一种无线数据收发装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线数据收发装置，包括：中央处理单元、通信单元、射频通信单元、时钟铁电单元及TD-LTE230M无线电力专网传输单元；中央处理单元分别与通信单元、射频通信单元、时钟铁电单元及TD-LTE230M无线电力专网传输单元相连。本实用新型的无线数据收发装置，相对以往GPRS技术，使用TD-LTE230M技术对用电信息进行传输，避免了数据受到攻击、易丢失、安全性低、误操作危险高等问题，而且每年为电力企业节省了巨额的用电信息传输成本。
【专利说明】一种无线数据收发装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备领域，特别涉及一种无线数据收发装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着经济的高速增长和科学技术的发展，窃电现象呈现出高发和上升势态，窃电问题比以往更为严重。一些单位和个人，尤其是高能耗企业，将盗窃电能降低成本作为获利手段，采取各种方法窃取电量，以达到不交或少交电费的目的。窃电问题一直困扰着供电部门，造成了电能大量流失，严重损害了供电企业的合法权益，扰乱了正常的供用电秩序，同时也严重影响了电力事业的健康发展，而且给电网安全带来了严重威胁。其主要表现为窃电手段科技化、窃电过程隐蔽化、窃电数量大额化等特点，给国家造成了严重的经济损失。针对以上现象，一些电力企业虽然已经采取了人工排查、对高供低计用户实施高供高计改造以及推广用电信息采集系统的建设等措施，但这些传统的防窃电方法存在着很大的不足及客观缺陷，例如:人工排查和高供高计不仅不能实现实时监测，而且也浪费了大量的人力和物力成本，没有从根本上实现实时、高效、准确的防窃电。
[0003]为了解决现有防窃电措施的不足，业内已经了开发一种专变用户负荷监测系统。该系统主要是在原有的用电信息采集系统的基础上增加了无线负荷监测装置和无线数据收发装置。无线负荷监测装置采集专变用户变压器一次侧用电信息，无线数据收发装置接收来自无线负荷监测装置的数据，再通过无线的方式上传给远程主站，最后与二次侧用户电能表计量的用电数据进行比对分析，做到了对用户的用电情况实时、准确、直观以及全面的监控。
[0004]在上述系统中，无线数据收发装置与主站的通信方式主要是基于无线公网的GPRS形式，而GPRS按流量计费。据统计，每台收发装置每月最低需5M流量，费用约为20?100元。尽管无线数据收发装置长期挂在网上，只要不发生数据通信就不会产生费用，然而，必须随时监视网络状况，一旦发现掉网，马上重新连网并同时将自己新的IP地址上报主站，从而增加了数据流量，而此部分流量费用也需由用户支付。据不完全统计，国家电网公司每年给中国移动公司缴纳的通讯费用约几亿元，由此可见采用此种收发装置产生了巨大的流量消耗。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是公开一种无线数据收发装置，以解决现有技术存在的防窃电负荷监测中无线数据收发装置采用GPRS上传主站方式安全性差的问题。
[0006]本实用新型的无线数据收发装置，包括:中央处理单元、通信单元、射频通信单元、时钟铁电单元及TD-LTE230M无线电力专网传输单元；中央处理单元分别与通信单元、射频通信单元、时钟铁电单元及TD-LTE230M无线电力专网传输单元相连。
[0007]在上述技术方案中，本实用新型的无线数据收发装置还包括:看门狗和掉电保护单元，看门狗和掉电保护单元与中央处理单元相连。[0008]在上述技术方案中，本实用新型的无线数据收发装置还包括:片外存储器单元，片外存储器单元与中央处理单元相连。
[0009]在上述技术方案中，本实用新型的无线数据收发装置还包括:磁场检测单元，磁场检测单元与中央处理单元相连。
[0010]在上述技术方案中，通信单元为RS485通信接口。
[0011]在上述技术方案中,射频通信单元为433M射频通信单元。
[0012]本实用新型的无线数据收发装置，在防窃电负荷监测中，使用全新的TD-LTE230M技术在无线数据收发装置中替代原有的GPRS技术。由于TD-LTE230M技术的使用权专属电力企业。因此，相对以往的GPRS技术，使用TD-LTE230M技术对用电信息进行传输避免了数据受到攻击、易丢失、安全性低、误操作危险高等问题，而且每年为电力企业节省了巨额的用电信息传输成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的无线数据收发装置的结构原理图；
[0014]图2是本实用新型的TD-LTE230M无线电力专网传输单元的原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本实用新型的几个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0016]为了解决现有技术存在的防窃电负荷监测中无线数据收发装置采用GPRS上传主站方式安全性差的问题，本实用新型提出了一种无线数据收发装置。
[0017]如图1所示，本实用新型的无线数据收发装置包括中央处理单元110、通信单元120、时钟铁电单元130、射频通信单元140及TD-LTE230M无线电力专网传输单元150 ;中央处理单元110分别与通信单元120、时钟铁电单元130、射频通信单元140及TD-LTE230M无线电力专网传输单元150相连。
[0018]本实用新型的无线数据收发装置还包括:看门狗和掉电保护单元160、片外存储器单元170及磁场检测单元180，看门狗和掉电保护单元160、片外存储器单元170及磁场检测单元180分别与中央处理单元110相连。
