專利名稱：配電網(wǎng)光無線通信裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種配電網(wǎng)光無線通信裝置，屬于電力系統(tǒng)電力配電網(wǎng)通信技 術領域。
背景技術：
隨著電力配電網(wǎng)通信技術的發(fā)展和演化，申請人發(fā)現(xiàn)，單純依賴光纜通信來 解決配電網(wǎng)內(nèi)的通信需求代價太大，一些地區(qū)，如農(nóng)村、城鄉(xiāng)結(jié)合部，地形復雜、 建筑分散，現(xiàn)場條件差，無法通過敷設光纜的方式來進行配電網(wǎng)通信，中國專利 200810300336.4公開了一種電力遠程抄表通信方法和裝置以及數(shù)據(jù)匯聚設備，可將一個 區(qū)域內(nèi)的電能量數(shù)據(jù)收集起來后再傳輸，改變了現(xiàn)有單一點對點光纖直接連到用戶家里 的數(shù)據(jù)傳輸方式，降低了遠程抄表的成本，但是在申請人使用中發(fā)現(xiàn)，這一專利仍然需 要依賴光纜敷設來解決網(wǎng)絡通信問題，因此在實踐探索中開發(fā)出只需要在一定范圍內(nèi)敷 設一根光纜就能解決半徑約為10公里左右的區(qū)域所有配電電氣設備的數(shù)據(jù)采集和傳輸問 題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種配電網(wǎng)光無線通信裝置。降低通信成本，擴 大使用范圍，操作更加方便。本實用新型的技術方案。配電網(wǎng)光無線通信裝置，包括下述裝置，配電網(wǎng)無線通信裝置，采集的電力數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)光無線通信裝置；配 電網(wǎng)無線通信裝置構(gòu)造包括控制芯片，控制芯片連接FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊分別連接無 線通信模塊和數(shù)據(jù)采集模塊；配電網(wǎng)光無線通信裝置，采集和無線傳輸收到的電力數(shù)據(jù)通過光傳輸模塊傳輸 到配電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心；配電網(wǎng)光無線通信裝置構(gòu)造包括控制芯片，控制芯片連接FPGA模 塊，F(xiàn)PGA模塊分別連接無線通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和光傳輸模塊，光傳輸模塊通過光 纜連接配電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。上述的配電網(wǎng)光無線通信裝置，所述數(shù)據(jù)采集模塊連接RJ45接口、RS232接口 或/和485接口。同現(xiàn)有技術相比，本實用新型的結(jié)構(gòu)更加簡單，降低了生產(chǎn)成本，配電網(wǎng)光無 線通信裝置和配電網(wǎng)無線通信裝置的結(jié)構(gòu)相似，只是在配電網(wǎng)光無線通信裝置內(nèi)多了一 個光傳輸模塊，生產(chǎn)更加方便。采用以FPGA技術后，能根據(jù)現(xiàn)場情況自行調(diào)整控制程 序，無線模塊的工作模式，輪詢周期等參數(shù)，并能控制無線模塊的發(fā)送功率，從而更能 適應配電網(wǎng)復雜的現(xiàn)場環(huán)境，而且通過對光源的控制，使得該設備的工作情況和光纜運 行情況可以上送至控制中心，達到了在線監(jiān)測和故障告警的目的，因而能大幅縮短故障 的恢復時間，降低配電通信網(wǎng)的運行成本，在每個覆蓋區(qū)域只需要從數(shù)據(jù)中心敷設1根 光纜至配電網(wǎng)光無線通信裝置即可。無線通信模塊采用Zigbee無線通信模塊，能夠?qū)o線信號覆蓋半徑從原來的0.5公里提高到近3.5公里，且能繞開部分建筑物，特別適應城 區(qū)樓房密集環(huán)境。

附 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為配電網(wǎng)光無線通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為配電網(wǎng)無線通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例。配電網(wǎng)光無線通信裝置，如圖1所示，包括下述裝置，配電網(wǎng)無線通信裝置2，用于對電力數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸，將采集的電力數(shù)據(jù) 傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)光無線通信裝置1。配電網(wǎng)光無線通信裝置1，用于對電力數(shù)據(jù)的采集和光傳輸，將采集和無線傳輸 收到的電力數(shù)據(jù)通過光傳輸模塊傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)數(shù)據(jù)中心3。