CN206894357U - 一种基于LoRa技术的分布式电源监管*** - Google Patents

一种基于LoRa技术的分布式电源监管*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa技术的分布式电源监管***，包括有采集层、应用层和终端层，其中采集层包括汇聚节点和采集节点，采集节点包括有传感器、LoRa模块，多个采集节点分别通过LoRa模块与一个汇聚节点相连，多个汇聚节点分别通过GPRS通信连接应用层，应用层包括有数据采集及处理模块、连接数据采集及处理模块的主处理器模块，主处理模块通过GPRS通信模块连接终端层，终端层包括具有人机交互界面的PC客户端和/或移动客户端。本实用新型的分布式电源监管***具有实时快速投切的优点，提高了***的实时性，满足对具有分散性特点的分布式电源监控的要求，当分布式电源并网后，终端层能保证配电网的可靠性和安全性。

Description

一种基于LoRa技术的分布式电源监管***
技术领域
本实用新型涉及分布式电源监管技术领域，具体涉及一种基于LoRa技术的分布式电源监管***。
背景技术
由于分布式电源对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。近年来，我国分布式电源发展迅速。目前，在分布式电源数据统计、营销业务、运营决策、电量分析等方面尚缺乏科学的信息化手段对分布式电源进行及时监控和高效管理，因此围绕分布式电源并网服务全过程跟踪、量价费结算全过程监控、安全运行管理，实现分布式电源的数据管理、综合分析和辅助决策的信息化管理***是随着分布式电源发展亟需具备的管理工具。
LoRa是一种低功耗长距离无线通信技术，主要面向物联网（IoT）或 M2M 等应用，是低功耗广域网（LPWAN）一种重要的无线技术。LoRa使用线性调频扩频调制技术，即保持了像FSK（频移键控）调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰。因此，将LoRa技术应用于分布式电源监管***，为监控中心对各类分布式电源进行实时监控，具有切实的研究意义。
发明内容
针对背景技术中所提出的问题，本实用新型以现有的分布式电源设备***为监控对象，利用LoRa模块进行信息传输，实现远程通信，从而提供一种能够实现对其收集的电源设备参数和状态信息的实时监控、完成对电源设备参数的设置功能、具有投切实时快速、满足分散性特点的分布式电源监控要求、保证配电网的可靠性和安全性等优点的基于LoRa技术的分布式电源监管***。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于LoRa技术的分布式电源监管***，包括有采集层、应用层和终端层，其中采集层包括汇聚节点和采集节点，采集节点包括有用于感应该各电源运行数据的传感器、用于将传感器感应到的数据传输到汇聚节点的LoRa模块，电源包括有继电器，多个采集节点分别通过LoRa模块与一个汇聚节点相连，汇聚节点用于收发与其相连的各采集节点的数据，多个汇聚节点分别通过GPRS通信连接应用层，应用层包括有数据采集及处理模块、连接数据采集及处理模块的主处理器模块以及连接主处理器的通信模块，主处理模块上连接有输出控制模块，主处理模块通过GPRS通信模块连接终端层，终端层包括具有人机交互界面的PC客户端和/或移动客户端。
传感器通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接电源。
采集节点与汇聚节点之间可以设有中继节点。
主处理模块通过GPRS通信模块之间通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接。
本实用新型的工作原理是：采集节点和汇聚节点之间采用LoRa无线一对多的通信方式分布在电源设备处采集信息；汇聚节点负责收发采集节点的数据，并通过GPRS公网将数据上传到应用层。采集节点向下与传感器根据 Modbus通信规约通过RS485方式连接，向上借助LoRa网络的超长距离无线通信能力与汇聚节点通信，将采集的数据通过汇聚节点传回监管***。若遇障碍物严重遮挡，导致采集节点和汇聚节点不能正通信时，可加入中继节点完成采集节点数据转发至汇聚节点。应用层中数据采集及处理模块接收传感器收集到的实时数据并进行原始处理，主控制器模块完成模数转换、滤波、数据处理计算及相关模块的协调控制工作，控制输出模块主要通过主处理器模块的输出信号驱动继电器动作，完成对断路器的分、合闸操作，从而控制相应的电源。通信模块将数据封装通过GPRS公网传送到终端层。终端层中操作人员通过PC客户端或移动客户端用人机交互界面根据实际需要完成分布式电源***各数据的显示、开关量状态的实际显示、电源***运行参数的设置等功能。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的分布式电源监管***通过断路器的辅助触点及储能机构准确控制分布式电源，具有实时快速投切的优点，利用LoRa模块进行信息传输，实现远程通信，提高了***的实时性，满足对具有分散性特点的分布式电源监控的要求，当分布式电源并网后，终端层能保证配电网的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型的示意图；
