一种双模通信系统的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，具体涉及一种双模通信系统。


背景技术：

2.近年来，结合无线通信的优点，在计量信息采集系统中采用电力线载波通信(high speed power line communication，简称hplc，即有线通信)和无线通信双模解决方案，增强通信信号覆盖范围，保证监测系统基本功能，实现对计量信息的有效管理。
3.目前，载波通信和无线通信的双模通信方案为两个独立的、协议不同的网络：载波网络和无线网络。在使用载波网络时则会一直使用载波网络直到获取到计量信息，使用无线网络时则也会一直使用载波网络直到获取计量信息，无法在使用载波网络过程中切换至无线网络。然而，无论是载波网络还是无线网络可能会存在断开的节点。
4.例如，在获取第六个计量终端的计量信息时，会经过第一个计量终端、第二个计量终端、第三个计量终端、第四个计量终端、第五个计量终端，当通过载波网络获取第六个计量终端的计量信息，依次经过的计量终端之间通过载波网络获取到第六个计量终端中的计量信息，在切换无线网络时，又会从头依次经过所有的计量终端通过无线网络获取到第六个计量终端中的采集信息。当第三个计量终端处载波网络断开，在使用载波网络至第三个计量终端处时，则停止；基于第三个计量终端载波网络断开前提下，且第四个电表处无线网络断开时，切换使用无线网络至第四个计量终端处时，则停止。该情况下无论是通过载波网络或无线网络都无法获取到第六个计量终端的用电信息。
5.在获取计量终端计量信息的过程中，两个不同的计量终端节点存在一个计量终端节点载波网络断开，另一个计量终端节点无线网络断开的情况，则无法及时的获取到需要获取的计量终端信息。因此，当前双模通信方式获取计量信息的效率有待提高。
6.由此，需要一种双模通信方式自动无感切换的双模通信系统。


技术实现要素：

7.因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的在获取计量终端计量信息的过程中，两个不同的计量终端节点存在一个计量终端节点载波网络断开，另一个计量终端节点无线网络断开，则无法及时的获取到需要获取的计量信息的缺陷，从而提供一种双模通信系统。
8.本技术一些实施例提供一种双模通信系统，该系统包括：计量终端，用于采集计量信息和/或采集传感信息，以及用于将计量信息和/或采集传感信息上报至管理终端；计量终端包括第一双模通信装置；
9.管理终端，与计量终端通信连接；管理终端用于接收计量信息和/或传感信息；管理终端包括第二双模通信装置；
10.其中，第一双模通信装置与第二双模通信装置之间通过载波通信方式连接。
11.在一些实施例中，计量终端包括第一电表和/或采集器；
12.第一电表与采集器通信连接；第一电表的数量为一个或多个，采集器的数量为一个或多个；
13.其中，第一电表中的第一双模通信装置与采集器中的第一双模通信装置之间通过载波通信方式连接和/或无线通信方式连接。
14.在一些实施例中，第一双模通信装置、第二双模通信装置包括载波芯片和蓝牙芯片；载波芯片，用于将采集到的计量信息、传感信息通过载波通信方式进行传输；蓝牙芯片，与载波芯片通信连接，用于将采集到的计量信息、传感信息通过蓝牙通信方式进行传输。
15.在一些实施例中，第一双模通信装置中的载波芯片和蓝牙芯片集成于计量终端的电路板上；或第一双模通信装置中的载波芯片和蓝牙芯片以模块的形式与计量终端的电路板插拔连接。
16.在一些实施例中，传感器，与计量终端通信连接，用于将检测的传感信息上报至计量终端。
