微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是一種微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入，越來(lái)越多的智能化設(shè)備需要接入到智能電網(wǎng)的綜合調(diào)度系統(tǒng)中，國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的總體要求，是保證智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)范有序推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)“全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)”。特別是隨著智能電網(wǎng)的營(yíng)銷、配網(wǎng)、調(diào)度系統(tǒng)的一體化平臺(tái)系統(tǒng)的建設(shè)深入，關(guān)于營(yíng)配調(diào)各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的終端和通信系統(tǒng)在速率、可靠性、實(shí)時(shí)性、兼容性上提出了較高的要求。
[0003]智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)目前主要由光纖通信系統(tǒng)、載波通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)三種通信方式組成，其中無(wú)線通信方式主要是指由GPRS和3G等無(wú)線公網(wǎng)組成的無(wú)線通信方式，并且目前此種通信方式已經(jīng)大規(guī)模的運(yùn)用到營(yíng)銷系統(tǒng)的集抄和部分一遙、二遙的配電終端系統(tǒng)中。
[0004]現(xiàn)有的無(wú)線公網(wǎng)通信系統(tǒng)中，存在計(jì)費(fèi)費(fèi)用較高、無(wú)線信號(hào)覆蓋不全面等多種不足的問(wèn)題。同樣，在光纖通信系統(tǒng)中，存在施工鋪設(shè)成本費(fèi)用較高等問(wèn)題，在某些特定的區(qū)域，并不是最適合的大規(guī)模鋪設(shè)組網(wǎng)的通信系統(tǒng)解決方案。另外，在配網(wǎng)通信系統(tǒng)中，往往設(shè)備鋪設(shè)與1KV的中壓系統(tǒng)側(cè)，對(duì)設(shè)備的低壓取電是一個(gè)比較棘手的系統(tǒng)解決方案，主要的問(wèn)題體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
[0005]面對(duì)上述智能電網(wǎng)中的較棘手的技術(shù)問(wèn)題，采用微功率無(wú)線系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的特定區(qū)域的通信解決方案的較為合適，主要的解決了智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的以下幾個(gè)問(wèn)題:
[0006]鋪設(shè)成本與難度問(wèn)題:在智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中，通信線路的鋪設(shè)一直是一個(gè)較難解決的施工難題。
[0007]無(wú)線公網(wǎng)不能全覆蓋問(wèn)題:無(wú)線公網(wǎng)借用電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線公共網(wǎng)絡(luò)，在偏遠(yuǎn)區(qū)域，部分封閉空間，無(wú)線公網(wǎng)覆蓋度不全，導(dǎo)致眾多用戶和配電數(shù)據(jù)不能及時(shí)上傳。無(wú)線通信可靠性不高的問(wèn)題:由于采用無(wú)線公網(wǎng)的通信系統(tǒng)，由于共用電信數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，較為容易的被大量無(wú)關(guān)用戶捕獲或干擾，存在較大的安全隱患。
[0008]配網(wǎng)系統(tǒng)中低壓取電問(wèn)題:在偏遠(yuǎn)的1KV配網(wǎng)區(qū)域，通信設(shè)備和終端設(shè)備的取電問(wèn)題一直是困擾系統(tǒng)推廣的較大的技術(shù)難題。采用低功耗的無(wú)線通信系統(tǒng)，通過(guò)降低功耗和主動(dòng)休眠的方式，可以使得設(shè)備的功耗在mw級(jí)，部分現(xiàn)場(chǎng)采用電池供電模式都可以維持較長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)備運(yùn)營(yíng)。
[0009]綜上所述，采用低功率無(wú)線的通信方式構(gòu)建的區(qū)域電力通信專網(wǎng)可以有效的彌補(bǔ)智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的不能難以解決的系統(tǒng)難題，為智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)構(gòu)建提供一種較新的通信方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種為智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)構(gòu)建提供一種較新的通信方式的微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)。
[0011]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0012]—種微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)，在采用合適的微功率無(wú)線通信平臺(tái)作為通信物理層，并以此通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建適用于電力無(wú)線專網(wǎng)的通信模型，以滿足與一定區(qū)域內(nèi)的區(qū)域覆蓋通信技術(shù)，本系統(tǒng)中將按照標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的OSI七層協(xié)議的部分層級(jí)模塊進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)的功能拓展，具體分為以下幾個(gè)部分:
[0013]⑴物理層開(kāi)發(fā):選用合理的無(wú)線通信頻段，并規(guī)劃出合適的物理層通信平臺(tái)；
[0014]⑵網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā):選用合適的路由算法，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層；
[0015]⑶傳輸層開(kāi)發(fā):建立分布式以太網(wǎng)交換模型，倉(cāng)Il建多樣兼容數(shù)據(jù)接口 ；