图2是采集层的示意图；
图3是应用层的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1-3所示，一种基于LoRa技术的分布式电源监管***，包括有采集层、应用层和终端层，其中采集层包括汇聚节点和采集节点，采集节点包括有用于感应该各电源运行数据的传感器、用于将传感器感应到的数据传输到汇聚节点的LoRa模块，电源包括有继电器，多个采集节点分别通过LoRa模块与一个汇聚节点相连，汇聚节点用于收发与其相连的各采集节点的数据，多个汇聚节点分别通过GPRS通信连接应用层，应用层包括有数据采集及处理模块、连接数据采集及处理模块的主处理器模块以及连接主处理器的通信模块，主处理模块上连接有输出控制模块，主处理模块通过GPRS通信模块连接终端层，终端层包括具有人机交互界面的PC客户端和/或移动客户端。
传感器通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接电源。
采集节点与汇聚节点之间可以设有中继节点。
主处理模块通过GPRS通信模块之间通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接。
采集节点和汇聚节点之间采用LoRa无线一对多的通信方式分布在电源设备处采集信息；汇聚节点负责收发采集节点的数据，并通过GPRS公网将数据上传到应用层。采集节点向下与传感器根据 Modbus通信规约通过RS485方式连接，向上借助LoRa网络的超长距离无线通信能力与汇聚节点通信，将采集的数据通过汇聚节点传回监管***。若遇障碍物严重遮挡，导致采集节点和汇聚节点不能正通信时，可加入中继节点完成采集节点数据转发至汇聚节点。应用层中数据采集及处理模块接收传感器收集到的实时数据并进行原始处理，主控制器模块完成模数转换、滤波、数据处理计算及相关模块的协调控制工作，控制输出模块主要通过主处理器模块的输出信号驱动继电器动作，完成对断路器的分、合闸操作，从而控制相应的电源。通信模块将数据封装通过GPRS公网传送到终端层。终端层中操作人员通过PC客户端或移动客户端用人机交互界面根据实际需要完成分布式电源***各数据的显示、开关量状态的实际显示、电源***运行参数的设置等功能。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于LoRa技术的分布式电源监管***，其特征在于：包括有采集层、应用层和终端层，其中采集层包括汇聚节点和采集节点，采集节点包括有用于感应该各电源运行数据的传感器、用于将传感器感应到的数据传输到汇聚节点的LoRa模块，电源包括有继电器，多个采集节点分别通过LoRa模块与一个汇聚节点相连，汇聚节点用于收发与其相连的各采集节点的数据，多个汇聚节点分别通过GPRS通信连接应用层，应用层包括有数据采集及处理模块、连接数据采集及处理模块的主处理器模块以及连接主处理器的通信模块，主处理模块上连接有输出控制模块，主处理模块通过GPRS通信模块连接终端层，终端层包括具有人机交互界面的PC客户端和/或移动客户端。
2.如权利要求1所述的基于LoRa技术的分布式电源监管***，其特征在于，所述传感器通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接电源。
3.如权利要求1所述的基于LoRa技术的分布式电源监管***，其特征在于，所述采集节点与汇聚节点之间可以设有中继节点。
4.如权利要求1所述的基于LoRa技术的分布式电源监管***，其特征在于，所述主处理模块通过GPRS通信模块之间通过支持MODBUS协议的RS-485通信接口连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109979179A (zh) * 2019-03-08 2019-07-05 苏州天一信德环保科技有限公司 基于GPRS及Lora技术的配用电监控终端
CN110182096A (zh) * 2019-07-23 2019-08-30 常州大连理工大学智能装备研究院 一种基于LoRa通讯区域调控的双向V2G充电桩***

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