17.在一些实施例中，传感器包括温湿度传感器、水浸传感器、燃气泄露传感器以及烟雾传感器；传感信息包括温湿度信息、水浸信息、燃气泄露信息以及烟雾信息；其中，温湿度传感器用于检测温湿度信息，水浸传感器用于检测水浸信息，燃气泄露传感器用于检测燃气泄露信息以及烟雾传感器用于检测烟雾信息。
18.在一些实施例中，计量终端通过蓝牙通信方式与至少一个传感器通信连接；计量终端，还用于通过蓝牙通信方式获取到传感器中的温湿度信息、水浸信息、燃气泄露信息和/或烟雾信息。
19.在一些实施例中，该系统还包括：第二计量终端，通过总线或蓝牙与采集器连接；第二计量终端用于获取计量信息，以及用于将获取的计量信息上报至采集器。
20.在一些实施例中，该系统还包括：云平台设备，与管理终端无线通信连接；云平台设备用于存储管理终端获取到的用电信息和传感信息；智能终端，与云平台设备无线通信连接。
21.本技术一些实施例中提供的双模通信系统，至少包括如下优点：
22.1、所述系统中的计量终端与计量终端之间通过具有同一个网络通道的双模通信方式连接，由此，计量终端优先可以以载波通信的方式申请入网，若存在载波不通信或信号不佳时，可以通过蓝牙无线通信方式桥接到相邻的计量终端，保证与管理终端的通信稳定性，提高获取采集信息的效率。
23.2、该系统中计量终端可以为电表，由此，可以通过双模通信系统，提高采集用电信息的效率。
24.3、该系统包括构建的传感网络，与计量终端连接有多个传感器，以使该系统在对用电信息获取并管理的同时，可以对多个传感信息进行获取和管理。
25.4、该系统包括构建的蓝牙网络，与计量终端连接有多个蓝牙表计，以使该系统在对用电信息获取并管理的同事，可以对多个表计信息进行获取和管理。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术一些实施例提供的一种双模通信系统的示例性结构图。
28.图2为本技术一些实施例提供的另一种双模通信系统的示例性结构图。
29.图3为本技术一些实施例提供的一种双模通信装置的示例性结构图。
30.图4为本技术一些实施例提供的一种双模通信协议栈示例性结构图。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.图1为本技术一些实施例提供的一种双模通信系统的示例性结构图。如图1所示，在一些实施例中，双模通信系统100可以包括计量终端110以及管理终端120，以下对上述部件进行详细说明。
36.在一些实施例中，计量终端110用于采集计量信息和/或传感信息，以及将计量信息和/或传感信息上报至管理终端。
37.计量终端可以是具有数据计量功能的终端。在一些实施例中，计量终端可以为第一电表和/或采集器，计量信息可以是用电信息，传感信息可以是传感器采集到的传感信息。可以理解的，计量终端可以将采集到的用电信息和/或传感信息上传至管理终端，以使管理终端对用电信息和/或传感信息进行管理。
38.在一些实施例中，第一电表用于采集用电信息和/或传感信息，以及将用电信息和/或传感信息上报至管理终端120，其中，计量终端包括第一双模通信装置112。
39.在一些实施例中，计量终端110可以是自动化采集用电信息的电表，用电信息可以是计量终端110中采集到的用电信息。在一些实施例中，计量终端可以是智能单相电表或智能三相电表。
40.可以理解的，计量终端110在采集到用电信息时，将用电信息上传至管理终端120，以使管理终端120对多个计量终端110所采集的用电信息进行统计和管理。
41.第一双模通信装置112可以是具备两种通信方式(例如，载波通信和无线通信)的装置。可以理解的，计量终端可以通过第一双模通信装置与管理终端通过载波通信连接。进一步地，第一双模通信装置与管理终端中的第二双模通信装置通过载波通信方式连接。由此，第一电表与采集器可以通过载波通信方式传输用电信息至管理终端。