如圖2所示，配電網(wǎng)無線通信裝置2構(gòu)造包括控制芯片4，控制芯片4連接FPGA 模塊5，F(xiàn)PGA模塊5分別連接無線通信模塊6和數(shù)據(jù)采集模塊7。無線通信模塊6采 用Zigbee無線通信模塊，型號為加利福利亞東部實驗室生產(chǎn)的ZICM2410P0-KIT2-1, ZICM2410P2-KIT1-1,滿足IEEE 802.15.4，無線通信模塊6連接智能多向天線10，能自 適應調(diào)整天線的發(fā)射角度、扇區(qū)和強度。數(shù)據(jù)采集模塊7分別連接RJ45接口 8、RS232 接口或/和485接口 9，本實施例中，RS232接口和485接口集成在一個模塊內(nèi)，也可根 據(jù)需要分別連接。RJ45接口 8、RS232接口或/和485接口 9用于電力數(shù)據(jù)的采集。圖 中MCU表示微機控制單元，用于協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)控制和現(xiàn)場總線功能。如圖3所示，配電網(wǎng)光無線通信裝置1構(gòu)造包括控制芯片4，控制芯片4連接 FPGA模塊5，F(xiàn)PGA模塊5分別連接無線通信模塊6、數(shù)據(jù)采集模塊7和光傳輸模塊11， 光傳輸模塊11通過光纜連接配電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心3。本實施例中，光傳輸模塊11采用具備數(shù) 據(jù)匯聚功能的光網(wǎng)絡模塊(CPON光模塊)，能支持單芯數(shù)據(jù)收發(fā)及雙口備份功能，中 繼能力強，帶寬可達100M以上，傳輸距離遠，并能與其他配電網(wǎng)光無線通信裝置1光口 互聯(lián)，完成自動路由表的鏈接，這樣的可以使得該設備具備自動路由尋址功能，在某一 條光纖斷線或模塊故障的情況下，通信也不會中斷。配電網(wǎng)光無線通信裝置1和配電網(wǎng)無線通信裝置2大部分選擇的模塊、芯片相 同，可以統(tǒng)一產(chǎn)品的規(guī)格，方便生產(chǎn)和更換，還能減小生產(chǎn)庫存，降低了生產(chǎn)和維修成 本?？刂菩酒?采用Altera公司生產(chǎn)的StratixII器件，一方面可以提高設備的運算速率， 縮短響應時間，同時能簡化設備的結(jié)構(gòu)，降低功耗，這些設計均為適應配網(wǎng)室外運行的 需求，提高設備室外穩(wěn)定運行的時間和降低設備功耗，同時可以直接根據(jù)現(xiàn)場實際情況 進行程序編寫和調(diào)整。主要模塊的功能表述如下1、數(shù)據(jù)采集模塊7負責定時采集RJ45/RS232/485接口輸入的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù) 通過總線送入控制芯片4的數(shù)據(jù)存儲器，采用多個數(shù)據(jù)接口，能夠很好的兼容現(xiàn)有電力 設備；[0020]2、無線通信模塊6，負責將無線模塊接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS232數(shù)據(jù)后再通過接 口轉(zhuǎn)換接入總線；3、控制芯片4，負責進行數(shù)據(jù)處理和消息處理，發(fā)送各種控制指令，指揮其他 模塊協(xié)同完成數(shù)據(jù)收發(fā)功能；4、光傳輸模塊11，負責將控制芯片4數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)進行發(fā)送，并向上發(fā)送光源信號，負責接收配電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心3下發(fā)的各種數(shù)據(jù)、控制指令，并將數(shù)據(jù)進行光 電轉(zhuǎn)換后讀入數(shù)據(jù)總線。5、整個裝置配置一條千兆數(shù)據(jù)總線。6、FPGA模塊5將無線通信模塊6上送的數(shù)據(jù)打包轉(zhuǎn)換后發(fā)送至光傳輸模塊11 制定的存儲模塊，同時能將串口/RJ45 口采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)后后發(fā)送至光傳輸模塊11，并根 據(jù)無線通信模塊6采集的信號自適應選擇無線信號強弱來建立路由表，并根據(jù)路由表進 行有序控制發(fā)送路徑，包括輪詢、建立鏈接、斷開鏈接、匹配等。同時，設備的溫度控 制、濕度控制信號也經(jīng)過FPGA模塊5和控制芯片4判斷后放入光傳輸模塊11。FPGA 模塊5還可以對光傳輸單元的兩個通路信號進行判定，從而選擇功能正常的路由進行數(shù) 據(jù)發(fā)送，并按照定時器發(fā)送的信號周期性地發(fā)送控制信號至光源模塊，以控制光源模塊 向中心站發(fā)送測試光信號。