CN110610603A - 一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，它包括：核心处理器，核心处理器分别与双LoRa射频模块、RS232通信模块、485通信模块、串口通信模块和状态显示模块连接；解决了现有技术的集中器抄表存在（1）施工成本高，布线麻烦；（2）后期维护难，不容易判断故障位置与故障原因；（3）其接线端接线时不够稳定，并且在使用时接线过中会造成导线大量磨损；（4）对于4G网络较差的小区等，无法有效地将数据上传等问题。
Description
技术领域
本发明属于LoRa通信技术，尤其涉及一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组。
背景技术
目前的集中器采集数据技术，主要通过以下几种形式，其中一种为集中器电力线与电能表相连接，使用载波抄表，集中器通过GPRS/4G网络将数据发送至主站服务器。另一种为集中器485总线与电能表相连接，使用485通道抄表，集中器通过GPRS/4G网络将数据发送至主站服务器。上述的两种方法成熟且应用多年，但也存在较大的问题：（1）施工成本高，布线麻烦；（2）后期维护难，不容易判断故障位置与故障原因；（3）其接线端接线时不够稳定，并且在使用时接线过中会造成导线大量磨损；（4）对于4G网络较差的小区等，无法有效地将数据上传。
发明内容：
本发明要解决的技术问题：提供一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，以解决现有技术的集中器抄表存在（1）施工成本高，布线麻烦；（2）后期维护难，不容易判断故障位置与故障原因；（3）其接线端接线时不够稳定，并且在使用时接线过中会造成导线大量磨损；（4）对于4G网络较差的小区等，无法有效地将数据上传等问题。
本发明技术方案：
一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，它包括：核心处理器，核心处理器分别与双LoRa射频模块、RS232通信模块、485通信模块、串口通信模块和状态显示模块连接。
所述核心处理器集成符合南方电网《计量自动化终端上行通信规约-2013》与《DL/T645-2007 多功能电能表通信协议》通信协议软件。
所述双LoRa射频模块是以SX1301芯片为核心的无线通信模组，实现数据交互。
所述RS232通信模块为核心处理器通过UART与SP3232组成的双向通信的数据接口。
所述RS485通信模块是以核心处理器通过UART与MAX487组成的双向通信的数据接口。
所述LoRa射频模块与核心处理器通过UART组成的双向通信。
所述RS485通信模组与集中器485-1接口通信。
所述RS232通信模组与集中器232接口通信。
所述双LoRa模块的两个LoRa分别与网关LoRa模块、电能表LoRa模块通信，所述双LoRa模块的两个LoRa工作于不同频道。
本发明的有益效果：
本发明基于LoRa基于线性扩频调制技术，具有前向纠错（FEC）能力，在安全方面采用AES128加密，具有较高的安全性，其实现远距离低功耗方面有着明显的优势；对于LoRa集中器通信模组，由于采用星型的网络架构与扩频技术，可以实现无线信号的超大范围覆盖，安装与维护均非常方便简单，通过LoRa模块在使用时将数据集中采集方便其进行抄表，并通过与网关的数据交互，将实时数据发送到主站服务器。
本发明通过设置采用自适应LoRa信道方式，有效的提高了抗干扰能力与传输距离，采用双LoRa模式、提高传输效率的同时做到各司其职，具有非常高的利用效率，可以有效解决集中器网络差与电能表抄表维护等问题，本发明模组使得的在使用时方便安装避免导线的磨损同时，在接线时不需要关闭其他电路。
解决了现有技术的集中器抄表存在（1）施工成本高，布线麻烦；（2）后期维护难，不容易判断故障位置与故障原因；（3）其接线端接线时不够稳定，并且在使用时接线过中会造成导线大量磨损；（4）对于4G网络较差的小区等，无法有效地将数据上传等问题。
附图说明：
图1为本发明结构框架图。
具体实施方式：
一种基于LoRa技术的电表集中器通信模组，核心处理器、双LoRa射频模块、RS232通信模块、485通信模块、串口通信模块、状态显示模块、电源模块，所述核心处理器集成符合南方电网《计量自动化终端上行通信规约-2013》与《DL/T645-2007 多功能电能表通信协议》通信协议软件，所述双LoRa射频模块是以SX1301芯片为核心的无线通信模组，实现数据交互，所述RS232通信模块为核心处理器通过UART与SP3232组成的双向通信的数据接口，所述RS485通信模块是以核心处理器通过UART与MAX487组成的双向通信的数据接口，所述LoRa射频模块与核心处理器通过UART组成的双向通信，所述RS485通信模组与集中器485-1接口通信，所述RS232通信模组与集中器232接口通信，所述LED指示灯模块为状态显示。
优选的，所述双LoRa模块的两个LoRa分别与网关LoRa模块、电能表LoRa模块通信，所述双LoRa模块的两个LoRa工作于不同频道。
优选的，所述集中器LoRa模块与电能表LoRa模块组成的数据链路可替代485总线。
优选的，所述LED状态显示模块可以实时显示模组当前运行状态与数据交互信息。
其中，所述RS485通信模块是以核心处理器通过UART与MAX487组成的双向通信的数据接口，与集中器485-1接口通信；RS232通信模块为核心处理器通过UART与SP3232组成的双向通信的数据接口；LoRa模块基于SX1301芯片设计的射频模块，与核心处理器通过UART组成的双向通信，双LoRa模块的两个LoRa分别与网关LoRa模块、电能表LoRa模块通信，形成完整的数据链路，双LoRa模块的两个LoRa工作于不同频道，有效地提高抗干扰性能 ，LED状态显示模块可以实时显示模组当前运行状态与数据交互信息。
运行流程：模块开始工作，先读取通过RS232读取集中器相关信息，第一个LoRa与网关同步信道并与网关完成配对。第二个LoRa查询信道周边设备信道，形成信道互斥，并通知集中器旗下的所有电能表LoRa切换至该信道形成同一信道，即可实现主站、网关、集中器、电能表形成完整的数据交互，且两个LoRa模块独立工作。
Claims (9)
1.一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，它包括：核心处理器，其特征在于：核心处理器分别与双LoRa射频模块、RS232通信模块、485通信模块、串口通信模块和状态显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述核心处理器集成符合南方电网《计量自动化终端上行通信规约-2013》与《DL/T645-2007多功能电能表通信协议》通信协议软件。
3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述双LoRa射频模块是以SX1301芯片为核心的无线通信模组，实现数据交互。
4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述RS232通信模块为核心处理器通过UART与SP3232组成的双向通信的数据接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述RS485通信模块是以核心处理器通过UART与MAX487组成的双向通信的数据接口。
6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述LoRa射频模块与核心处理器通过UART组成的双向通信。
7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述RS485通信模组与集中器485-1接口通信。
8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述RS232通信模组与集中器232接口通信。
9.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电能表集中器通信模组，其特征在于：所述双LoRa模块的两个LoRa分别与网关LoRa模块、电能表LoRa模块通信，所述双LoRa模块的两个LoRa工作于不同频道。
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