42.在一些实施例中，第一电表与采集器通信连接，其中第一电表的数量为一个或多个，采集器的数量为一个或多个。其中第一电表中的第一双模通信装置与采集器中的第一双模通信装置之间通过载波通信方式连接和/或无线通信方式连接。在一些实施例中，第一电表还可以与第一电表通信连接，采集器还可以与采集器通信连接。
43.可以理解的，多个第一电表和多个采集器可以与管理终端呈树状型连接。
44.在一些实施例中，计量终端可以为采集器。采集器用于采集传感信息和/或计量信息，以及用于将传感信息和/或计量信息上报至管理终端120。
45.采集器可以是具备数据采集功能的设备，可以用于采集传感信息和/或计量信息。其中，传感信息可以是传感器检测到的信息，计量信息可以是采集器采集的用电信息。可以理解的，采集器可以通过传感器采集到传感信息，以及通过电表采集到用电信息。
46.可以理解的，采集器可以将采集到的传感信息和/用电信息上传至管理终端120，以使管理终端120对多个采集器的传感信息和/或用电信息进行统计和管理。
47.管理终端120与计量终端110(即第一电表和/或采集器)分别通信连接，管理终端120用于接收计量信息和/或传感信息。其中，管理终端120包括第二双模通信装置122。
48.在一些实施例中，管理终端可以是具有数据管理功能的设备，例如，集中器、台区融合终端、能源控制器等。管理终端具有组网控制、网络维护管理和数据集抄等功能。
49.第二双模通信装置122与第一双模通信装置112结构和功能相似，在此不做赘述。可以理解的，管理终端可以通过第二双模通信装置与采集器或第一电表通过载波通信连接。在一些实施例中，第一双模通信装置和第二双模通信装置的详细描述请参照图3中的相关描述。
50.可以理解的，管理终端120可以接收计量终端上传的用电信息和传感信息，并对用电信息和传感信息进行统计和管理。
51.综上所述，可以理解的，如图1所示，当管理终端需要获取计量终端4中的电表信息，需要计量终端4将用电信息通过载波或无线的通信方式经过计量终端3、计量终端2，传输至管理终端。
52.当计量终端3中的载波通信断开、计量终端2的无线通信断开时，计量终端4可以将用电信息先通过无线通信方式传输至计量终端3，在计量终端3中切换至载波通信传输至计量终端2，进而传输至管理终端。
53.因此，在转换至蓝牙通信方式时，并不需要通过无线通信方式再次从计量终端4开始传递，而是通过无线通信连接至载波通信断开的计量终端。可以理解的，当无线通信断开时，通过载波通信连接至无线通信断开的计量终端，继续将用电信息和/或传感信息进行传输。由此，保证与管理终端的通信稳定性，提高获取用电信息的效率。
54.可以理解的，如图1，当管理终端需要获取计量终端6中的电表信息，需要计量终端6将用电信息通过载波或无线的通信方式经过计量终端5传输至管理终端。
55.当计量终端5中的载波通信断开时，计量终端6可以直接切换无线通信模式连接至
计量终端5，以使计量终端5通过无线通信方式将用电信息传输至管理终端。
56.请结合参阅图2，图2为本技术一些实施例提供的另一种双模通信系统的示例性结构图。其中，图2中的hplc连接方式为high speed power line communication，载波通信连接，ble连接方式为无线通信连接中的蓝牙通信连接。
57.在一些实施例中，双模通信系统还包括传感器，传感器与计量终端通信，用于将检测的传感信息上报至计量终端(如，电表和采集器)。
58.在一些实施例中，传感器可以包括温湿度传感器、水浸传感器、燃气泄露传感器以及烟雾传感器。传感信息包括温湿度信息、水浸信息、燃气泄露信息以及烟雾信息。其中，温湿度传感器用于检测温湿度信息，水浸传感器用于检测水浸信息，燃气泄露传感器用于检测燃气泄露信息以及烟雾传感器用于检测烟雾信息。进一步地，传感器还可以包括电流检测传感器、震动检测传感器等。
