專利名稱：無(wú)線通信單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及一種客戶端配電設(shè)備無(wú)線通信單元 (CCMgprs)。該無(wú)線通信單元為一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔實(shí)用的高性能的通信裝置，尤其適合于廣域配電柜的開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)，主要應(yīng)用于對(duì)廣域范圍內(nèi)采用GPRS通信的監(jiān)控系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)電力需求的增長(zhǎng)，電網(wǎng)主網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜度不斷提高，需要綜合運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和管理手段，保證安全運(yùn)行。在配網(wǎng)方面，總體上看，中國(guó)的配網(wǎng)設(shè)備相對(duì)于輸電網(wǎng)落后，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，且結(jié)構(gòu)不合理，難以應(yīng)對(duì)用戶對(duì)可靠性越來(lái)越高的要求。在針對(duì)用戶一側(cè)配電設(shè)施更新?lián)Q代的同時(shí)，也需要加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，提高故障處理水平，以便電網(wǎng)企業(yè)可以通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視用電設(shè)備的運(yùn)行，有效預(yù)防和避免故障的發(fā)生；同時(shí)，還需優(yōu)化檢修計(jì)劃，減少計(jì)劃停電；特別是在故障發(fā)生后，可提供充分的信息支持，提高故障處理水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的快速定位、隔離和恢復(fù)供電。如何創(chuàng)新用電客戶資產(chǎn)運(yùn)維和管理模式，既能準(zhǔn)確合理的評(píng)價(jià)設(shè)備的健康水平， 又能避免或減少“過(guò)修、過(guò)試”現(xiàn)象，在資產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大而運(yùn)維人員規(guī)模不變甚至縮減的情況下確保運(yùn)維質(zhì)量、降低運(yùn)維成本？為了解決這一難題，用電企業(yè)的努力方向是獲得設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握資產(chǎn)健康狀態(tài)，由目前傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修過(guò)渡，優(yōu)化延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少資產(chǎn)運(yùn)維的人員需求和成本；通過(guò)主控器管理，確保配電設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。目前已開(kāi)發(fā)了多種電力自動(dòng)化管理主控器，通過(guò)涉及眾多功能模塊，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、通信交互等功能。但其中的一些功能模塊存在實(shí)時(shí)性差、安全性低等缺點(diǎn)，且功能較為單一，擴(kuò)展較為困難，因而不能完全滿足用戶及企業(yè)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)線通信單元，可確保與服務(wù)器鏈接的可靠性。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種無(wú)線通信單元，包括主控器及與所述主控器關(guān)聯(lián)的外部接口，所述主控器包括無(wú)線通信模塊，與外部服務(wù)器連接，用于執(zhí)行相應(yīng)的通信任務(wù)；參數(shù)配置模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于配置所述無(wú)線通信模塊的參數(shù)；通信總線模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于與所述無(wú)線通信模塊之間的數(shù)據(jù)透?jìng)?；告警檢測(cè)模塊，連接所述通信總線模塊及所述無(wú)線通信模塊，用于輪詢?cè)O(shè)備，上傳告警信息于所述無(wú)線通信模塊，并完成與所述通信總線模塊的交互。較優(yōu)地，所述無(wú)線通信模塊為GPRS通信模塊。較優(yōu)地，所述GPRS通信模塊設(shè)置有GPRS天線。
