应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法，应用于配电网现场局域网通讯的组网模块包括外壳，外壳内部设置有通讯模块，通讯模块包括通过板间连接座进行连接的无线板、供电板和RS485板，外壳内壁对应设有便于线路板插设安装的安装槽；无线板上连接有延伸至外壳外部的本地无线通讯接口，RS485板上连接有延伸至外壳外部的直连通讯接口，外壳上还开设有RS485通讯接口；直连通讯接口、RS485通讯接口和本地无线通讯接口通过内部物理透传方式进行互通。本发明专利技术实现本地局域网的混合组网，可以实现将RS485、局域网无线及TTL直连物理介质的便捷化通讯链路连接，提供了一种简单可靠的通讯组网方式，为现场低压直流供电的传感器提供了便捷电源。流供电的传感器提供了便捷电源。流供电的传感器提供了便捷电源。

【技术实现步骤摘要】
应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法


[0001]本专利技术属于局域网通讯
，具体涉及一种应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法。

技术介绍

[0002]配电网现场有很多终端设备、仪器仪表或者各类传感器，数据通讯一般采用各自带有的通讯模块或电路实现。目前，局域网通讯组网方式一般有RS485有线组网、无线局域网组网和多类型组网三种，分别如图1a、图1b和图1c所示。这三种局域网组网方式都为星型组网，无线通讯方式即使带有中继功能也同样是星型方式，即由一个网关设备连接多个仪表或传感器设备。
[0003]但是现有的配电网局域网通讯组网方式存在以下几个缺点：
[0004]1)现有采用RS485单一制式的组网方式，一般现场施工复杂、距离远，会导致通讯效果不佳甚至通讯不上；
[0005]2)采用单一制式的无线组网，受通讯距离和屏蔽原因的影响很难全覆盖，很多低端传感设备也不具备无线通讯接口，要实现单一组网覆盖困难；
[0006]3)现场应用中也有很多采用混合组网的，由于网关设备使用量小，可以具备有无线多、接口不困难的优势，但是被采集的传感设备通讯接口一般采用RS485或者单一的无线模块，并不会采用多接口，这就需要网关设备匹配多制式的无线接口(如RF、Lora、zigBee等)，同时也存在硬件兼容困难问题；
[0007]4)现有的低压配网信息化改造中也要用到通讯组网，只增加网关设备不能达到目的，在数据采集的过程中，往往需要将网关设备和原有的仪表或传感器设备一并更换才能实现数据的采集。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法，可以简单、灵活、低成本的实现现有的高低压配电房等配网环境下的局域网通讯。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0010]应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，包括外壳，所述外壳内部设置有通讯模块，所述通讯模块包括通过板间连接座进行连接的无线板、供电板和RS485板，所述外壳内壁对应设有便于线路板插设安装的安装槽；所述无线板上连接有延伸至外壳外部的本地无线通讯接口，所述RS485板上连接有延伸至外壳外部的直连通讯接口，所述外壳上还开设有RS485通讯接口；所述直连通讯接口、RS485通讯接口和本地无线通讯接口通过内部物理透传方式进行互通。本专利技术组网模块具有直连通讯、RS485通讯和无线通讯三种通讯方式，且三种通讯方式采用内部物理透传方式进行互通，通过加装该组网模块，可以将三种通讯方式的终端和仪表进行互联互通，从而达到局域网混合组网的功能。
[0011]进一步的，外壳包括两块可合并拼接的外壳机构；所述外壳为导轨式安装方式，所述外壳的底部带有两个导轨安装卡口；所述外壳上还开设有交直流供电电源接口和接地端子。本专利技术采用导轨式安装方式，可以便于组网模块的安装和拆卸。本专利技术组网模块同时还具有AC/DC交直流供电电源接口和接地端子，通过交直流供电电源接口与外部电源连接可以在采用无线方式与网关设备连接时为组网模块供电，可根据现场使用情况连接不同电源。
[0012]进一步的，组网模块还设置有与供电板线路连接的电源指示灯和通讯指示灯。电源指示灯用于指示模块的电源通电状态，如通电显示为红色常亮，不通电则不亮；通讯指示灯用于指示模块的通讯状态，如正常可通讯则绿灯常量，正在通讯则绿灯闪烁，通讯故障则红灯闪烁。
[0013]进一步的，RS485板包括通讯芯片，所述RS485板与直连通讯接口通过光耦进行隔离。
[0014]进一步的，供电板的输入电源为85V
‑
285V的交直流电源，并提供接地PE端子；输出两路直流电源分别连接外部传感器和RS485板，可以为外部传感器和RS485板提供电源。
[0015]进一步的，外壳上还开设有为传感器提供供电电源的直流电源输出接口，所述直流电源输出接口与供电板输出的5V直流电源连接。本专利技术通过直流电源输出接口提供对外5V直流电源输出，可以为现场传感器提供供电电源。