59.在一些实施例中，传感器的类型可以根据项目实际需要进行设置，不对传感器的类型进行限定。
60.请结合参阅图2，在一些实施例中，采集器和电表可以通过蓝牙通信方式与至少一个传感器通信连接。采集器和电表还可以用于通过蓝牙通信方式获取到传感器中的温湿度信息、水浸信息、燃气泄露信息和/或烟雾信息。
61.在一些实施例中，采集器和/或电表可以通过蓝牙mesh(蓝牙网络)与至少一个传感器通信连接。在一些实施例中，电表与采集器(如，管理终端)可以具有管理蓝牙mesh的功能。
62.在一些实施例中，双模通信系统还可以包括：第二计量终端，通过总线或蓝牙与采集器连接。第二计量终端可以用于获取第二用电信息，以及用于将获取的第二用电信息上报至采集器。
63.在一些实施例中，如图2所示，第二计量终端可以为传统的485电能表，计量信息可以为485电能表获取的用电信息。进一步地，第二计量终端还可以为蓝牙电表(如图2中的蓝牙表计中的蓝牙电表)，计量信息可以为蓝牙电表获取的用电信息。在一些实施例中，第二计量终端还可以为蓝牙水表、蓝牙气表等其他计量表计，计量信息可以为计量表计对应的计量信息(例如，用水信息、用气信息)，在一些实施例中不对表计的类型进行限制。在一些实施例中，第二计量终端可以通过载波通信和/或无线通信的方式与采集器连接。例如，485电能表与采集器通过载波通信连接，蓝牙电表、蓝牙水表、蓝牙气表等蓝牙表计通过无线通信与采集器连接。
64.在一些实施例中，双模通信系统还可以包括：云平台设备(如图2中的云平台)。云平台设备与管理终端无线通信连接(例如，通过4g/5g网络连接)。云平台设备可以用于存储管理终端获取到的用电信息和传感信息。
65.云平台设备可以包括存储器，存储器可以用于存储用电信息和传感信息。在用户需要查看时可以通过云平台查看各个计量终端中的用电信息和/或传感信息。
66.在一些实施例中，双模通信系统还可以包括：智能终端，与云平台设备无线通信连接(例如，通过4g/5g网络连接)。智能终端用于维护计量终端(即电表和采集器)。
67.在一些实施例中，智能终端可以是手机、笔记本电脑、台式电脑及智能手表等电子智能设备。可以理解的，工作人员可以通过手机等智能终端查看到每个计量终端(电表和采
集器)和传感器的状态，在出现状态异常的情况下，进行维修和护理。
68.可以理解的，计量终端优先以载波通信的方式申请入网，若存在载波不通信或信号不佳时，可以通过蓝牙无线通信方式桥接到相邻的计量终端，保证与管理终端的通信稳定性。
69.可以理解的，各类传感器或者蓝牙表计可以通过任意双模通信方式从计量终端或采集器进行入网和数据通信，传感器节点间通过蓝牙mesh网络的自组网，将传感信息上报给计量终端，在通过载波通信或蓝牙无线通信最终转发到管理终端。管理终端可以作为边缘代理，处理获取到的数据，减小云平台存储和计算压力。此外，用户可以通过手机等智能终端的app扫描计量终端或采集器上的二维码，升级维护相关表计和传感器设备。
70.图3为本技术一些实施例提供的一种双模通信装置的示例性结构图。
71.在一些实施例中，第一双模通信装置和第二双模通信装置包括载波芯片和蓝牙芯片。其中，载波芯片，用于将采集到的计量信息(如用电信息等)和传感信息通过载波通信方式进行传输。蓝牙芯片，与载波芯片通信连接，用于将采集到的计量信息(如用电信息等)和传感信息通过蓝牙通信方式进行传输。
72.可以理解的，通过载波芯片和蓝牙芯片实现载波通信和无线通信自由切换，通过载波芯片和蓝牙芯片将用电信息和/或传感信息在计量终端与管理终端之间进行传输。
