一种电力集中器盲区通讯中继装置论文和设计-龚智永

全文摘要

本实用新型公开了一种电力集中器盲区通讯中继装置，包括若干通讯终端和通讯中继器，通讯终端配置于配电网配电自动化设备一端，作为配电设备的通信装置，通讯中继器装设于具备GPRS信号的区域。该电力集中器盲区通讯中继装置通过通讯终端把配电网配电自动化设备的通信数据无线传输到通讯中继器，然后通讯中继器通过GPRS信号把数据传输到配电网主站，同时，通讯中继器通过GPRS信号接收配电网主站下发的数据，然后再把数据通过无线传输分发到对应的配电网配电自动化设备上。该通讯中继装置有效解决现有技术中配电网配网自动化设备与配网主站因为通信信号质量差或者盲区而导致通信失败，进而使得配电自动化设备在线率下降的问题。

主设计要求

1.一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的电力集中器盲区通讯中继装置包括若干通讯终端和通讯中继器，所述的通讯终端配置于配电网配电自动化设备一端，作为配电设备的通信装置；所述的通讯中继器配置于具备GPRS信号的区域；所述的电力集中器盲区通讯中继装置通过通讯终端把配电网配电自动化设备的通信数据无线传输到通讯中继器，然后通讯中继器通过GPRS信号把数据传输到配电网主站，同时，通讯中继器通过GPRS信号接收配电网主站下发的数据，然后再把数据通过无线传输分发到对应的配电网配电自动化设备上。

设计方案

1.一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的电力集中器盲区通讯中继装置包括若干通讯终端和通讯中继器，所述的通讯终端配置于配电网配电自动化设备一端，作为配电设备的通信装置；所述的通讯中继器配置于具备GPRS信号的区域；

所述的电力集中器盲区通讯中继装置通过通讯终端把配电网配电自动化设备的通信数据无线传输到通讯中继器，然后通讯中继器通过GPRS信号把数据传输到配电网主站，同时，通讯中继器通过GPRS信号接收配电网主站下发的数据，然后再把数据通过无线传输分发到对应的配电网配电自动化设备上。

2.根据权利要求1所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的通讯终端和通讯中继器基于LoRa扩频技术进行无线通信。

3.根据权利要求1所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的通讯终端包括LoRa通信模块、无线通讯增益天线，其中，所述的LoRa通信模块作为配电网配电自动化设备的通信设备，安装在配电网配电自动化设备上，所述的无线通讯增益天线作为LoRa通信模块的天线，安装在易于与通讯中继器进行通信的位置。

4.根据权利要求1所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的通讯中继器包括LoRa通信模块、无线通讯增益天线和供电模块，其中，所述的LoRa通信模块作为集中器，与各个通讯终端进行通信，所述的无线通讯增益天线作为通讯中继器的天线，安装在易于与各个通讯终端通信的位置，所述的供电模块为通讯中继器提供稳定的电源。

5.根据权利要求3或4所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的LoRa通信模块用于接收和发送配电网配电自动化设备的数据信息，其频率范围在410～510MHz，灵敏度高达-120dBm，采用扩频调制无线通讯技术进行数据传输，数据传输率为1.2～30kbps。

6.根据权利要求3或4所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的无线通讯增益天线用于均匀辐射以电磁波形式传播的数据信息。

7.根据权利要求4所述的一种电力集中器盲区通讯中继装置，其特征在于，所述的供电模块采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式或者直接采用12V～55V的直流供电方式。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信中继技术领域，具体涉及一种电力集中器盲区通讯中继装置。

背景技术

随着现代计算机技术和通信技术的发展，国内电网形成了采用GPRS通信的配电网自动化系统。目前广泛采用无线专网依赖运营商的网络覆盖水平，很多城郊、农村架空线路、城市地下站房或者信号盲区，常常因为这类问题导致配电自动化设备常年不在线或者经常性断线。极大影响了设备在线率和配电自动化的使用效果。而配电网自动化系统主要采用DTU设备，通过GPRS无线网络进行数据通信。配电自动化终端一般安装于较偏僻的地方，发生故障时，维护和抢修难度较大，成本高、效率低。严重影响了配电网供电的可靠性，给用电企业的生产或居民生活带来了安全和财产隐患。基于这个现状，配电网需要覆盖范围广、穿透性强，通信集中管理的数据传输系统，来提高配网自动化设备的通信稳定性和成本，并且减低通信设备维护的复杂度。

目前的配电自动化设备与配网主站的通信数据主要是遥信、遥测和遥控数据，数据量不大，而且数据通信都是按照相同的通信协议进行通信，可以把多个配电自动化设备的通信数据发送到集中器，再通过GPRS发送到配电主站，配电主站下发数据也发到集中器，由集中器分发到各个配电自动化设备中。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中配电网配网自动化设备与配网主站因为通信信号质量差或者盲区而导致通信失败，进而使得配电自动化设备在线率下降的问题，提供一种电力集中器盲区通讯中继装置。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种电力集中器盲区通讯中继装置，所述的电力集中器盲区通讯中继装置包括若干通讯终端和通讯中继器，所述的通讯终端配置于配电网配电自动化设备一端，作为配电设备的通信装置；所述的通讯中继器配置于具备GPRS信号的区域；