[0016]进一步的，无线板上设置有Lora无线通讯模块、ZigBee无线通讯模块和/或RF无线模块，所述Lora无线通讯模块、ZigBee无线通讯模块和/或RF无线模块均连接于RS485板，以兼容Lora、Zigbee和/或RF多种通讯方式。可以实现局域网内Lora、ZigBee和RF无线通讯方式，扩展现场应用安装的适用性。
[0017]本专利技术还提供了一种应用于配电网现场局域网通讯的组网系统，包括多个上述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，所述多个组网模块之间通信连接，所述组网模块根据现场不同的子节点设备配备不同的无线模块，所述无线模块包括Lora无线通讯模块、ZigBee无线通讯模块和RF无线模块。如子节点设备为RF无线方式，则此处配备无线模块为RF模块的组网模块，通过利用本专利技术不同类型的组网模块能够实现与所有无线方式的子节点设备进行通信。
[0018]本专利技术还提供了一种应用于配电网现场局域网通讯的组网方法，包括上述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，具体包括以下步骤：
[0019]S1、通讯网关设备通过RS485方式连接组网模块，所述组网模块将通讯网关设备发送的数据同步透明转发至组网模块内的无线模块；
[0020]S2、所述组网模块通过多种方式对通讯网关设备发送的数据进行通讯转发：组网模块的RS485通讯接口以总线形式连接不带无线通讯功能的多个子节点设备，组网模块的直连通讯接口直接连接TTL电平的传感器，组网模块的本地无线通讯接口以无线形式转发网关设备的数据帧连接带有无线通讯功能的多个子节点设备；
[0021]S3、RS485模块以总线形式同时连接多个其他组网模块进一步扩展为多个无线节点；
[0022]S4、所述其他组网模块接收的RS485总线的数据同样以透传形式转发至无线模块，所述组网模块同样通过多种方式对通讯网关设备发送的数据进行通讯转发。本专利技术通过组
网模块可以实现本地局域网的混合组网，组网模块在该组网环境中最多可以设置不同频点的通道，从而排除同一局域网内的信道干扰，通过组网模块，实现了局域网内RS485有线方式和RF、ZigBee、Lora无线通讯方式的混合组网，扩展了现场应用安装的适用性。
[0023]与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]1.本专利技术应用于配电网现场局域网通讯的组网模块、系统及方法可以实现本地局域网的混合组网，通过硬件电路设计，实现了将RS485、局域网无线及TTL直连物理介质的便捷化通讯链路连接，通讯网关设备只需管理逻辑地址就可以实现不同通讯介质接口的组网通讯，为配电网现场通讯组网提供了一种简单可靠的通讯组网方式，同时为现场低压直流供电的传感器提供了便捷电源；
[0025]2.本专利技术组网模块在本专利技术的组网方法中可以设置多种不同频点的通道，从而排除同一局域网内的信道干扰，通过组网模块实现了局域网内RS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，包括外壳，其特征在于，所述外壳内部设置有通讯模块(1)，所述通讯模块(1)包括通过板间连接座(15)进行连接的无线板(12)、供电板(13)和RS485板(14)，所述外壳内壁对应设有便于线路板插设安装的安装槽；所述无线板(12)上连接有延伸至外壳外部的本地无线通讯接口(3)，所述RS485板(14)上连接有延伸至外壳外部的直连通讯接口(2)，所述外壳上还开设有RS485通讯接口(4)；所述直连通讯接口(2)、RS485通讯接口(4)和本地无线通讯接口(3)通过内部物理透传方式进行互通。2.根据权利要求1所述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，其特征在于，所述外壳包括两块可合并拼接的外壳机构(11)；所述外壳为导轨式安装方式，所述外壳的底部带有两个导轨安装卡口(10)；所述外壳上还开设有交直流供电电源接口(8)和接地端子(9)。3.根据权利要求1所述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，其特征在于，所述组网模块还设置有与供电板线路连接的电源指示灯(6)和通讯指示灯(7)。4.根据权利要求1所述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，其特征在于，所述RS485板(14)包括通讯芯片，所述RS485板(14)与直连通讯接口(2)通过光耦进行隔离。5.根据权利要求1所述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，其特征在于，所述供电板(13)的输入电源为85V
‑
285V的交直流电源，并提供接地PE端子；输出两路直流电源分别连接外部传感器和RS485板(14)以提供电源。6.根据权利要求5所述的应用于配电网现场局域网通讯的组网模块，其特征在于，所述外壳上还开...

【专利技术属性】
技术研发人员：户杰，刘长宝，
申请(专利权)人：杭州华立电力系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：