[0016]⑷網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā):創(chuàng)建集中式管理與遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)，滿足一站式運(yùn)維要求。
[0017]而且，在物理層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用230M或者868M的無(wú)線頻段，編解碼方式采用不歸零編碼，通道復(fù)用方式采用TDMA+FDMA兩種數(shù)據(jù)和信號(hào)復(fù)用模型。
[0018]而且，在網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通信網(wǎng)絡(luò)模型采用主從式通信結(jié)構(gòu)。
[0019]而且，在傳輸層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通信專網(wǎng)的系統(tǒng)接口滿足RS232、RS485、基于IP體系的以太網(wǎng)接口等多種數(shù)據(jù)交互模型。
[0020]而且，在網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模式，采用標(biāo)準(zhǔn)的SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，采用:信息管理端一一數(shù)據(jù)服務(wù)端一一無(wú)線信息采集終端的層級(jí)模式。
[0021]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和積極效果為:
[0022]本發(fā)明提供的微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)短距離的功率放大，可以實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)采用無(wú)線通信方式，不需要鋪設(shè)通信線路，系統(tǒng)中采用微功率無(wú)線通信系統(tǒng)，構(gòu)建區(qū)域無(wú)線專網(wǎng)，保障區(qū)域內(nèi)的無(wú)線數(shù)據(jù)及時(shí)有效傳輸，系統(tǒng)內(nèi)部集成安全加密和安全冗余系統(tǒng)，從而保證了從物理層和網(wǎng)絡(luò)層保障數(shù)據(jù)通信的安全性和可靠性。
【具體實(shí)施方式】
:
[0023]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]—種微功率無(wú)線的區(qū)域覆蓋電力通信專網(wǎng)，在采用合適的微功率無(wú)線通信平臺(tái)作為通信物理層，并以此通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建適用于電力無(wú)線專網(wǎng)的通信模型，以滿足與一定區(qū)域內(nèi)的區(qū)域覆蓋通信技術(shù)，本系統(tǒng)中將按照標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的OSI七層協(xié)議的部分層級(jí)模塊進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)的功能拓展，具體分為以下幾個(gè)部分:
[0025]1、物理層開(kāi)發(fā)
[0026]選用合理的無(wú)線通信頻段，并規(guī)劃出合適的物理層通信平臺(tái)；
[0027]在無(wú)線通信系統(tǒng)的構(gòu)建中，首先需要選用一個(gè)可以使用的無(wú)線頻段。根據(jù)國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)的規(guī)定，可以使用的頻段有230M、315M、433M、868M等頻段。其中230M為電力無(wú)線通信系統(tǒng)專用頻段，為了既滿足通信距離的要求，也滿足通信頻帶數(shù)量要求，本項(xiàng)目研究方案選用230M或者868M兩個(gè)頻段。
[0028]在物理層開(kāi)發(fā)上面，要達(dá)到安全、可靠、高效的數(shù)據(jù)通信要求，需要構(gòu)建健壯的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，其中包括采用有效的數(shù)據(jù)編解碼模型，合適通道復(fù)用技術(shù)和基于跳頻技術(shù)的通道選擇技術(shù)，具體物理層的通信模塊描述如下:
[0029]a.編解碼方式選擇:在本系統(tǒng)中，可以選用一種較為有效而簡(jiǎn)單的編碼方式:不歸零編碼(NRZ)。
[0030]b.通道復(fù)用方式采用TDMA+FDMA兩種數(shù)據(jù)和信號(hào)復(fù)用模型。首先在選擇的無(wú)線通信頻帶范圍內(nèi)，采用多個(gè)子頻帶復(fù)用到同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域內(nèi)多個(gè)信號(hào)同步傳輸；其次，由于通道數(shù)量有限而設(shè)備數(shù)量較多的時(shí)候，存在多個(gè)設(shè)備共用到同一個(gè)通道內(nèi)而導(dǎo)致單通道的數(shù)據(jù)復(fù)用的情況，因此在單通道的數(shù)據(jù)復(fù)用采用CSMA+TDMA的兩種數(shù)據(jù)通信模式:采用CSMA的沖突避免機(jī)制檢測(cè)通道內(nèi)是否有數(shù)據(jù)沖突，在數(shù)據(jù)沒(méi)有沖突的前提下，采用TDMA的數(shù)據(jù)模型對(duì)同一通道內(nèi)的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行通信數(shù)據(jù)復(fù)用。
[0031]c.對(duì)于設(shè)備在頻段內(nèi)的頻帶選擇問(wèn)題，可以采用序列跳頻的機(jī)制進(jìn)行頻帶的選擇:微功率無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先在默認(rèn)的頻點(diǎn)進(jìn)行頻率檢測(cè)，在頻帶存在干擾的情況下，按照跳頻序列進(jìn)行逐一檢測(cè)和擴(kuò)展，直到頻帶滿足通信要求為止。
[0032]要實(shí)現(xiàn)一定的區(qū)域覆蓋，要進(jìn)行增強(qiáng)型的PA模塊的研發(fā)。在無(wú)障礙模型的通信環(huán)境下，達(dá)到無(wú)遮擋通信距離2KM?3KM ;能夠在有效距離內(nèi)可以穿透2面墻。具體性能指標(biāo)為:發(fā)送功率達(dá)到24dbm，接收靈敏度達(dá)到-102dBm。
[0033]2、網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā)
[0034]選用合適的路由算法，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層。
[0035]采用微功率無(wú)線的通信網(wǎng)絡(luò)模型采用主從式通信結(jié)構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)為無(wú)線通信網(wǎng)關(guān)，從節(jié)點(diǎn)為無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)。由于微功率的無(wú)線通信距離較近