3[0013]較優(yōu)地，所述GPRS通信模塊設(shè)置有SIM卡插槽。較優(yōu)地，所述外部接口包括用于設(shè)備配置的RS232通信口及用于數(shù)據(jù)采集的R485 監(jiān)控接口。較優(yōu)地，所述RS232通信口為9針母標(biāo)準(zhǔn)接口，所述RS485監(jiān)控接口為端子接線。較優(yōu)地，所述RS485監(jiān)控接口為兩線接口，所述RS232通信口為NULLmodem接口。較優(yōu)地，所述主控器設(shè)置有TCP端口，用于固定連接GPRS Modem。較優(yōu)地，所述主控器設(shè)置有指示燈組，用于顯示設(shè)備工作狀態(tài)。較優(yōu)地，所述主控器設(shè)置有TCP保活模塊，用于維持與外部服務(wù)器的連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型客戶端配電設(shè)備無(wú)線通信單元(CCMgprs)主要用于對(duì)廣域范圍內(nèi)采用GPRS通信的監(jiān)控系統(tǒng)中?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)CCM系列的開(kāi)關(guān)柜檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)采集，具有自動(dòng)撥號(hào)、協(xié)議網(wǎng)管和事件監(jiān)測(cè)主動(dòng)上傳等功能。由于采用了先進(jìn)的TCP?；罟δ埽梢酝该鞯貙?shí)現(xiàn)TCP鏈路的自動(dòng)維護(hù)，確保與主站鏈接的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型無(wú)線通信單元的組成框圖；圖2為圖1所示無(wú)線通信單元的工作過(guò)程圖；圖3為本實(shí)用新型無(wú)線通信單元的接線圖；圖4為本實(shí)用新型無(wú)線通信單元的頂視圖；圖5為本實(shí)用新型無(wú)線通信單元的底視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型無(wú)線通信單元通過(guò)配置前端設(shè)備類型及地址，可對(duì)前端設(shè)備(CCM16、 CCM18、Sepam, PM表等)地址進(jìn)行采集；同時(shí)，通過(guò)Modbus協(xié)議傳輸至以太網(wǎng)，與服務(wù)器建立可靠的TCP鏈接。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，表示本實(shí)用新型無(wú)線通信單元一較優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。該客戶端電力設(shè)備無(wú)線通信單元(CCMgprs)，包括主控器1及與主控器1關(guān)聯(lián)(連接)的外部接口，該主控器1包括參數(shù)配置模塊11、無(wú)線通信模塊12 (本實(shí)施例優(yōu)選為GPRS通信模塊)、通信總線模塊13 (本實(shí)施例優(yōu)選為485 口)、告警檢測(cè)模塊14等；外部接口包括配置接口 2和總線接口 3。具體連接關(guān)系及功能如下配置接口 2與參數(shù)配置模塊11相關(guān)聯(lián)(連接)；總線接口 3與通信總線模塊13關(guān)聯(lián)(連接)；無(wú)線通信模塊12與外部服務(wù)器4連接，用于執(zhí)行相應(yīng)的通信任務(wù)；參數(shù)配置模塊11，連接無(wú)線通信模塊12，用于配置無(wú)線通信模塊12的參數(shù)，即將參數(shù)配置的結(jié)果將返回?zé)o線通信模塊12 ；通信總線模塊13，連接無(wú)線通信模塊12， 用于與無(wú)線通信模塊12之間的數(shù)據(jù)透?jìng)鳎桓婢瘷z測(cè)模塊14，連接通信總線模塊13及無(wú)線通信模塊12，用于輪詢?cè)O(shè)備，上傳告警信息于無(wú)線通信模塊12，并完成與通信總線模塊13 的交互。參見(jiàn)圖2，為CCMgprs的具體工作過(guò)程。主控器在初始化后、讀取參數(shù)(S202)，執(zhí)行GPRS通信任務(wù)(S2(X3)；如果收到設(shè)備查詢命令，則轉(zhuǎn)發(fā)至485 口(通信總線模塊)，執(zhí)行 485 口通信任務(wù)(S209)。如果命令需要返回，則發(fā)送至GPRS 口(無(wú)線通信模塊)，執(zhí)行GPRS 通信任務(wù)(S203)，否則返回執(zhí)行多任務(wù)協(xié)同。如果沒(méi)有收到設(shè)備查詢命令，則執(zhí)行參數(shù)配置和告警檢測(cè)任務(wù)，并輪詢485設(shè)備(S205 S207)。如果產(chǎn)生告警，則上傳告警至GPRS 口 (S208)，否則執(zhí)行485通信任務(wù)(S209)。上述實(shí)施例中，主控器1優(yōu)選地設(shè)置有TCP?；钅K(圖未示出)，用于維持與外部服務(wù)器的連接。這樣可以透明地實(shí)現(xiàn)TCP鏈路的自動(dòng)維護(hù)，確保與主站鏈接的可靠性。參見(jiàn)圖3 圖5，該GPRS無(wú)線通信模塊設(shè)置有GPRS天線5及SIM卡插槽6。此夕卜， 該無(wú)線通信單元提供1路標(biāo)準(zhǔn)RS485接口和1路RS232接口，其中RS485接口包括多個(gè)接線端子(如圖3)，用于與CCM采集單元的通信；RS232接口用于參數(shù)配置和診斷。用于診斷的RS232接口也稱為CONSOLE接口，通過(guò)采用配套的CCMgprs CONSOLE軟件，可以進(jìn)行通信參數(shù)配置和設(shè)備輸入狀態(tài)診斷。如圖4 圖5所示，主控器設(shè)置有指示燈組Li...及L2...，用于顯示設(shè)備不同工作狀態(tài)，具體包括以下?tīng)顟B(tài)GPRS指示燈常亮——表示正在撥號(hào)；GPRS指示燈閃爍——表示服務(wù)器正在通過(guò)GPRS發(fā)數(shù)到設(shè)備；LINK指示燈常量——表示已經(jīng)連接上服務(wù)器；RUN指示燈閃爍——表示設(shè)備正在運(yùn)行。為了進(jìn)一步理解并便于實(shí)施本實(shí)用新型，在上述硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要說(shuō)明該多路低壓開(kāi)關(guān)檢測(cè)單元(CCMgprs)與低壓開(kāi)關(guān)檢測(cè)單元(CCMxx)之間的設(shè)備通信過(guò)程。