进一步地，所述的通讯终端和通讯中继器基于LoRa扩频技术进行无线通信。

进一步地，所述的通讯终端包括LoRa通信模块、无线通讯增益天线，其中，所述的LoRa通信模块作为配电网配电自动化设备的通信设备，安装在配电网配电自动化设备上，所述的无线通讯增益天线作为LoRa通信模块的天线，安装在易于与通讯中继器进行通信的位置。

进一步地，所述的通讯中继器包括LoRa通信模块、无线通讯增益天线和供电模块，其中，所述的LoRa通信模块作为集中器，与各个通讯终端进行通信，所述的无线通讯增益天线作为通讯中继器的天线，安装在易于与各个通讯终端通信的位置，所述的供电模块为通讯中继器提供稳定的电源。

进一步地，所述的LoRa通信模块用于接收和发送配电网配电自动化设备的数据信息，其频率范围在410～510MHz，灵敏度高达-120dBm，采用扩频调制无线通讯技术进行数据传输，数据传输率为1.2～30kbps。

进一步地，所述的无线通讯增益天线用于均匀辐射以电磁波形式传播的数据信息。

进一步地，所述的供电模块采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式或者直接采用12V～55V的直流供电方式。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本实用新型中电力集中器盲区通讯装置的通讯终端和通讯中继器采用Lora技术通信，具备广覆盖、穿透能力强、低功耗、低成本、链接容量大、灵敏度高的特点。而穿透能力强、灵敏度高可以解决配电自动化设备在GPRS盲区或者信号质量差导致通讯失败的问题，提供稳定、准确的数据传输方式。同时，广覆盖、链接容量大可以多个通讯终端链接一个通讯中继器，这样可以省下更多的GSRS无线通信设备，降低通信成本。

附图说明

图1是本实用新型中公开的电力集中器盲区通讯中继装置的组成结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

本实施例在于在通讯盲区中提供配电网配电自动化设备稳定、可靠和低成本的通讯中继装置，该通讯中继装置通过通讯终端把配电网配电自动化设备的通信数据传输到通讯中继器，然后通讯中继器通过GPRS信号把数据传输到配电网主站，同时，配电网主站把数据发送到通讯中继器，通讯中继器再把数据分发到对应的配电网配电自动化设备上。

电力集中器盲区通讯中继装置由通讯终端和通讯中继器组成，通讯终端配置于配电网配电自动化设备一端，作为配电设备的通信装置；通讯中继器需要安装在具备GPRS信号的区域。通讯终端和通讯中继器的通信是基于LoRa技术，LoRa的扩频调制方式，可变扩频因子大大提高了整个网络的系统容量，另外，其高效的循环交织纠错编码，极大地提高了系统无线通讯的抗干扰性、信道容量，而其强大的信号穿透能力和广阔的信号覆盖范围也可轻易地实现城市级互联网络。

1、通讯终端

通讯终端主要包括两部分，分别是LoRa通信模块、无线通讯增益天线，LoRa通信模块作为配电网配电自动化设备的通信设备，安装在配电自动化设备上，无线通讯增益天线作为LoRa通信模块的天线，安装在易于与通讯中继器进行通信的位置。

1.1)、LoRa通信模块

该模块用于接收和发送配电自动化设备的数据信息，其频率范围在“410～510MHz(典型433M、470M)”，灵敏度高达-120dBm，采用扩频调制无线通讯技术进行数据传输，数据传输率为1.2～30kbps，能够快速、准确地传输配电自动化终端的数据信息并通过无线通讯增益天线传送到通讯中继器，达到KM级别的信号覆盖半径，信号穿透能力远远超过DTU等无线通讯装置。同时，也接收通讯中继器分发到各个通讯模块的数据，LoRa通信模块再把数据发送到配电网配电自动化设备中。

1.2)、无线通讯增益天线

该部分的主要是用于均匀辐射以电磁波形式传播的数据信息，增加信号辐射功率的有效利用率，提高数据信息的保密性和加强信号传播的抗干扰能力。更加有利于提高全向穿透型无线通讯装置的信号穿透性和覆盖范围。

2、通讯中继器

通讯中继器主要包括三部分，分别是LoRa通信模块、无线通讯增益天线和供电模块。LoRa通信模块作为集中器，与各个通讯终端进行通信，并把各个通讯终端的数据转发到DTU\/RTU等无线通讯装置。无线通讯增益天线作为通讯中继器的天线，安装在易于与各个通讯终端通信的位置，供电模块为通讯中继器提供一个稳定的电源。

2.1)、LoRa通信模块

该模块用于接收和发送配电自动化设备的数据信息，其频率范围在“410～510MHz(典型433M、470M)”，灵敏度高达-120dBm，采用扩频调制无线通讯技术进行数据传输，数据传输率为1.2～30kbps，能够快速、准确地接收和发送数据到各个通讯终端，同时把数据集中发送到DTU等无线通讯装置，由此实现了配电自动化设备与配电网主站之间的通信。

2.2)、供电模块

通讯中继器供电电源部分采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式或者直接采用12V～55V的直流供电方式。太阳能混合供电方式在光照强度较强的情况下不仅可以满足自身装置的供电需求还可对蓄电池进行充电，确保装置的长时间续航。

2.3)、无线通讯增益天线

综上所述，本实施例公开的基于电力集中器盲区通讯中继装置，能够很好的解决目前配电网配网自动化设备与配网主站因为通信盲区而导致通信失败的问题，有效提高设备的在线率，同时集中配电设备的通信数据，可以更好地维护设备的通信和减低通信成本。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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