CDMA 和 TD-LTE 以及FDD-LTE等無(wú)線通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換功能。
[0030](3)支持對(duì)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS )分級(jí)管理功能，滿(mǎn)足配電網(wǎng)的遙信，遙測(cè)和遙控的需要。
[0031](4)支持?jǐn)?shù)據(jù)的融合功能，減少冗余并減少數(shù)據(jù)發(fā)送量。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示配電網(wǎng)網(wǎng)管的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]實(shí)施例:
本發(fā)明智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，分為有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線TD-TLE或FDD-LTE構(gòu)建的延伸兩個(gè)部分，其中有線網(wǎng)絡(luò)部分是供電系統(tǒng)部門(mén)現(xiàn)有的和以后計(jì)劃建設(shè)的光纖骨干網(wǎng)和由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的接入網(wǎng)。
[0035]智能配電網(wǎng)由終端節(jié)點(diǎn)(即配電所的遠(yuǎn)方終端單元FTU)、配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(接入設(shè)備)、覆蓋變電站的光纖/Internet有線網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用管理節(jié)點(diǎn)(供電系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化控制中心)等部分構(gòu)成。
[0036]終端節(jié)點(diǎn)散布在指定的區(qū)域內(nèi)，實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)傳送到配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，反之網(wǎng)關(guān)也可以用同樣的方式將信息發(fā)送給各節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)把數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚處理后通過(guò)TD-LTE或FDD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到固定節(jié)點(diǎn)(變電站)，再通過(guò)變電站直接通過(guò)光纖/Internet或其他通信系統(tǒng)傳送到上層應(yīng)用。在終端網(wǎng)節(jié)點(diǎn)損壞、失效等問(wèn)題出現(xiàn)的情況下，系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)報(bào)警，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的通信正常。
[0037]該結(jié)構(gòu)清晰地闡述了智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容和組成的邏輯關(guān)系。智能配電網(wǎng)采用分層的通信系統(tǒng)架構(gòu)，在不同的層次上支持不同的通信協(xié)議。
[0038]配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具備如下幾個(gè)功能。1、廣泛的接入能力。目前用于近程通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很多，各類(lèi)技術(shù)主要針對(duì)某一應(yīng)用展開(kāi)，缺乏兼容性和體系規(guī)劃，如Lonworks主要應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化，RUBEE適用于惡劣環(huán)境。如何實(shí)現(xiàn)協(xié)議的兼容性、接口和體系規(guī)劃，目前在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有多個(gè)組織在開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，如3GPP、傳感器工作組，以實(shí)現(xiàn)各種通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)互通。本項(xiàng)目采用應(yīng)用面最廣和技術(shù)最成熟的802.15和802.11協(xié)議相結(jié)合。2、協(xié)議轉(zhuǎn)換能力。從不同的感知網(wǎng)絡(luò)到接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將下層的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝，保證不同的感知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議能夠變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信令；將上層下發(fā)的數(shù)據(jù)包解析成感知層協(xié)議可以識(shí)別的信令和控制指令。3、可管理能力。強(qiáng)大的管理能力，對(duì)于任何大型網(wǎng)絡(luò)都是必不可少的。首先要對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理，如注冊(cè)管理、狀態(tài)監(jiān)管等。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的管理，如獲取節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、狀態(tài)、屬性、能量等以及遠(yuǎn)程喚醒、控制、診斷、升級(jí)和維護(hù)等。由于子網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，協(xié)議的復(fù)雜性不同，所以網(wǎng)關(guān)具有的管理能力不同。本項(xiàng)目提出基于模塊化網(wǎng)關(guān)方式來(lái)管理不同的感知網(wǎng)絡(luò)、不同的應(yīng)用，保證能夠使用統(tǒng)一的管理接口技術(shù)對(duì)末梢網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
[0039]本發(fā)明是一種面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的，實(shí)現(xiàn)在智能配電網(wǎng)上的基于TD-LTE或FDD-LTE互聯(lián)組網(wǎng)的無(wú)線通信系統(tǒng)。主要包括:
一、硬件設(shè)備
1、通過(guò)研究結(jié)合傳感器技術(shù)和嵌入式軟硬件技術(shù)，并結(jié)合智能配電網(wǎng)中設(shè)備實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的硬件架構(gòu)。研究包括硬件架構(gòu)研究以及各個(gè)硬件組成模塊的研究，包括處理器單元、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘單元、接口單元、總線的研究。同時(shí)，硬件部分也需要研究通信擴(kuò)展的情況，必須支持外接的通信擴(kuò)展模塊，即各種網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)模塊。
[0040]2、研究在惡劣環(huán)境下，終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的硬件如何能穩(wěn)定可靠的工作。由于電力網(wǎng)絡(luò)的電磁環(huán)境比較惡劣，對(duì)無(wú)線傳輸具有很大的影響，因此在環(huán)境較復(fù)雜的地方的可靠工作要求，對(duì)硬件設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
[0041]二、底層驅(qū)動(dòng)平臺(tái)
終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)平臺(tái)與無(wú)線通信系統(tǒng)的性能有著密切的關(guān)系，研究和采用合適的操作系統(tǒng)構(gòu)成穩(wěn)定的通信系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程一般都采用〃宿主機(jī)/目標(biāo)板"開(kāi)發(fā)模式，即利用宿主機(jī)(PC機(jī))上豐富的軟硬件資源及良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境和調(diào)試工具來(lái)開(kāi)發(fā)目標(biāo)板上的軟件，然后通過(guò)交叉編譯環(huán)境生成目標(biāo)代碼和可執(zhí)行文件，通過(guò)串口 /USB/以太網(wǎng)等方式下載到目標(biāo)板上，利用交叉調(diào)試器在監(jiān)控程序運(yùn)行，實(shí)時(shí)分析，最后，將程序下載固化到目標(biāo)機(jī)上，完成整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。