(一)概述如圖3 圖5所示，CCMgprs本體配有4個(gè)通信接口 2個(gè)RS232通信口(portEand portF)，1 個(gè) RS485 監(jiān)控接口(port B)，1 個(gè) RS232/485 可配置接口(port D)。所有通信口 的波特率范圍1200 57600bps。portF為9針母標(biāo)準(zhǔn)接口(不支持Modem)，其余接口均為端子接線，所有RS485為兩線接口，所有RS232接口為NULL Modem接口(接口只提供Tx、 Rx和GND三線)。具體應(yīng)用上portF為CCMgprs設(shè)備配置端口(Console port) ；port B用于連接前端的CCMxx設(shè)備；portD與portE為保留端口 ；portC固定為連接GI3RS Modem，通過(guò)GPRS 鏈路實(shí)現(xiàn)與通信軟件的通信。CCMgprs設(shè)備主要功能為在線檢測(cè)前端CCMxx設(shè)備中的事件狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)緊急事件，設(shè)備則主動(dòng)生成事件消息，通過(guò)GPRS上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，設(shè)備支持遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件通過(guò)GPRS鏈路訪問(wèn)CCMgprs設(shè)備連接的前端CCMxx設(shè)備中的相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。CCMgprs設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)對(duì)CCMxx產(chǎn)生的事件信息檢測(cè)，一旦檢測(cè)到事件信息，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)上傳發(fā)送故障數(shù)據(jù)到通信軟件；在其他時(shí)間，則提供通信軟件到CCMxx的數(shù)據(jù)查詢功能。除實(shí)現(xiàn)GPRS通信和告警事件的主動(dòng)功能之外，該設(shè)備僅僅實(shí)現(xiàn)ModbusTCP到Modbus RTU/ASCII的通信網(wǎng)關(guān)功能。以下描述通信軟件與CCMgprs設(shè)備，CCMXX與CCMgprs設(shè)備之間的配置、監(jiān)視和事件查詢的接口。(二)接口協(xié)議約定[0046]CCMgprs與通信軟件之間 數(shù)據(jù)查詢和CCMxx設(shè)備配置采用標(biāo)準(zhǔn)M0DBUS/TCP協(xié)議?！?CCMgprs主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)格式為自定義格式。 傳輸協(xié)議統(tǒng)一為T(mén)CP/IP。 通信軟件作為T(mén)CP連接服務(wù)端，端口為502 · CCMgprs設(shè)備為T(mén)CP客戶端，端口為隨機(jī)或指定CCMgprs與CCMxx之間 通信協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)Modbus RTU/ASCII，(因效率問(wèn)題，暫時(shí)只支持RTU格式)· CCMgprs與CCMxx統(tǒng)一對(duì)通信軟件的Modbus地址約定為1 254為CCMxx可設(shè)定設(shè)備協(xié)議地址，0為廣播地址，目前暫不支持，255指定為CCMgprs設(shè)備的協(xié)議地址，不
可更改。通信軟件與CCMxx以及CCMgprs之間 通信軟件通過(guò)Modbus/TCP協(xié)議，CCMxx與CCMgprs均可訪問(wèn)，通信軟件不需考慮CCMgprs與CCMxx之間的連接關(guān)系。 通過(guò)modbus協(xié)議地址可以區(qū)分并訪問(wèn)任意的CCMxx與CCMgprs設(shè)備。 通過(guò)主動(dòng)上傳到通信軟件的CCMgprs設(shè)備ID號(hào)，通信軟件可以確定唯一的 CCMgprs 設(shè)備。 通過(guò)CCMgprs ID號(hào)以及與之綁定的CCMgprs公網(wǎng)IP可以確定唯一的CCMgprs 與通信軟件之間的連接，每個(gè)CCMgprs設(shè)備與通信軟件之間只建立一個(gè)鏈接，因此不需考慮連接端口號(hào)。(三)告警事件約定告警事件約定約束CCMgprs設(shè)備與前端CCMxx設(shè)備之間的事件標(biāo)志位置與檢測(cè)通信協(xié)議接口與動(dòng)作。1、所有CCMxx設(shè)備包括CCM16(16路開(kāi)關(guān)量輸入檢測(cè)模塊)、CCM18(18路電壓電流和溫濕度檢測(cè)模塊)事件標(biāo)志存放于Holding Register 43001地址開(kāi)始的寄存器中。 對(duì)于CCM16設(shè)備43001寄存器對(duì)應(yīng)的0 15位存放1 16路DI輸入由合到分所產(chǎn)生的變位標(biāo)志。對(duì)于CCM18設(shè)備43001寄存器0 16以及43002寄存器的0 1位存放18路 AI輸入信號(hào)超限產(chǎn)生的報(bào)警標(biāo)志。2、變位、告警以及其他事件標(biāo)志位由CCMxx設(shè)備在條件符合時(shí)產(chǎn)生，在條件不符合時(shí)清除。3、事件標(biāo)志在事件未恢復(fù)期間，由CCMgprs負(fù)責(zé)輪詢檢查，一旦發(fā)現(xiàn)事件產(chǎn)生則自動(dòng)生成主動(dòng)上傳信息幀，發(fā)送到通信軟件，同時(shí)清除相應(yīng)的CCMxx事件寄存器。