CN105719471A - 集中器gprs信号延长器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集中器GPRS信号延长器，包括主模块装置、从模块装置和串口转接模块装置，串口转接模块装置与集中器通信连接，串口转接模块装置与从模块装置通信连接，从模块装置与主模块装置通过电力线载波形成分离式远程通信连接，主模块装置设有GPRS通信模块，GPRS通信模块与终端设备通信连接。集中器将数据信号通过串口转接模块装置传送给从模块装置，从模块装置将接收到的信号通过电力线载波形式传送给主模块装置，主模块装置将接收到的信号通过GPRS通信模块传送给终端设备。本发明采用电力线载波代替GPRS信号传输数据，有效加强了集中器的信号强度，确保集中器稳定在线，使天线通过电力线延长，无需铺设天线线缆。

Description

集中器GPRS信号延长器

技术领域

本发明涉及一种电力线载波信号集中器信号传送装置，特别涉及一种集中器GPRS信号延长传送装置，属于电力设备监控领域。

背景技术

近年来，国家电网正大力推进用电信息采集建设，提出了采集工作“全采集、全覆盖、全费控”的目标。此外，线损精细化工作也对台区总表的覆盖率、采集成功率提出了十分高的要求。但随着用电信息采集工作的深入，由于部分集中器安装在地下室或楼道中，GPRS信号不稳定，导致这部分台区抄表成功率波动，上线稳定性差或不上线，从而造成采集失败，严重影响日常的数据采集工作。而现场由于受到设备本身和环境的限制，不方便通过加长信号线、移位等施工方式解决。目前，解决集中器信号问题的方法有多种，出发点不同，效果也不尽相同。具体是：其一，加装长天线，这种方法价格便宜，但是信号随天线长度增加而衰减增大、需钻孔施工；其二，上行通道由GPRS改为光纤网络，这种方法信号稳定，但是采集建设时需同步建设光纤通道，无法后期建设；其三，集中器移位至信号良好区域，这种方法简单方便，但是遇到无法移位或移位需改直连为载波的连接方式的情况时，操作过程繁琐。目前在信号微弱地区安装的集中器普遍使用加长型天线，其到达终端的信号衰减很大，效果十分有限。

发明内容

本发明集中器GPRS信号延长器公开了新的方案，采用电力线载波代替GPRS信号延长电力信号的传输距离，大幅度提高了传输数据的稳定性，解决了现有电力线载波集中器信号不稳定的问题。

本发明集中器GPRS信号延长器包括主模块装置、从模块装置和串口转接模块装置，串口转接模块装置与集中器通信连接，串口转接模块装置与从模块装置通信连接，从模块装置与主模块装置通过电力线载波形成分离式远程通信连接，主模块装置设有GPRS通信模块，GPRS通信模块与终端设备通信连接。集中器将数据信号通过串口转接模块装置传送给从模块装置，从模块装置将接收到的信号通过电力线载波形式传送给主模块装置，主模块装置将接收到的信号通过GPRS通信模块传送给终端设备。

本发明集中器GPRS信号延长器采用电力线载波代替GPRS信号传输数据信号，有效加强了集中器的信号强度，确保集中器稳定在线，使天线通过电力线延长，且不需要铺设天线线缆。

附图说明

图1是本发明集中器GPRS信号延长器原理示意图。

图2是串口转接模块装置示意图。

图3是主模块装置示意图。

图4是从模块装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明集中器GPRS信号延长器包括主模块装置、从模块装置和串口转接模块装置，串口转接模块装置与集中器通信连接，串口转接模块装置与从模块装置通信连接，从模块装置与主模块装置通过电力线载波形成分离式远程通信连接，主模块装置设有GPRS通信模块，GPRS通信模块与终端设备通信连接。上述方案在保证信号强度的前提下利用电力线载波的方式延长了现有方案中集中器与GPRS通信模块的通信距离，使得GPRS通信模块能够被安置在便于无线通信的地点，有效改善了现有集中器通信信号弱的弊端。其中，主、从模块装置间的电力线载波连接方式可以采用配电线载波或低压配电线载波方案实现，具体是从模块装置与主模块装置通过配电线载波形成分离式远程通信连接，从模块装置将接收到的信号通过配电线载波形式传送给主模块装置，或者，从模块装置与主模块装置通过低压配电线载波形成分离式远程通信连接，从模块装置将接收到的信号通过低压配电线载波形式传送给主模块装置。配电线载波通信性价比高，被广泛应用于配电网监控、远程读表和负荷控制***。配电载波分为脉动控制和工频控制两种，脉动控制技术主要应用于单向通信方式，工频控制技术是双向通信方式，设备简单，建设投资成本低，通信效果更好。在保证设备运行环境的前提下(屏蔽各种电磁干扰)，低压配电线载波通信有着广泛的应用前景。

