电力组网系统的制作方法

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种电力组网系统。

背景技术：

集中器作为电网领域中远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时将电表中的数据发送到主站服务器，实现电网的自动抄表功能。

传统技术中，集中器通过远距离无线电(longrangeradio，简称lora)无线通讯的方式与各个电表之间建立网络连接，该lora无线通讯方式一般采用支持远距离无线电广域网(longrangeradiowideareanetwork，简称lorawan)协议的星型组网方式，在一个台区内架设多个lora网关，集中器通过各个lora网关与各个电表之间建立网络连接，以实现集中器与该台区内的各个电表之间的电力组网。

然而，传统的lorawan通信方式由于需要在一个台区内架设多个网关，导致布网成本高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低布网成本的电力组网系统。

一种电力组网系统，包括集中器和多个节点设备，该电力组网系统还包括：集中器本地模块，该集中器本地模块包括无线通信模块、核心处理器和存储模块，该核心处理器分别与该存储模块和该无线通信模块连接；

该集中器与该核心处理器连接，该集中器本地模块通过该无线通信模块与该多个节点设备连接。

在其中一个实施例中，该无线通信模块包括至少一个无线通信单元、合路器以及天线；其中，该至少一个无线通信单元分别通过该合路器与该天线连接。

在其中一个实施例中，该至少一个无线通信单元包括具有发送功能的第一lora通信单元和具有接收功能的第二lora通信单元。

在其中一个实施例中，该至少一个无线通信单元包括具有收发功能的第三lora通信单元和第四lora通信单元；

该第三lora通信单元的工作频段和该第四lora通信单元的工作频段不同。

在其中一个实施例中，该核心处理器通过spi接口与该至少一个无线通信单元连接。

在其中一个实施例中，该集中器本地模块还包括：电源模块，该电源模块分别与该核心处理器和该存储模块连接，以向该核心处理器和该存储模块供电。

在其中一个实施例中，该电源模块包括超级电容和与该超级电容连接的充放电电路；

该集中器与该充放电电路连接，该充放电电路与该核心处理器连接。

在其中一个实施例中，该集中器通过插针接口与该充放电电路连接。

在其中一个实施例中，该核心处理器通过串口与该存储模块连接。

在其中一个实施例中，该集中器通过该插针接口与该核心处理器连接。

上述电力组网系统，包括集中器和多个节点设备，以及集中器本地模块，该集中器本地模块包括无线通信模块、核心处理器和存储模块，该核心处理器分别与该存储模块和该无线通信模块连接，该集中器与该核心处理器连接，该集中器本地模块通过该无线通信模块与该多个节点设备连接；也就是说，本申请实施例中通过集中器本地模块就可以建立集中器与各个节点设备之间的网络连接；另外，在一个台区内，针对一个集中器设备仅需要一个集中器本地模块与该集中器连接，就可以实现该台区内的电力组网系统，无需再通过多个lora网关来建立集中器与各个节点设备之间的网络连接，避免了在一个台区内需要架设多个lora网关而造成的电力组网系统的布网成本高的问题；因此，本申请实施例通过集中器本地模块能够降低电力组网系统的布网成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电力组网系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的无线通信模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的至少一个无线通信单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的至少一个无线通信单元的另一结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电力组网系统的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电力组网系统的结构示意图。

附图标记说明：

10：集中器；20：节点设备；30：集中器本地模块；

301：无线通信模块；302：核心处理器；303：存储模块；

3011：至少一个无线通信单元；3012：合路器；3013：天线；

401：第一lora通信单元；402：第二lora通信单元；

403：第三lora通信单元；404：第四lora通信单元；

304：电源模块；3041：超级电容；3042：充放电电路。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的电力组网系统，适用于电力技术领域，该电力组网系统通过集中器本地模块实现集中器与各个节点设备之间的网络连接，降低了电力组网系统的布网成本。

传统技术中，建立集中器与各个节点设备之间的电力组网系统主要通过以下方式：

集中器与各个节点设备之间通过lora无线通讯的方式建立网络连接，形成电力组网系统，该方式下的lora无线通讯为支持lorawan协议的星型组网方式；在实际的应用中，在一个台区内需要单独架设多个lora网关，造成该方式下的电力组网系统的布网成本高。