73.在一些实施例中，第一双模通信装置中的载波芯片和蓝牙芯片集成于计量终端的电路板上。可以理解的，第一双模通信装置可以与计量终端的电路板一体化设置。在一些实施例中，第二双模通信装置也可以一体化设置。例如，第二双模通信装置中的载波芯片和蓝牙芯片集成于管理终端的电路板上。
74.在一些实施例中，第一双模通信装置中的载波芯片和蓝牙芯片还可以以模块的形式与计量终端的电路板插拔连接。可以理解的，载波芯片和蓝牙芯片可以为一个模块，可以通过插入智能电表的电路板，作为智能电表中的双模通信装置。
75.在一些实施例中，如图3所示，双模通信装置中载波芯片和蓝牙无线通信芯片(即上述的蓝牙芯片)可以通过uart(异步收发传输器)进行通信连接，同时支持dl/t645协议、dl/t698协议与采集器或计量终端通信，实现数据抄读和通信控制。
76.在一些实施例中，如图3所示，双模通信装置还可以包括线路驱动芯片、带通滤波器、耦合变压器及过零检测电路。
77.耦合变压器和过零检测电路与三相电力线连接。耦合变压器，可以用于双向模拟信号与电力线之间的耦合。过零检测电路，可以用于识别每相线路的交流信号过零点。
78.在一些实施例中，线路驱动芯片用于放大发送的模拟信号，带通滤波器用于对接收到的模拟信号进行滤波。
79.可以理解的，通过双模通信装置中的载波芯片与蓝牙无线通信芯片之间的通信连接，当通过载波芯片将用电信息或传感信息通过载波通信传送失败时，可以通过载波芯片传送指令给蓝牙无线通信芯片，通过蓝牙无线通信芯片通过蓝牙通信方式进行传输。
80.在一些实施例中，双模通信装置在基于上述硬件构成的情况下，还包括双模通信协议栈，通过双模通信协议栈将载波通信和无线通信融合同一个通信通道，可以在任意一个计量终端中进行切换使用传输用电信息和传感信息。
81.图4为本技术一些实施例提供的一种双模通信协议栈示例性结构图。
82.在一些实施例中，双模通信协议栈以易维护、层次间接和便于定位故障为主要目标进行设置，具体请参阅图4中的相关描述。
83.在一些实施例中，双模通信协议栈中包括应用层、网络层、mac层(media access control，媒体介入控制层)、phy端口(包括phy-载波端口、phy-蓝牙端口)、串口驱动与协议解析构造、操作系统与设备驱动以及底层硬件设备。
84.在一些实施例中，应用层主要负责管理终端以及计量终端和采集器之间业务数据交互，完成数据采集、校时、节点(指计量终端和采集器)注册、事件上报、升级等业务任务。
85.在一些实施例中，网络层向上负责通信网络的组网和维护，对应用层报文进行汇聚和分发，向下负责路由管理，根据网络运行状态和网络管理策略择优通过载波或蓝牙mac层进行数据交换，计算和选择最佳路由，实现路由动态管理(即，采集用载波通信还是采用蓝牙通信)。
86.在一些实施例中，mac层采用冲突避免的载波侦听多址接入和时分多址接入控制机制与物理层进行数据交换，分为载波mac层和蓝牙mac层。
87.在一些实施例中，phy-载波端口主要实现宽带载波信号的调制并耦合到电力线媒介上，接收电力线媒介的宽带载波信号，解调为数据报文并交予mac子层处理。
88.在一些实施例中，phy-蓝牙端口可以定义蓝牙工作频率、输出功率限制、调制方式、信道编码和信道切换方法等，完成蓝牙对点连接传输和蓝牙网络的覆盖。
89.在一些实施例中，底层硬件设备可以包括：蓝牙、载波、串口、gpio(general purpose input output，通用输入/输出口)及定时器。
90.可以理解的，通过上述的双模通信协议栈，将载波通信与蓝牙无线通信在网络层融合为一个通信通道，由此，可以在任意一个计量终端中进行切换使载波通信和无线通信，来传输用电信息和/或传感信息。
91.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。