、网络流量大小、通信丢包率和时延、信号强度和信噪比、公网运行时间。


5.根据权利要求4所述的一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，其特征在于，根据网络通断情况，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：
控制所述双SIM卡切换模块进入4G专网，搜索4G网络时长T0分钟后，若成功附着4G网络，则进入4G专网制式；
若未成功附着4G网络或者4G专网制式掉线后，则控制所述双SIM卡切换模块切换进入5G公网；
若成功附着5G网络，则进入5G公网制式；
若未成功附着5G网络或者5G公网制式掉线后，则控制所述双SIM卡切换模块搜索5G网络T0分钟后，若成功附着5G网络，则进入5G公网制式；
若未成功附着5G网络，则控制所述双SIM卡切换模块切换进入4G专网制式。


6.根据权利要求5所述的一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，其特征在于，包括通过所述无线通信模块获取网络通断的网络状态数据。


7.根据权利要求4所述的一种兼容4G专网和5G公网的电力无线通信终端装置的自适应方法，其特征在于，根据网络流量大小，判断是否切换网络类型，包括以下步骤：
判断当前的网络制式类型，设置网络流量的每分钟流量的上行阈值为F1、下行阈值为F2；每分钟计算一次通信流量f；
若处于4G专网通信制式下，连续T1分钟内通信流量f大于F1的次数为M1次，则控制所述双SIM卡切换模块切换至5G公网制式；
若处于5G公网通信制式下，连续T1分钟内通信流量f小于F2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕超，丁忠林，何莉媛，龚亮亮，朱雪阳，胡阳，黄忠明，张影，孟伟伟，曹委，徐玉杰，朱晟桢，杨爽，高鑫鑫，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32