因此，本申请实施例提供的电力组网系统，包括集中器、多个节点设备以及集中器本地模块，该集中器本地模块包括无线通信模块、核心处理器和存储模块，该集中器与该核心处理器连接，该集中器本地模块通过该无线通信模块与该多个节点设备连接，建立集中器与各个节点设备之间的自组网，并且该集中器本地模块能够管理集中器与各个节点设备间的自组网络和实现集中器与各个节点设备之间的通信交互；可以解决现有技术中采用lora网关建立集中器与各个节点设备之间的网络连接而导致的布网成本高的问题，能够降低电力组网系统的布网成本。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请实施例提供的电力组网系统的结构示意图。如图1所示，包括集中器10和多个节点设备20，该电力组网系统还包括：集中器本地模块30，该集中器本地模块30包括无线通信模块301、核心处理器302和存储模块303，该核心处理器302分别与该存储模块303和该无线通信模块301连接；该集中器10与该核心处理器302连接，该集中器本地模块30通过该无线通信模块301与该多个节点设备20连接。

可选地，该无线通信模块301可以是lora无线通信模块、zigbee无线通信模块、或者nb-iot无线通信模块等具有无线通讯功能的无线通信模块；该无线通信模块301可以包括一个，也可以包括多个；另外，该核心处理器302可以是mcu、mpu、dsp、cpu等具有数据处理功能的处理器；该存储模块303可以包括非易失性和易失性存储器中的至少一种；其中，该非易失性存储器可包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等；该易失性存储器可包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或外部高速缓冲存储器；作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)等；本申请实施例对上述无线通信模块的类型和数量、核心处理器的类型和型号、以及存储模块的类型和数量并不做限定。

可选地，该集中器10与该核心处理器302连接，该集中器10可以与该核心处理器302进行任一形式的电连接；该核心处理器302可以通过不同类型的接口分别与该存储模块303和该无线通信模块301连接；该集中器本地模块30通过该无线通信模块301与该多个节点设备20连接，也就是，该核心处理器302通过该无线通信模块301与该多个节点设备20连接。

在本申请的一个可选的实施例中，该核心处理器302可以通过该无线通信模块301分别接收各个节点设备20发送的入网连接请求，该入网连接请求中可以携带各个节点设备20的标识；该核心处理器302还可以通过电连接的集中器获取该集中器10的相关参数数据，根据该集中器10的相关参数数据和该入网连接请求，建立集中器10与各个节点设备20之间的网络连接，进而可以建立该集中器10与各个节点设备20之间的自组网，形成该电力组网系统；另外，还可以根据该集中器10和各个节点设备20的网络连接形成网络拓扑结构，并将该网络拓扑结构保存在该集中器本地模块30的内部存储模块303中；可选地，该网络拓扑结构可以是树型网络拓扑结构，该树型网络拓扑结构可以表征该集中器10与各个节点设备20之间的网络连接关系，也就是，集中器10可以直接连接多个一级节点设备，也可以通过该多个一级节点设备间接连接多个二级节点设备，该二级节点设备与该集中器间的连接距离可以大于该一级节点设备与该集中器间的连接距离；进一步地，还可以通过该多个二级节点设备间接连接多个三级节点设备等等；例如：与该集中器10直接连接的一级节点设备可以包括a1、b1、c1，通过该一级节点设备间接与该集中器10连接的二级节点设备可以包括a21、a22、a23、b21、b22、b23、c21、c22、c23；其中，二级节点设备a21、a22、a23可以通过该一级节点设备a1与该集中器10连接，二级节点设备b21、b22、b23可以通过该一级节点设备b1与该集中器10连接，二级节点设备c21、c22、c23可以通过该一级节点设备c1与该集中器10连接。