集中器将数据信号通过串口转接模块装置传送给从模块装置，从模块装置将接收到的信号通过电力线载波形式传送给主模块装置，主模块装置将接收到的信号通过GPRS通信模块传送给所述终端设备。上述方案中，GPRS通信模块实现的远程通信功能也可以采用CDMA模块来实现。图1示出了本方案各装置信号的一种具体连接方式，串口转接模块安装在集中器右侧替换原来的GPRS通信模块，从模块安装在集中器侧，通过串口连接线与串口转接模块连接，把集中器数据和接口状态转给主模块。主模块安装在同一台区信号较好处，把原来从集中器上拔下的GPRS通信模块安装在主模块对应插座上，主、从模块之间通过低压电力线载波进行数据远程传输，从而降低了施工安装工作量。远程信道可采用GPRS、CDMA、PSTN等通信模块，并支持更换EPON、中压电力线载波等通信模块。基于上述改进的通信方案，本方案带来了以下技术效果：⑴以高性价比方式，有效解决目前采用GPRS无线公网传输方式用电信息中信号盲区、无GPRS信号覆盖、信号不稳定等情况。同时兼容包括CDMA等其他通信模式；⑵解决地下室应用，使用增益天线中延伸距离不大于15m的情况，使覆盖部分空间直线距离不小于500m；⑶解决小无线方式的传输延时问题；⑷同时与GPRS信号线延长方式相比，其使用通用零部件与连接部件，其性价比优势明显，可靠性更高；⑸实际应用结果表明，该装置能保证集中器与主站的用电信息采集成功率达到99％；⑹集中器GPRS信号延长器解决了地下室应用中出现的问题，实现了不小于500米的信号延长，适用于边远无信号地区，以及信号不稳定地域的用电信息采集，使供电公司减少抄收成本以及在远程监测中出现的问题，提高了作业效率。

本方案的串口转接模块装置是一个接收传送集中器信号的装置，集中器的电力信号通过串口转接模块装置传送到从模块装置，其具体连接方式可以选择信号线的方式，即串口转接模块装置与从模块装置通过RS232端口通信连接。如图2所示，本方案的串口转接模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在上述全封闭屏蔽外壳内的串口转接模块，串口转接模块包括信号传送/接收模块和电源模块，全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯和信号传送/接收指示灯，电源指示灯指示电源模块的工作状态，信号传送/接收指示灯指示信号传送/接收模块的工作状态。其中，全封闭屏蔽外壳提供了良好的通信环境，电源指示灯和信号传送/接收指示灯则为现场操作调试人员的检测工作提供了便利。

本方案的主模块装置是一个接收载波信号，并传送远程通信信号的装置，电力信号通过从模块装置采用电力线载波的形式传送给主模块装置，再通过主模块装置设置的无线通信模块发送给后台终端设备。如图3所示，本方案的主模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在上述全封闭屏蔽外壳内的主模块，主模块包括电源模块、载波信号收发模块、串口信号收发模块和GPRS通信模块，全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯、载波信号收发指示灯、串口信号收发指示灯和GPRS通信指示灯，电源指示灯指示电源模块的工作状态，载波信号收发指示灯指示载波信号收发模块的工作状态，串口信号收发指示灯指示串口信号收发模块的工作状态，GPRS通信指示灯指示GPRS通信模块的工作状态。图1、3示出了主模块装置的具体连接方式和位置，即主模块通过串口与原集中器GPRS模块相连，通过电力线载波通信方式与从模块进行数据传输，为了提高无线信号的质量，主模块装置可以选择安装在室外同一台区信号覆盖良好的位置。本方案主模块的主要通信接口见下表。

为了与主模块装置配合，本方案的从模块装置也包括了相应的模块设计，如图4所示，具体是从模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在上述全封闭屏蔽外壳内的从模块，从模块包括电源模块、载波信号收发模块和串口信号收发模块，全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯、载波信号收发指示灯和串口信号收发指示灯，电源指示灯指示电源模块的工作状态，载波信号收发指示灯指示载波信号收发模块的工作状态，串口信号收发指示灯指示串口信号收发模块的工作状态。从模块装置通过串口与转换模块连接，并置于集中器旁，其主要功能是与集中器的通信转接，并将数据通过载波方式传给主模块装置。