[0042]目前用于嵌入式設(shè)備的操作系統(tǒng)有很多種，研究重點(diǎn)關(guān)注于根據(jù)本項(xiàng)目中對(duì)于終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)通用性以及可編程擴(kuò)展性的需求，選取穩(wěn)定、可靠、高效、開(kāi)放的操作系統(tǒng)。
三、相關(guān)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)
應(yīng)用軟件包括協(xié)議棧和應(yīng)用程序。
協(xié)議棧部分重點(diǎn)研究用來(lái)構(gòu)成網(wǎng)關(guān)的各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，包括802.11系列和802.15系列等規(guī)范了用于構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC子層協(xié)議，包括Zigbee、TCP/IP等用于通信的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議等。同時(shí)，根據(jù)OSI分層概念，研究和規(guī)范支持第三方開(kāi)發(fā)的接口，用以支持網(wǎng)關(guān)的擴(kuò)展應(yīng)用。
[0043]應(yīng)用程序部分主要包括接口設(shè)配程序和相關(guān)管理程序，其中接口設(shè)配程序包括TD-LTE或FDD-LTE通信鏈路和電力系統(tǒng)相關(guān)采集數(shù)據(jù)的接入、適配、數(shù)據(jù)差錯(cuò)編碼、格式轉(zhuǎn)換等。相關(guān)管理程序完成相關(guān)的參數(shù)配置，包括接口配置、網(wǎng)絡(luò)配置等。配置程序研究的重點(diǎn)是如何設(shè)計(jì)并提供工作穩(wěn)定、性能高效的程序集。
[0044]本發(fā)明基于試驗(yàn)平臺(tái)，達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下所示:
(O單網(wǎng)關(guān)最大可支持信息傳輸速率不低于2 Mbit/s ；
(2)單配電終端節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)最大可支持傳輸速率不低于20Kbit/s ;多媒體數(shù)據(jù)最大可支持傳輸速率不低于1.2Mbit/s。
[0045](3)遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)傳輸平均時(shí)延不多于3 S，可靠性不低于97% ；
(4)遙控?cái)?shù)據(jù)傳輸平均時(shí)延不多于ls，可靠性不低于99% ；
執(zhí)行的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括入下所示:
Cl)射頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
包括:歐洲標(biāo)準(zhǔn) ETSI 300 328、美國(guó) FCC 標(biāo)準(zhǔn) Part 15.247、IEEE 802.1lPHY 及我國(guó)的 GB15629.1102-2003 (即 WAPI)0
[0046](2)互操作性標(biāo)準(zhǔn)為 W1-Fi Alliance Test Plan。
[0047](3)工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)射頻設(shè)備(GB 4824-2004)電磁騷擾特性、限值和測(cè)量方法。
[0048]最后需要說(shuō)明的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，而不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定，任何對(duì)本發(fā)明技術(shù)特征所做的等同替換或相應(yīng)改進(jìn)，仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括由智能配電網(wǎng)控制中心控制的終端節(jié)點(diǎn)、配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以及與變電站連接的有線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述終端節(jié)點(diǎn)是配電所的遠(yuǎn)方終端單元FTU，所述變電站有線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述配電站網(wǎng)關(guān)通信，所述配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)無(wú)線通信與所述終端節(jié)點(diǎn)通信。
2.如權(quán)利要求1所述的基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于:所述與變電站連接的有線網(wǎng)絡(luò)是光纖骨干網(wǎng)和由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的接入網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于:所述配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)zigbee協(xié)議與終端節(jié)點(diǎn)通信。
4.如權(quán)利要求1所述的基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于:所述配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)802.11協(xié)議與終端節(jié)點(diǎn)通信。
5.如權(quán)利要求1所述的基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于:所述變電站有線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)TD-TLE或FDD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述配電站網(wǎng)關(guān)通信。
6.如權(quán)利要求1所述的基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于:所述配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)控制和管理所述終端節(jié)點(diǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于混合協(xié)議的智能配電網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括由智能配電網(wǎng)控制中心控制的終端節(jié)點(diǎn)、配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以及與變電站連接的有線網(wǎng)絡(luò)，所述終端節(jié)點(diǎn)是配電所的遠(yuǎn)方終端單元FTU，所述變電站有線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述配電站網(wǎng)關(guān)通信，所述配電網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)無(wú)線通信與所述終端節(jié)點(diǎn)通信。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信系統(tǒng)的自管理，自配置和自?xún)?yōu)化功能，支持多種無(wú)線協(xié)議包括zigbee、802.11、WCDMA、TD-SCDMA和TD-LTE及FDD-LTE等無(wú)線通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換功能，支持對(duì)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）分級(jí)管理功能，滿(mǎn)足配電網(wǎng)的遙信，遙測(cè)和遙控的需要，支持?jǐn)?shù)據(jù)的融合功能，減少冗余并減少數(shù)據(jù)發(fā)送量。
【IPC分類(lèi)】H04W24-00, H04L29-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104683323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410335886
【發(fā)明人】柯峰, 柯永達(dá)
【申請(qǐng)人】廣州中網(wǎng)電力工程設(shè)計(jì)有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年7月15日