一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，包括：中央處理單元、通信單元、射頻通信單元、時(shí)鐘鐵電單元及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元；中央處理單元分別與通信單元、射頻通信單元、時(shí)鐘鐵電單元及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元相連。本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，相對(duì)以往GPRS技術(shù)，使用TD-LTE230M技術(shù)對(duì)用電信息進(jìn)行傳輸，避免了數(shù)據(jù)受到攻擊、易丟失、安全性低、誤操作危險(xiǎn)高等問(wèn)題，而且每年為電力企業(yè)節(jié)省了巨額的用電信息傳輸成本。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，竊電現(xiàn)象呈現(xiàn)出高發(fā)和上升勢(shì)態(tài)，竊電問(wèn)題比以往更為嚴(yán)重。一些單位和個(gè)人，尤其是高能耗企業(yè)，將盜竊電能降低成本作為獲利手段，采取各種方法竊取電量，以達(dá)到不交或少交電費(fèi)的目的。竊電問(wèn)題一直困擾著供電部門，造成了電能大量流失，嚴(yán)重?fù)p害了供電企業(yè)的合法權(quán)益，擾亂了正常的供用電秩序，同時(shí)也嚴(yán)重影響了電力事業(yè)的健康發(fā)展，而且給電網(wǎng)安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。其主要表現(xiàn)為竊電手段科技化、竊電過(guò)程隱蔽化、竊電數(shù)量大額化等特點(diǎn)，給國(guó)家造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)以上現(xiàn)象，一些電力企業(yè)雖然已經(jīng)采取了人工排查、對(duì)高供低計(jì)用戶實(shí)施高供高計(jì)改造以及推廣用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)等措施，但這些傳統(tǒng)的防竊電方法存在著很大的不足及客觀缺陷，例如:人工排查和高供高計(jì)不僅不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且也浪費(fèi)了大量的人力和物力成本，沒(méi)有從根本上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的防竊電。
[0003]為了解決現(xiàn)有防竊電措施的不足，業(yè)內(nèi)已經(jīng)了開(kāi)發(fā)一種專變用戶負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是在原有的用電信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了無(wú)線負(fù)荷監(jiān)測(cè)裝置和無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。無(wú)線負(fù)荷監(jiān)測(cè)裝置采集專變用戶變壓器一次側(cè)用電信息，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置接收來(lái)自無(wú)線負(fù)荷監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，再通過(guò)無(wú)線的方式上傳給遠(yuǎn)程主站，最后與二次側(cè)用戶電能表計(jì)量的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，做到了對(duì)用戶的用電情況實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、直觀以及全面的監(jiān)控。
[0004]在上述系統(tǒng)中，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與主站的通信方式主要是基于無(wú)線公網(wǎng)的GPRS形式，而GPRS按流量計(jì)費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)收發(fā)裝置每月最低需5M流量，費(fèi)用約為20?100元。盡管無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置長(zhǎng)期掛在網(wǎng)上，只要不發(fā)生數(shù)據(jù)通信就不會(huì)產(chǎn)生費(fèi)用，然而，必須隨時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀況，一旦發(fā)現(xiàn)掉網(wǎng)，馬上重新連網(wǎng)并同時(shí)將自己新的IP地址上報(bào)主站，從而增加了數(shù)據(jù)流量，而此部分流量費(fèi)用也需由用戶支付。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)家電網(wǎng)公司每年給中國(guó)移動(dòng)公司繳納的通訊費(fèi)用約幾億元，由此可見(jiàn)采用此種收發(fā)裝置產(chǎn)生了巨大的流量消耗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是公開(kāi)一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的防竊電負(fù)荷監(jiān)測(cè)中無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置采用GPRS上傳主站方式安全性差的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，包括:中央處理單元、通信單元、射頻通信單元、時(shí)鐘鐵電單元及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元；中央處理單元分別與通信單元、射頻通信單元、時(shí)鐘鐵電單元及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元相連。