4、主動(dòng)上傳信息幀格式參見(jiàn)下一節(jié)說(shuō)明。5、CCMgprs檢測(cè)CCMxx事件標(biāo)志通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)，具體格式參見(jiàn)下一節(jié)說(shuō)明。(四)CCMgprs配置命令CCMgprs 提供 RS232 接口(port F)和 TCP 端口(portC)設(shè)備配置功能。Console 命令分為4種，分別為波特率檢測(cè)命令、設(shè)備查詢命令、配置命令和監(jiān)視命令。波特率檢測(cè)命令與設(shè)備查詢命令僅支持RS232端口(本節(jié)不再描述與之相關(guān)的命令格式)。TCP端口可以通過(guò)配置命令和監(jiān)視命令實(shí)現(xiàn)對(duì)CCMgprs設(shè)備的遠(yuǎn)程配置，命令主體采用Modbus RTU協(xié)議?？紤]可靠性不建議通過(guò)TCP端口進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備配置。(五)配置命令配置命令為Modbus RTU標(biāo)準(zhǔn)命令，只能是Preset Multiple Registers (Function ID = 0x10)命令。命令格式如下1、發(fā)送幀格式如下
權(quán)利要求1.一種無(wú)線通信單元，包括主控器及與所述主控器關(guān)聯(lián)的外部接口，其特征在于，所述主控器包括無(wú)線通信模塊，與外部服務(wù)器連接，用于執(zhí)行相應(yīng)的通信任務(wù)； 參數(shù)配置模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于配置所述無(wú)線通信模塊的參數(shù)； 通信總線模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于與所述無(wú)線通信模塊之間的數(shù)據(jù)透?jìng)鳎?告警檢測(cè)模塊，連接所述通信總線模塊及所述無(wú)線通信模塊，用于輪詢?cè)O(shè)備，上傳告警信息于所述無(wú)線通信模塊，并完成與所述通信總線模塊的交互。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述無(wú)線通信模塊為GPRS通信模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述GPRS通信模塊設(shè)置有GPRS天線。
4.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述GPRS通信模塊設(shè)置有SIM卡插槽。
5.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述外部接口包括用于設(shè)備配置的RS232通信口及用于數(shù)據(jù)采集的R485監(jiān)控接口。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述RS232通信口為9針母標(biāo)準(zhǔn)接口，所述RS485監(jiān)控接口為端子接線。
7.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述RS485監(jiān)控接口為兩線接口， 所述RS232通信口為NULLmodem接口。
8.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述主控器設(shè)置有TCP端口，用于固定連接GPRSModem。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述主控器設(shè)置有指示燈組，用于顯示設(shè)備工作狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的無(wú)線通信單元，其特征在于，所述主控器設(shè)置有 TCP?；钅K，用于維持與外部服務(wù)器的連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種無(wú)線通信單元，包括主控器及與所述主控器關(guān)聯(lián)的外部接口，所述主控器包括無(wú)線通信模塊，與外部服務(wù)器連接，用于執(zhí)行相應(yīng)的通信任務(wù)；參數(shù)配置模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于配置所述無(wú)線通信模塊的參數(shù)；通信總線模塊，連接所述無(wú)線通信模塊，用于與所述無(wú)線通信模塊之間的數(shù)據(jù)透?jìng)?；告警檢測(cè)模塊，連接所述通信總線模塊及所述無(wú)線通信模塊，用于輪詢?cè)O(shè)備，上傳告警信息于所述無(wú)線通信模塊，并完成與所述通信總線模塊的交互。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)CCM系列開(kāi)關(guān)柜檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)采集，具有自動(dòng)撥號(hào)、協(xié)議網(wǎng)管和事件監(jiān)測(cè)主動(dòng)上傳等功能。因采用TCP?；罟δ?，可透明地實(shí)現(xiàn)TCP鏈路的自動(dòng)維護(hù)，確保與主站鏈接的可靠性。
文檔編號(hào)H04W88/02GK202085315SQ20112020364
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者周蘿玫, 唐朝輝, 孫偉力, 張卓, 張大瑄, 曾慶才, 李凱, 李陳, 段鑫, 陳宇, 黃杰 申請(qǐng)人:廣州中浩控制技術(shù)有限公司, 成都科星電力電器有限公司