[0019]本实用新型的无线数据收发装置的通信单元120为RS485通信接口，射频通信单元140为433M射频通信单元。
[0020]中央处理单元110主要是起到整个无线数据收发装置核心控制及数据处理的作用，用来计算瞬时功率，并控制射频通信单元140，接收前一阶段发射的用电数据，同时控制TD-LTE230M无线电力专网传输单元150，把此数据通过射频的形式发送；接收并处理磁场检测单元180发送的数据，以此判断周围磁场是否为干扰磁场，并做出相应的告警等一系列动作。
[0021]通信单元120在本实用新型中为RS485通信接口，RS485通信接口实现无线数据收发装置与电力负荷控制终端(以下简称负控终端)之间的通信，保证负控终端通过RS485通信接口读取瞬时功率及其他所需数据。
[0022]时钟铁电单元130的作用是为中央处理单元110提供精准时钟，保证收发对时的精准性。本实用新型中时钟电路采用RX8025T，RX8025T是一款拥有I2C接口和温度补偿功能的新型实时时钟芯片，内部集成32.768KHz温度补偿晶体振荡器，可用于各种需要高精度时钟的场合。通过设置相应补偿的控制位，可以实现不同间隔的温度补偿功能，从而大大提高了时钟的精度。芯片可设置四种不同的时段进行温度补偿，默认设置是2S补偿。
[0023]由于中央处理单元110程序庞大，仅使用其内部的存储单元无法满足庞大的程序存储，因此需要使用外扩的铁电存储单元来完成程序存储。在本实用新型中，铁电存储单元可采用FM24CL64，但不限于此，可根据需求选择其它芯片。
[0024]射频通信单元140在本实用新型中为433M射频通信单元，433M射频通信单元保证无线数据收发装置通过射频通道读取采集器中的用户专变高压侧电流数据，同时无线数据收发装置把电流数据通过RS485通信接口上传给负控终端。
[0025]TD-LTE230M无线电力专网传输单元150具有透明、包容性强的通讯协议，高吞吐量、适合多种通讯场所等特点。该TD-LTE230M电力无线通信技术具有低成本广覆盖、系统兼容性好、安全性强、海量实时在线终端用户等特点。避免了原有使用GPRS传输用电信息时，所产生的容易受到攻击、易丢失数据、安全性低、误操作危险高等问题；保证了电力企业的自主权、远程通信数据的安全性、可靠性及实时性，降低了电力企业的成本。
[0026]看门狗和掉电保护160的作用是确保无线数据收发装置不会因为程序跑飞而死机，确保该装置能够从由外部原因导致的异常中复位，并确保在电压降低到设定阈值时，能够使系统复位。
[0027]片外存储器单元170，由于用户用电信息通常都是海量数据，因此单靠中央处理单元110的存储器是不能满足存储容量的需求的，因此必须外扩存储器单元来满足海量数据的存储。
[0028]磁场检测单元180主要由模拟霍尔位置传感器SS490和运算放大器LM358两部分组成。传感器采用5V供电方式，当周围没有磁场时，传感器输出2.5V电压；当周围有磁场时，其输出与所检测到的磁场强度成正比的电压值。运算放大器LM358的作用是驱动传感器，传感器的输出电压通过运算放大后输入给中央处理单元110的AD 口，中央处理单元110通过检测此电压信号，并做相应的处理，来检测磁场强度的大小，当检测到的磁场强度超出预设阈值时，随即通过射频的方式发出报警信息，提示无线收据收发装置周围存在强磁场干扰。
[0029]电源及电池管理单元190的供电电压主要有3.3V、5V两种，两路485电路需要与单片机系统隔离，因此需要两路带有隔离输出的电源给系统供电。由于TD-LTE230M无线电力专网传输单元150功耗比较大，因此需要可以提供较大功率的电源。电源及电池管理单元190与本实用新型的无线数据收发装置相连，为该无线数据收发装置供电。
[0030]本实用新型的无线数据收发装置，在防窃电负荷监测系统中，使用全新的TD-LTE230M技术在无线数据收发装置中替代原有GPRS技术。由于TD-LTE230M技术使用权专属电力企业，因此，相对以往GPRS技术，使用TD-LTE230M技术对用电信息进行传输，避免了数据受到攻击、易丢失、安全性低、误操作危险高等问题，而且每年为电力企业节省了巨额的用电信息传输成本。
[0031]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线数据收发装置，其特征在于，包括: 中央处理单元、通信单元、射频通信单元、时钟铁电单元及TD-LTE230M无线电力专网传输单兀； 所述中央处理单元分别与所述通信单元、所述射频通信单元、所述时钟铁电单元及所述TD-LTE230M无线电力专网传输单元相连。
2.根据权利要求1所述的无线数据收发装置，其特征在于，还包括:看门狗和掉电保护单元，所述看门狗和掉电保护单元与所述中央处理单元相连。
3.根据权利要求1所述的无线数据收发装置，其特征在于，还包括:片外存储器单元，所述片外存储器单元与所述中央处理单元相连。
4.根据权利要求1所述的无线数据收发装置，其特征在于，还包括:磁场检测单元，所述磁场检测单元与所述中央处理单元相连。
5.根据权利要求1所述的无线数据收发装置，其特征在于，所述通信单元为RS485通信接口。
6.根据权利要求1所述的无线数据收发装置，其特征在于，所述射频通信单元为433M射频通信单元。
【文档编号】H04B1/40GK203537383SQ201320727728
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】侯克男, 赵羡龙, 宫臣, 丁贺苹, 李小娟, 龚桃荣 申请人:国家电网公司, 北京南瑞智芯微电子科技有限公司