[0007]在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括:看門狗和掉電保護(hù)單元，看門狗和掉電保護(hù)單元與中央處理單元相連。[0008]在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括:片外存儲(chǔ)器單元，片外存儲(chǔ)器單元與中央處理單元相連。
[0009]在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括:磁場(chǎng)檢測(cè)單元，磁場(chǎng)檢測(cè)單元與中央處理單元相連。
[0010]在上述技術(shù)方案中，通信單元為RS485通信接口。
[0011]在上述技術(shù)方案中,射頻通信單元為433M射頻通信單元。
[0012]本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，在防竊電負(fù)荷監(jiān)測(cè)中，使用全新的TD-LTE230M技術(shù)在無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置中替代原有的GPRS技術(shù)。由于TD-LTE230M技術(shù)的使用權(quán)專屬電力企業(yè)。因此，相對(duì)以往的GPRS技術(shù)，使用TD-LTE230M技術(shù)對(duì)用電信息進(jìn)行傳輸避免了數(shù)據(jù)受到攻擊、易丟失、安全性低、誤操作危險(xiǎn)高等問(wèn)題，而且每年為電力企業(yè)節(jié)省了巨額的用電信息傳輸成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0016]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的防竊電負(fù)荷監(jiān)測(cè)中無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置采用GPRS上傳主站方式安全性差的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置包括中央處理單元110、通信單元120、時(shí)鐘鐵電單元130、射頻通信單元140及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元150 ;中央處理單元110分別與通信單元120、時(shí)鐘鐵電單元130、射頻通信單元140及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元150相連。
[0018]本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括:看門狗和掉電保護(hù)單元160、片外存儲(chǔ)器單元170及磁場(chǎng)檢測(cè)單元180，看門狗和掉電保護(hù)單元160、片外存儲(chǔ)器單元170及磁場(chǎng)檢測(cè)單元180分別與中央處理單元110相連。
[0019]本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置的通信單元120為RS485通信接口，射頻通信單元140為433M射頻通信單元。
[0020]中央處理單元110主要是起到整個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置核心控制及數(shù)據(jù)處理的作用，用來(lái)計(jì)算瞬時(shí)功率，并控制射頻通信單元140，接收前一階段發(fā)射的用電數(shù)據(jù)，同時(shí)控制TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元150，把此數(shù)據(jù)通過(guò)射頻的形式發(fā)送；接收并處理磁場(chǎng)檢測(cè)單元180發(fā)送的數(shù)據(jù)，以此判斷周圍磁場(chǎng)是否為干擾磁場(chǎng)，并做出相應(yīng)的告警等一系列動(dòng)作。
[0021]通信單元120在本實(shí)用新型中為RS485通信接口，RS485通信接口實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與電力負(fù)荷控制終端(以下簡(jiǎn)稱負(fù)控終端)之間的通信，保證負(fù)控終端通過(guò)RS485通信接口讀取瞬時(shí)功率及其他所需數(shù)據(jù)。
[0022]時(shí)鐘鐵電單元130的作用是為中央處理單元110提供精準(zhǔn)時(shí)鐘，保證收發(fā)對(duì)時(shí)的精準(zhǔn)性。本實(shí)用新型中時(shí)鐘電路采用RX8025T，RX8025T是一款擁有I2C接口和溫度補(bǔ)償功能的新型實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)部集成32.768KHz溫度補(bǔ)償晶體振蕩器，可用于各種需要高精度時(shí)鐘的場(chǎng)合。通過(guò)設(shè)置相應(yīng)補(bǔ)償?shù)目刂莆唬梢詫?shí)現(xiàn)不同間隔的溫度補(bǔ)償功能，從而大大提高了時(shí)鐘的精度。芯片可設(shè)置四種不同的時(shí)段進(jìn)行溫度補(bǔ)償，默認(rèn)設(shè)置是2S補(bǔ)償。
[0023]由于中央處理單元110程序龐大，僅使用其內(nèi)部的存儲(chǔ)單元無(wú)法滿足龐大的程序存儲(chǔ)，因此需要使用外擴(kuò)的鐵電存儲(chǔ)單元來(lái)完成程序存儲(chǔ)。在本實(shí)用新型中，鐵電存儲(chǔ)單元可采用FM24CL64，但不限于此，可根據(jù)需求選擇其它芯片。
[0024]射頻通信單元140在本實(shí)用新型中為433M射頻通信單元，433M射頻通信單元保證無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置通過(guò)射頻通道讀取采集器中的用戶專變高壓側(cè)電流數(shù)據(jù)，同時(shí)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置把電流數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信接口上傳給負(fù)控終端。