在本申请的一个可选的实施例中，该集中器本地模块30在实现集中器10与各个节点设备20的自组网之后，还可以分别建立与各个节点设备20之间的心跳检测机制，以分别确定各个节点设备20与该集中器10之间的网络连接状态，该网络连接状态可以为在线状态，还可以为离线状态；该在线状态可以表征该节点设备20与该集中器10之间存在网络连接，也就是说，在该网络连接状态为在线状态的情况下，可以实现集中器10与该节点设备间20的数据交互；该离线状态则表征该节点设备20与该集中器10的网络连接断开，在离线状态下，该集中器本地模块30将无法实现该集中器10与该节点设备20间的数据交互；在该节点设备20为离线状态的情况下，只有在该节点设备20重新向该集中器本地模块30发送入网请求，该集中器本地模块30建立该节点设备20与该集中器10之间的网络连接之后，才能正常实现该集中器10与该节点设备20之间的数据交互。

上述电力组网系统，包括集中器和多个节点设备，以及集中器本地模块，该集中器本地模块包括无线通信模块、核心处理器和存储模块，该核心处理器分别与该存储模块和该无线通信模块连接，该集中器与该核心处理器连接，该集中器本地模块通过该无线通信模块与该多个节点设备连接；也就是说，本申请实施例中通过集中器本地模块就可以建立集中器与各个节点设备之间的网络连接；另外，在一个台区内，针对一个集中器设备仅需要一个集中器本地模块与该集中器连接，就可以实现该台区内的电力组网系统，无需再通过多个lora网关来建立集中器与各个节点设备之间的网络连接，避免了在一个台区内需要架设多个lora网关而造成的电力组网系统的布网成本高的问题；因此，本申请实施例通过集中器本地模块能够降低电力组网系统的布网成本。

在本申请的一个可选的实施例中，如图2所示，该无线通信模块301可以包括至少一个无线通信单元3011、合路器3012以及天线3013；其中，该至少一个无线通信单元3011分别通过该合路器3012与该天线3013连接，使得该至少一个无线通信单元3011能够连接到合路器3012进行射频信号合路后，通过1根天线3013进行无线信号收发；该至少一个无线通信单元3011可以是基于lora技术、wifi技术、zigbee技术、nb-iot技术等任一无线通讯技术的无线通信单元，该至少一个无线通信单元2011可以是采用同一无线通讯技术的多个无线通信单元，也可以是采用不同无线通讯技术的多个无线通信单元；例如：该至少一个无线通信单元中的多个无线通信单元均为基于lora技术的无线通信单元，该至少一个无线通信单元中也可以是包含部分基于lora技术的无线通信单元，以及包含部分基于wifi技术的无线通信单元等；本申请实施例对采用何种无线通讯技术，以及多个无线通信单元是否采用同一无线通讯技术的无线通信单元并不做限定，可根据实际情况进行选择。

本申请实施例中通过在该无线通信模块中设置至少一个无线通信单元、合路器以及天线，能够将多个无线通信单元输出的射频信号通过合路器合路后，经一根天线实现无线信号的收发，大大提高了该集中器本地模块的无线通讯效率；另外，该至少一个无线通信单元可以根据实际情况灵活设置，提高了该集中器本地模块的适用范围。

在本申请的一个可选的实施例中，如图3所示，该至少一个无线通信单元3011可以包括具有发送功能的第一lora通信单元401和具有接收功能的第二lora通信单元402。

可选地，该具有发送功能的第一lora通信单元401可以用于将该核心处理器302输出的数据发送至各个节点设备20，该第一lora通信单元401可以是基于任一频段向各个节点设备20发送数据；该具有接收功能的第二lora通信单元402可以用于接收各个节点设备20发送至该集中器本地模块30的数据和/或请求，该第二lora通信单元402可以是基于任一频段接收各个节点设备20发送至该集中器本地模块30的数据和/或请求。

本申请实施例中通过分别设置具有发送功能的第一lora通信单元和具有接收功能的第二lora通信单元，将数据的发送和接收独立进行，该方式下，可以同步实现数据的发送与接收，提高了该电力组网系统的数据交互的效率。

在本申请的一个可选的实施例中，如图4所示，该至少一个无线通信单元3011也可以包括具有收发功能的第三lora通信单元403和第四lora通信单元404；该第三lora通信单元403的工作频段和该第四lora通信单元404的工作频段不同。