上述方案中涉及的电器、电路、模块以及电子元器件除特别说明之外，根据其实现的具体功能可以选择本领域通用的设计和方案，也可以根据实际需要选择其他设计和方案。

基于上述设计和方案，本方案的集中器GPRS信号延长器达到了下列性能指标。

⑴工作电压、频率

主模块：AC130V～AC380V50Hz

从模块：AC130V～AC380V50Hz

⑵工作环境

工作温度-40℃～85℃

存储和运输温度-40℃～70℃

存储和工作湿度≤95％

⑶技术参数

本方案的集中器GPRS信号延长器受到集中器和智能电表485端口采用电力线载波抄表模式的启发，载波信号通过电力线传输相当于485线的一种延长，因此，GPRS信号数据也可以由电力线载波来传输。集中器GPRS信号延长器的主、从模块采用电力线载波通信方式连接，具有无需额外铺设通信线路的优点，降低安装难度，节约成本。采用模块化设计，便于操作和维修。采用状态指示灯显示不同工作状态，便于安装调试。本方案的集中器信号延长器解决了终端无法登录主站的问题，对终端的数据采集和整体的终端在线率提升具有重大意义，同时也对今后开展采集大数据分析，并为电能质量在线监测、线损精细化管理、反窃电等工作提供有效的数据支撑。本方案的集中器GPRS信号延长器已经在多地得到实际应用测试，均能正常运行数周，采集主站监控稳定在线，采集成功率维持在99％以上。根据现场的使用效果，该装置能将室外较好的信号延伸到集中器端，使集中器稳定上线，将采集数据上传至主站，完成电能量信息采集。本方案的集中器GPRS信号延长器与其他以提升GPRS方式采集信号强度的方案相比，可靠性高且成本低，解决了各种无信号覆盖区域下的主站与集中器通信、下发执行命令过程中发生故障的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案的集中器GPRS信号延长器并不限于具体实施方式公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (6)

1.集中器GPRS信号延长器，其特征是包括主模块装置、从模块装置和串口转接模块装置，所述串口转接模块装置与集中器通信连接，所述串口转接模块装置与所述从模块装置通信连接，所述从模块装置与所述主模块装置通过电力线载波形成分离式远程通信连接，所述主模块装置设有GPRS通信模块，所述GPRS通信模块与终端设备通信连接；所述集中器将数据信号通过所述串口转接模块装置传送给所述从模块装置，所述从模块装置将接收到的信号通过电力线载波形式传送给所述主模块装置，所述主模块装置将接收到的信号通过所述GPRS通信模块传送给所述终端设备。

2.根据权利要求1所述的集中器GPRS信号延长器，其特征在于，所述从模块装置与所述主模块装置通过配电线载波形成分离式远程通信连接，所述从模块装置将接收到的信号通过配电线载波形式传送给所述主模块装置。

3.根据权利要求1所述的集中器GPRS信号延长器，其特征在于，所述从模块装置与所述主模块装置通过低压配电线载波形成分离式远程通信连接，所述从模块装置将接收到的信号通过低压配电线载波形式传送给所述主模块装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的集中器GPRS信号延长器，其特征在于，所述串口转接模块装置与所述从模块装置通过RS232端口通信连接，所述串口转接模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在所述全封闭屏蔽外壳内的串口转接模块，所述串口转接模块包括信号传送/接收模块和电源模块，所述全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯和信号传送/接收指示灯，所述电源指示灯指示所述电源模块的工作状态，所述信号传送/接收指示灯指示所述信号传送/接收模块的工作状态。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的集中器GPRS信号延长器，其特征在于，所述主模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在所述全封闭屏蔽外壳内的主模块，所述主模块包括电源模块、载波信号收发模块、串口信号收发模块和GPRS通信模块，所述全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯、载波信号收发指示灯、串口信号收发指示灯和GPRS通信指示灯，所述电源指示灯指示所述电源模块的工作状态，所述载波信号收发指示灯指示所述载波信号收发模块的工作状态，所述串口信号收发指示灯指示所述串口信号收发模块的工作状态，所述GPRS通信指示灯指示所述GPRS通信模块的工作状态。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的集中器GPRS信号延长器，其特征在于，所述从模块装置包括全封闭屏蔽外壳和设在所述全封闭屏蔽外壳内的从模块，所述从模块包括电源模块、载波信号收发模块和串口信号收发模块，所述全封闭屏蔽外壳外表面上设有电源指示灯、载波信号收发指示灯和串口信号收发指示灯，所述电源指示灯指示所述电源模块的工作状态，所述载波信号收发指示灯指示所述载波信号收发模块的工作状态，所述串口信号收发指示灯指示所述串口信号收发模块的工作状态。