[0025]TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元150具有透明、包容性強(qiáng)的通訊協(xié)議，高吞吐量、適合多種通訊場(chǎng)所等特點(diǎn)。該TD-LTE230M電力無(wú)線通信技術(shù)具有低成本廣覆蓋、系統(tǒng)兼容性好、安全性強(qiáng)、海量實(shí)時(shí)在線終端用戶等特點(diǎn)。避免了原有使用GPRS傳輸用電信息時(shí)，所產(chǎn)生的容易受到攻擊、易丟失數(shù)據(jù)、安全性低、誤操作危險(xiǎn)高等問(wèn)題；保證了電力企業(yè)的自主權(quán)、遠(yuǎn)程通信數(shù)據(jù)的安全性、可靠性及實(shí)時(shí)性，降低了電力企業(yè)的成本。
[0026]看門狗和掉電保護(hù)160的作用是確保無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置不會(huì)因?yàn)槌绦蚺茱w而死機(jī)，確保該裝置能夠從由外部原因?qū)е碌漠惓Ｖ袕?fù)位，并確保在電壓降低到設(shè)定閾值時(shí)，能夠使系統(tǒng)復(fù)位。
[0027]片外存儲(chǔ)器單元170，由于用戶用電信息通常都是海量數(shù)據(jù)，因此單靠中央處理單元110的存儲(chǔ)器是不能滿足存儲(chǔ)容量的需求的，因此必須外擴(kuò)存儲(chǔ)器單元來(lái)滿足海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
[0028]磁場(chǎng)檢測(cè)單元180主要由模擬霍爾位置傳感器SS490和運(yùn)算放大器LM358兩部分組成。傳感器采用5V供電方式，當(dāng)周圍沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，傳感器輸出2.5V電壓；當(dāng)周圍有磁場(chǎng)時(shí)，其輸出與所檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的電壓值。運(yùn)算放大器LM358的作用是驅(qū)動(dòng)傳感器，傳感器的輸出電壓通過(guò)運(yùn)算放大后輸入給中央處理單元110的AD 口，中央處理單元110通過(guò)檢測(cè)此電壓信號(hào)，并做相應(yīng)的處理，來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小，當(dāng)檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，隨即通過(guò)射頻的方式發(fā)出報(bào)警信息，提示無(wú)線收據(jù)收發(fā)裝置周圍存在強(qiáng)磁場(chǎng)干擾。
[0029]電源及電池管理單元190的供電電壓主要有3.3V、5V兩種，兩路485電路需要與單片機(jī)系統(tǒng)隔離，因此需要兩路帶有隔離輸出的電源給系統(tǒng)供電。由于TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元150功耗比較大，因此需要可以提供較大功率的電源。電源及電池管理單元190與本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置相連，為該無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置供電。
[0030]本實(shí)用新型的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，在防竊電負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，使用全新的TD-LTE230M技術(shù)在無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置中替代原有GPRS技術(shù)。由于TD-LTE230M技術(shù)使用權(quán)專屬電力企業(yè)，因此，相對(duì)以往GPRS技術(shù)，使用TD-LTE230M技術(shù)對(duì)用電信息進(jìn)行傳輸，避免了數(shù)據(jù)受到攻擊、易丟失、安全性低、誤操作危險(xiǎn)高等問(wèn)題，而且每年為電力企業(yè)節(jié)省了巨額的用電信息傳輸成本。
[0031]以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，包括: 中央處理單元、通信單元、射頻通信單元、時(shí)鐘鐵電單元及TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單兀； 所述中央處理單元分別與所述通信單元、所述射頻通信單元、所述時(shí)鐘鐵電單元及所述TD-LTE230M無(wú)線電力專網(wǎng)傳輸單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，還包括:看門狗和掉電保護(hù)單元，所述看門狗和掉電保護(hù)單元與所述中央處理單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，還包括:片外存儲(chǔ)器單元，所述片外存儲(chǔ)器單元與所述中央處理單元相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，還包括:磁場(chǎng)檢測(cè)單元，所述磁場(chǎng)檢測(cè)單元與所述中央處理單元相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，所述通信單元為RS485通信接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，其特征在于，所述射頻通信單元為433M射頻通信單元。
【文檔編號(hào)】H04B1/40GK203537383SQ201320727728
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】侯克男, 趙羨龍, 宮臣, 丁賀蘋, 李小娟, 龔桃榮 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 北京南瑞智芯微電子科技有限公司