无线近距离LoRa组网设备的制作方法

本实用新型涉及能效监测通信技术领域，具体涉及一种无线近距离lora组网设备。

背景技术：

在电网中，互联网中心与变电室之间一般采用星型通信连接，集采器与电表间一般采用星型通信连接。实现其间数据通信的方式可以采用电力载波通信实现，也可以采用无线通信实现。

电力能效监测设备用于对配电线路进行实时交流采样并实现配电回路的功率和电能量计量。一般的，需要在一个配电柜处安装一个电力能效监测设备。现有的电力能效监测设备多借助rs485总线、微功率无线通信接口、gprs移动2g通信接口实现数据通信。采用有线通信网络收集多个电力能效监测终端的数据布设成本高，维护难度大，通信线缆断损后容易出现大面积通信中断。采用gprs移动通信方式费用高，网络安全性差。自建无线通信网又面临通信距离、通信成本和通信质量的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种无线近距离lora组网设备，以收集电力能效监测数据。

本实用新型是这样实现的：

一种无线近距离lora组网设备，包括lora网关、lora终端和电力能效监测终端，所述lora终端与所述电力能效监测终端总线连接，所述lora网关与所述lora终端无线通信连接，所述电力能效监测终端用于设置在变电柜处，所述lora网关用于设置在控制中心处，所述lora网关与多个所述lora终端星型连接。

优选的，所述电力能效监测终端具有rs485通信接口，所述lora终端具有rs485通信接口，所述电力能效监测终端的rs485通信接口与所述lora终端的rs485通信接口通过rs485总线连接。

进一步的，所述电力能效监测终端为fs2202c/3d型能耗监测终端。

进一步的，所述lora终端包括控制模块、lora信号收发模块和rs485电平电路，所述lora信号收发模块包括lora芯片、高频波段滤波模块、低频波段滤波模块和天线，所述高频波段滤波模块包括高频射频开关，所述低频波段滤波模块包括低频射频开关，所述控制模块的gpio引脚分别与lora芯片的引脚、高频射频开关的控制引脚、低频射频开关的控制引脚、rs485电平电路对应电连接，所述lora芯片的高频功能引脚分别与所述高频波段滤波模块的引脚对应电连接，所述lora芯片的低频功能引脚分别与所述低频波段滤波模块的引脚对应电连接，所述高频波段滤波模块和低频波段滤波模块均与所述天线电连接。

本实用新型的有益效果包括：

1.现有的电力能效监测终端多采用rs485总线传输数据，但其应用时多需要构造成分布式系统。与采用有线通信网络收集多个电力能效监测终端的数据相比，采用无线通信网络收集多个电力能效监测终端的数据易于布设和维护，不易于因线缆断损造成大面积通信中断。与采用3g、4g、5g或其它无线通信方式相比，采用lora网关和lora终端构造的无线通信网络可以实现低功耗远距离无线传输，且lora网关可以实现多信道、多调制收发，可以同时解调多信道数据。

2.在电力系统中，控制中心与变电柜一般为一对多式通信关系，lora网关与多个lora终端星型连接构造的无线通信系统尤为适配这种结构。

附图说明

图1为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的结构示意图。

图2为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的lora终端的电源电路图。

图3为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的lora终端的控制模块电路图。

图4为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的lora终端的lora收发芯片电路图。

图5为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的lora终端的高低分频滤波电路图。

图6为一种本实用新型的无线近距离lora组网设备的lora终端的rs485电平电路图。

附图标记说明：1-lora网关，2-lora终端，3-电力能效监测终端。

具体实施方式

下面结合附图，以实施例的形式说明本实用新型，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本实用新型。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。

lora(longrangeradio)，远距离无线电通信，它在城镇场景的传输距离可达2km～5km，在郊区场景的传输距离可达15km。lora网关用于远距离星型架构，是多信道、多调制收发、可多信道同时解调。

