CN110189509A - 一种无线远程抄表*** - Google Patents

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陈建熹
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刘驹
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Abstract

本发明公开了一种无线远程抄表***，包括电能表和计量自动化主站，电能表上连接有抄表终端，抄表终端的外置接口连接有电力载波通信模块、LoRa通信模块和4G通信模块；电力载波通信模块与LoRa通信模块之间共同连接有用于实现电力载波信号与LoRa信号的相互转换的第一转换模块；LoRa通信模块与4G通信模块之间共同连接有用于实现LoRa信号与4G信号的相互转换的第二转换模块。本发明提供的无线远程抄表***，能够实现无信号或信号极弱区域计量自动化终端的信号覆盖，传输距离远、免于布线，且不受电压控制；此外，本发明还能够有效解决目前电能量数据采集存在的瓶颈问题。由于采用LoRa通信方式，因此采相对于现有技术，本发明在可靠性及信息安全性上更胜一筹。

Description

一种无线远程抄表***
技术领域
本发明涉及无线抄表技术领域，尤其涉及一种无线远程抄表***。
背景技术
电力载波通信，是指通过现有电力线路，将信息以数字信号或模拟信号的方式进行传输的一种通信方式，由于可以利用现有的电力线路，所以可以节省大量人力物力；Lora技术，是一种长距离低功耗的无线传输技术，具有长距离传输，适应复杂环境的特点。
现有技术中，远程抄表主要包括以下四种抄表方式：a.远程抄表终端通过485线与电能表相连接采集数据，再直接通过无线公网上送数据；b.远程抄表终端通过电力载波通信的方式与电能表相连接，采集数据，再直接通过无线公网上送数据；c.远程抄表终端通过电力载波通信方式与远端电力载波通信模块通信，再将数据上送至无线公网；d.多个远程抄表终端通过lora无线通信方式与lora中继器通信，再将数据上送至无线公网。
上述远程抄表技术的缺点在于：对a、b两种抄表方案，在地下车库中的电房这种环境中，存在无线公网信号弱，信号断断续续，乃至于无信号的问题，严重影响计量主站与远程抄表装置的通信；对c种抄表方案，则存在位于地面的远端电力载波通信模块与远程抄表装置不是同一回电路的问题，电力线路过长，甚至经过空气开关与变压器，使得通信质量、速度低，乃是无法通信的问题；对d种抄表方案，由于地下车库中的结构复杂，有些电房甚至存在于地下二层车库中，使得lora信号的传输距离增长。由于lora通信方式随着距离增长会导致传输速度下降，lora中继器布置较多也存在延迟导致传输速度下降的问题，另外，采用lora通信方式采集多表数据的方式也存在目标信息价值高，信息泄露危害大的问题，存在一定的信息安全风险。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种无线远程抄表***，解决现有技术中远程抄表信号不稳定、通信质量低以及传输速度下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种无线远程抄表***，包括电能表和计量自动化主站，还包括：
抄表终端，与电能表双向连接；所述抄表终端的外置接口连接有无线通信转换模块，所述无线通信转换模块用于将抄表终端的通信方式转换为无线通信方式；
所述无线通信转换模块包括：
电力载波通信模块，与所述抄表终端双向连接，用于接收来自抄表终端的下行信号，还用于向抄表终端发送上行信号；
LoRa通信模块，与所述电力载波通信模块双向连接，用于接收来自电力载波通信模块的下行信号，还用于向电力载波通信模块发送上行信号；
4G通信模块，与所述LoRa通信模块双向连接，用于接收来自LoRa通信模块的下行信号，还用于向LoRa通信模块发送上行信号；所述4G通信模块与所述计量自动化主站双向连接；
其中，所述电力载波通信模块与所述LoRa通信模块之间共同连接有第一转换模块，所述第一转换模块用于实现电力载波信号与LoRa信号的相互转换；
所述LoRa通信模块与所述4G通信模块之间共同连接有第二转换模块，所述第二转换模块用于实现LoRa信号与4G信号的相互转换。
可选的，所述第一转换模块和所述第二转换模块均具有非***码汉明码的加密功能。
可选的，所述第一转换模块和所述第二转换模块的非***码汉明码的的加密位数为8-12位。
可选的，所述4G通信模块与所述计量自动化主站之间的通信方式为4G通信方式。
可选的，所述抄表终端上设有时钟模块，所述时钟模块用于预设抄表周期间隔时长。
可选的，所述抄表终端通过485线与电能表建立双向连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种无线远程抄表***，能够实现无信号或信号极弱区域计量自动化终端的信号覆盖，相对于现有方法，具有合法依规、传输距离远、免于布线、不受电压等级限制的优点；此外，本发明还能够有效解决目前电能量数据采集存在的瓶颈问题，适应于配网***的所有信号弱的计量点应用。
并且，LoRa通信方式具有通信可靠、节点少和信息安全度高的效果，由于本发明采用LoRa通信方式，因此采相对于现有的各项技术，本发明在可靠性及信息安全性上更胜一筹。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种无线远程抄表***的结构示意图。
上述图中：10、计量自动化主站；11、电能表；21、电力载波通信模块；22、LoRa通信模块；23、4G通信模块；31、第一转换模块；32、第二转换模块。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明旨在于提供一种无线远程抄表***，克服现有技术中无线抄表方式信号不稳定、通信质量差、传输速度低及存在信号泄露风险等缺陷。