可选地，可以根据现场情况和使用需求设置多路无线通信单元3011，该多路无线通信单元3011可以配置不同的射频参数进行数据的收发，也就是，将该多路无线通信单元3011分别配置在不同的工作频段，以适用该集中器本地模块30与不同工作频段的节点设备20进行数据的收发。

本申请实施例中，通过设置适用于不同工作频段的多路无线通信单元，提高了该集中器本地模块的适用范围，使得该集中器本地模块能够满足不同现场环境下的集中器和节点设备的组网应用。

在本申请的一个可选的实施例中，该核心处理器302可以通过spi接口与该至少一个无线通信单元3011连接，可以通过串口与该存储模块303连接，以及可以通过串口与该集中器10连接，使得该核心处理器302可以通过多路串口分别连接集中器10和内部存储模块303，能够同时处理两路串口数据的收发；其中，该串口可以是uart接口，也可以是usb接口等，本申请实施例对此并不做限定；在实际应用中，该串口也可以是采用插针接口的形式，该集中器10通过该插针接口与该核心处理器302连接，实现集中器10与该核心处理器302之间的数据交互。

在本申请的一个可选的实施例中，如图5所示，该集中器本地模块30还包括：电源模块304，该电源模块304分别与该核心处理器302和该存储模块303连接，以向该核心处理器302和该存储模块303供电。

可选地，如图6所示，该电源模块304可以包括超级电容3041和与该超级电容连接的充放电电路3042；该集中器10与该充放电电路3042连接，该充放电电路3042与该核心处理器302连接，该充放电电路3042也与该存储模块303连接；可选地，该集中器10可以通过上述插针接口与该充放电电路3042连接；在集中器10正常工作的情况下，集中器10可以通过该插针接口为该集中器本地模块30提供直流电输入，也就是，集中器10可以通过该插针接口为该充放电电路3042提供直流电输入，该充放电电路3042可以为该核心处理器302供电，以及可以为该超级电容3041进行充电；在集中器10出现故障，导致该插针接口没有直流电输出时，该超级电容3041可以通过该充放电电路3042为该核心处理器302提供短暂的供电，用于该核心处理器302在短时间内记录该停电事件，以及将该停电事件上报至主站服务器，使得该主站服务器可以将该停电事件发送至主站系统以告知运维人员做及时处理。

本实施例中，集中器本地模块中还包括电源模块，电源模块中包括超级电容和充放电电路，通过插针接口将集中器与该充放电电路连接，使得该集中器可以为该充放电电路提供直流电输入，进而使得该充放电电路为该核心处理器供电，以及为该超级电容充电；在集中器发生故障导致该集中器本地模块没有直流电输入的情况下，该超级电容能够通过该充放电电路为该核心处理器提供短时间内的供电，使得该核心处理器能够将该停电事件上报至主站系统，以提醒运维人员及时处理；也就是说，本申请实施例能够提高该电力组网系统在运行过程中的可靠性。

在本申请的一个可选的实施例中，通过本申请实施例中的集中器本地模块30建立集中器10与各个节点设备20间的自组网络，形成完整的电力组网系统；通过该电力组网系统对各个电表进行自动抄表时，该集中器10可以定时向该集中器本地模块30发送抄表指令，该抄表指令中携带有待抄表的电表的标识；该核心处理器302在接收到该集中器10发送的抄表指令后，根据该抄表指令中携带的待抄表的电表的标识，和该集中器本地模块30的存储模块303中保存的网络拓扑结构，确定该待抄表的电表与该集中器10的网络连接状态，在该网络连接状态为在线状态的情况下，该集中器本地模块30可以通过该集中器本地模块30中的至少一个无线通信模块301将该抄表指令转发至该待抄表的电表；该集中器本地模块30还可以通过至少一个无线通信模块301接收该待抄表的电表发送的回复指令，该回复指令中可以携带该待抄表的电表的标识和当前抄表数据；该集中器本地模块30可以将该回复指令和/或该回复指令中携带的该待抄表的电表的标识和当前抄表数据，通过串口转发至该集中器10；在集中器10将分别得到的多个待抄表的电表的标识和当前抄表数据进行打包后，通过网络发送至主站服务器，完成电力系统的自动抄表。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。