整個系統(tǒng)工作原理如下配電網(wǎng)光無線通信方法，采用配電網(wǎng)光無線通信裝置1和配電網(wǎng)無線通信裝置2 對一個區(qū)域的電力數(shù)據(jù)進行采集和傳輸，配電網(wǎng)光無線通信裝置1和配電網(wǎng)無線通信裝 置2將電力數(shù)據(jù)采集后，通過無線傳輸將該區(qū)域的所有數(shù)據(jù)集中到配電網(wǎng)光無線通信裝 置1上，配電網(wǎng)光無線通信裝置1將匯聚的數(shù)據(jù)通過光傳輸模塊11傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)數(shù)據(jù)中 心3。控制芯片4通過FPGA模塊5分別進行數(shù)據(jù)采集、無線通信和光傳輸模塊11的發(fā) 送控制。其中，配電網(wǎng)光無線通信裝置1通過FPGA模塊5能將串口/RJ45 口采集的數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)后后發(fā)送至光傳輸模塊11，并根據(jù)無線模塊采集的信號自適應選擇無線信號強弱來建 立路由表，根據(jù)路由表進行有序控制發(fā)送路徑，包括輪詢、建立鏈接、斷開鏈接、匹配 等，同時，設備的溫度控制、濕度控制信號也經(jīng)過控制芯片4判斷后放入光光傳輸模塊 11。FPGA模塊5可以對光傳輸單元的兩個通路信號進行判定，從而選擇功能正常的路 由進行數(shù)據(jù)發(fā)送，并按照定時器發(fā)送的信號周期性地發(fā)送控制信號至光源模塊，以控制 光源模塊向中心站發(fā)送測試光信號。于此同時，中央控制單元還根據(jù)路由表的優(yōu)先等級 將其他1機型的存儲器中的數(shù)據(jù)定期接入本機中，形成數(shù)據(jù)備份。無線傳輸通過Zigbee無線通信模塊6，無線通信模塊6連接智能多向天線10，能 自適應調(diào)整天線的發(fā)射角度、扇區(qū)和強度，經(jīng)試驗，Zigbee無線通信模塊的無線發(fā)射距 離近3.5公里，且能繞開部分建筑物，極大的提高了本系統(tǒng)的覆蓋范圍，進一步的降低了 整個配電網(wǎng)的通信成本。
權(quán)利要求1.一種配電網(wǎng)光無線通信裝置，其特征在于包括下述裝置，配電網(wǎng)無線通信裝置(2)，采集的電力數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)光無線通信裝置(I)；配電網(wǎng)無線通信裝置(2)構(gòu)造包括控制芯片(4)，控制芯片(4)連接FPGA 模塊(5)，F(xiàn)PGA模塊(5)分別連接無線通信模塊(6)和數(shù)據(jù)采集模塊(7)；配電網(wǎng)光無線通信裝置(1)，采集和無線傳輸收到的電力數(shù)據(jù)通過光傳輸模塊(II)傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)數(shù)據(jù)中心(3)；配電網(wǎng)光無線通信裝置構(gòu)造包括控制芯片(4)， 控制芯片(4)連接FPGA模塊(5)，F(xiàn)PGA模塊(5)分別連接無線通信模塊(6)、 數(shù)據(jù)采集模塊(7)和光傳輸模塊(11)，光傳輸模塊(11)通過光纜連接配電網(wǎng)數(shù)據(jù) 中心(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)光無線通信裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模塊 (7)連接 RJ45 接口(8)、RS232 接口或 / 和 485 接口(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種配電網(wǎng)光無線通信裝置，其特征在于包括下述裝置，配電網(wǎng)無線通信裝置(2)，采集的電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)光無線通信裝置(1)；配電網(wǎng)光無線通信裝置(1)，采集和無線傳輸收到的電力數(shù)據(jù)通過光傳輸模塊傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)數(shù)據(jù)中心(3)。本實用新型的結(jié)構(gòu)更加簡單，降低了生產(chǎn)成本，采用以FPGA技術后，能根據(jù)現(xiàn)場情況自行調(diào)整控制程序，無線模塊的工作模式，輪詢周期等參數(shù)，設備的工作情況和光纜運行情況可以上送至控制中心，達到了在線監(jiān)測和故障告警的目的，因而能大幅縮短故障的恢復時間，降低配電通信網(wǎng)的運行成本。
文檔編號G08C23/00GK201797519SQ201020599850
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者陳攀, 黃放 申請人:廣西新海通信科技有限公司, 陳攀