请参考图1，本发明提供的无线远程抄表***包括电能表11和计量自动化主站10，该计量自动化主站10用于对数据进行统计等运维应用，以及进行负荷汇总、点亮计算、线损分析等业务应用。
其中，电能表11的端口通过485线双向连接有抄表终端，该抄表终端用于采集初级电能表11数据，并将其传送到计量自动化主站10进行数据的统计处理。
本实施例中，抄表终端的外置接口连接有无线通信转换模块，所述无线通信转换模块用于将抄表终端的通信方式转换为无线通信方式，以克服有线抄表的空间限制和成本高昂等缺陷。
具体地，该无线通信转换模块包括电力载波通信模块21、LoRa通信模块22以及4G通信模块23。
电力载波通信模块21，与所述抄表终端双向连接，用于接收来自抄表终端的下行信号，还用于向抄表终端发送上行信号；LoRa通信模块22，与所述电力载波通信模块21双向连接，用于接收来自电力载波通信模块21的下行信号，还用于向电力载波通信模块21发送上行信号。
为了使电力载波通信模块21与LoRa通信模块22之间的通信畅通无阻，所述电力载波通信模块21与所述LoRa通信模块22之间共同连接有第一转换模块31，该第一转换模块31用于实现电力载波信号与LoRa信号的相互转换。该第一转换模块31具有非***码汉明码的加密功能。
当电力载波通信模块21接收到下行传送上来的载波信号后，将该载波信号传输给第一转换模块31；第一转换模块31解析出传送信息，根据汉明码将传送信息编码转换为带加密的LoRa信号传输给LoRa通信模块22。反之，当LoRa通信模块22收到上行传送过来的LoRa信号时，将该LoRa信号传输给第一转换模块31；第一转换模块31根据汉明码译码表先解析出传送信息，再将其编码转换为载波信号传输给电力载波通信模块21。
4G通信模块23，与所述LoRa通信模块22双向连接，用于接收来自LoRa通信模块22的下行信号，还用于向LoRa通信模块22发送上行信号；所述4G通信模块23与所述计量自动化主站10双向连接，用于向计量自动化主站10发送下行的数据，以供计量自动化主站10统计处理数据，也用于接收来自计量自动化的上行数据。4G通信模块23与所述计量自动化主站10之间的通信方式为4G通信方式。
同样的，为了实现LoRa通信模块22与4G通信模块23之间通信的畅通无阻，LoRa通信模块22与所述4G通信模块23之间共同连接有第二转换模块32，所述第二转换模块32用于实现LoRa信号与4G信号的相互转换。该第二转换模块32具有非***码汉明码的加密功能。
LoRa通信模块22接收到下行传送上来的LoRa信号后，将该LoRa信号传输给第二转换模块32，第二转换模块32根据汉明码译码表解析出传送信息，将传送信息再编码转换为4G信号传输给4G通信模块23。反之，当4G通信模块23收到上行传送过来的4G信号时，将该4G信号传输给第二转换模块32，第二转换模块32先解析出传送信息，再根据汉明码将其编码转换为带加密的LoRa信号传输给LoRa通信模块22。
具体地，第一转换模块31和所述第二转换模块32的非***码汉明码的的加密位数为8-12位。在上述转换中，第一转换模块31和第二转换模块32采用非***码的汉明码8-12位加密功能，能够防止传输信息被窃取修改，具有技术成熟、加密效果好以及通信成功率高的优点。
可以理解的是，***码指的是信息位和校验位(也就是信道编码产生的冗余位)分开而非***码的信息位与校验位则相互交叉，***码的一个优点就是译码完毕后直接就得到了信息位，而非***码译码后还需要根据码字找出相应的信息序列；从加密角度分析非***码比***码更加安全。本实施例采用非***码的加密方式，能够获得更高的数据安全性。
在本实施例中，抄表终端上设有时钟模块，所述时钟模块用于预设抄表周期间隔时长。通过该时钟模块，使抄表终端能够定时提取电能表11数据，以确保数据采集的及时性及可靠性。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种无线远程抄表***，包括电能表和计量自动化主站，其特征在于，还包括：
抄表终端，与电能表双向连接；所述抄表终端的外置接口连接有无线通信转换模块，所述无线通信转换模块用于将抄表终端的通信方式转换为无线通信方式；
所述无线通信转换模块包括：
电力载波通信模块，与所述抄表终端双向连接，用于接收来自抄表终端的下行信号，还用于向抄表终端发送上行信号；
LoRa通信模块，与所述电力载波通信模块双向连接，用于接收来自电力载波通信模块的下行信号，还用于向电力载波通信模块发送上行信号；
4G通信模块，与所述LoRa通信模块双向连接，用于接收来自LoRa通信模块的下行信号，还用于向LoRa通信模块发送上行信号；所述4G通信模块与所述计量自动化主站双向连接；
其中，所述电力载波通信模块与所述LoRa通信模块之间共同连接有第一转换模块，所述第一转换模块用于实现电力载波信号与LoRa信号的相互转换；
所述LoRa通信模块与所述4G通信模块之间共同连接有第二转换模块，所述第二转换模块用于实现LoRa信号与4G信号的相互转换。
2.根据权利要求1所述的无线远程抄表***，其特征在于，所述第一转换模块和所述第二转换模块均具有非***码汉明码的加密功能。
3.根据权利要求2所述的无线远程抄表***，其特征在于，所述第一转换模块和所述第二转换模块的非***码汉明码的的加密位数为8-12位。
4.根据权利要求1所述的无线远程抄表***，其特征在于，所述4G通信模块与所述计量自动化主站之间的通信方式为4G通信方式。
5.根据权利要求1所述的无线远程抄表***，其特征在于，所述抄表终端上设有时钟模块，所述时钟模块用于预设抄表周期间隔时长。
6.根据权利要求1所述的无线远程抄表***，其特征在于，所述抄表终端通过485线与电能表建立双向连接。
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