图1示了一种无线近距离lora组网设备，包括lora网关1、lora终端2和电力能效监测终端3，lora终端2与电力能效监测终端3总线连接，lora网关1与lora终端2无线通信连接。

本实施例中，电力能效监测终端3设置在变电柜处，lora网关1设置在控制中心处，控制中心一般指集中接收lora信号的位置。lora网关1与多个lora终端2星型连接。在图1中仅示出了一个lora终端2和一个电力能效监测终端3，在实际使用中，一般有多个电力能效监测终端，一个lora终端2和一个电力能效监测终端3配对使用。

本实施例中，电力能效监测终端3采用fs2202c/3d型能耗监测终端，它具有rs485通信接口。电力能效监测终端3的rs485通信接口与lora终端2的rs485通信接口通过rs485总线连接。

图2-6示出了一种lora终端。图2示出的电源电路中，avdd引脚输出电压为3.3v，主要为控制模块供电。avdd2引脚输出电压为3.3v，主要为lora收发模块供电，dvdd为数字信号。图3示出了一种控制模块，它包括stm32f103rxtxx型单片机u90，单片机上外挂有w25q64cv型存储芯片、显示模块u81、电位器式输入模块和rs485电平模块。电位器rp87为电位器式输入模块的电位器，单片机u90的引脚26复用为adc功能引脚。显示模块u81采用市售的3.3v供电式显示模块。参见图6，rs485电平模块主要由max6480型rs485芯片构成。

图4-5示出了一种lora收发芯片及高低分频滤波电路组成的lora无线接发电路图。其中，lora收发芯片采用sx1276型芯片。图5示出的高低分频滤波电路中，rfi_lf为低频波段接收信号，pa_boost为低频波段发射信号，vr_pa为功率驱动信号，rfo_hf为高频波段发射信号，rfi_hf为高频波段发射信号，采用pe4259型射频开关u75构成低频波段发射信号与低频波段接收信号的选择开关，采用pe4259型射频开关u79构成高频波段发射信号与高频波段接收信号的选择开关。

在射频开关u79调节至开通接收高频信号时，天线ant接收的信号中，电感l791滤除高频波段中的低频信号，高频波段中合适的频率信号被电容c792允许通过。高频波段中高频信号分别被电容c785、电容c784滤除，从而得到高频波段中合适的频率信号。

在射频开关u75调节至开通接收低频信号时，天线ant接收的信号中，电容c753滤除低频波段中的高频信号，电感l733、电感l734滤除低频波段中的低频信号，低频波段中合适的频率信号被电容c734、电容c732允许通过，从而得到低频波段中合适的频率信号。

在射频开关u79调节至开通发送高频信号时，高频波段信号rfo_hf中的第一高频信号被电容c771引出，剩下的信号经电容c772后，第二高频信号被电容c773引出，剩下的信号通过电感l771后，第三高频信号被电容c774引出，剩下的信号在电容c775、电感l772构成的振荡电路后通过电容c791、电容c792，第一低频信号被电感l791引出，高频信号中第三高频频率与第一低频频率中间的频率经天线发射出。其中，第一高频频率＞第二高频频率＞第三高频频率＞第一低频频率。

在射频开关u75调节至开通发送低频信号时，低频波段信号pa_boost中的第六高频信号被电容c741引出，余下的信号通过电容c742、电阻r741后，第七高频被电容c743引出，余下的信号通过电感l742后，第五低频信号被电感l743引出，余下的信号通过电容c744后，第六低频信号被电感l744引出后，余下的信号通过电容c745、电容c751后，第八高频被电容c752引出，余下的信号通过电感l751后，第九高频信号被电容c753引出，介于第九高频频率与第六低频频率之间的信号经电感l752、天线发射出。其中，第六高频频率＞第七高频频率＞第八高频频率＞第九高频频率＞第六低频频率＞第五低频频率。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本实用新型的发明构思。在不脱离本实用新型的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本实用新型已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本实用新型隐含公开的内容。