基于LoRa无线通信技术的电能计量终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，包括连接外部电能表的下行通信接口以及连接下行通信接口的主控电路，其中，主控电路包括：连接下行通信接口、将下行通信接口接收到的电能表数据转发给处理器模块进行处理的下行通信模块，连接下行通信模块、将电能表数据发送给密码模块的处理器模块，连接处理器模块、在主站通过身份认证时对接收到的电能数据进行数据加密的密码模块，以及连接处理器模块、将加密后的电能数据传输给主站的无线扩频通信模块。本实用新型使用无线扩频通信模块进行上行数据传输，兼顾了长传输距离和低功率，增强了数据传输的安全性，降低了通信功耗，组网简单。
【专利说明】
基于LoRa无线通信技术的电能计量终端
技术领域
[0001]本实用新型涉及电能计量技术领域，特别是涉及一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端。
【背景技术】
[0002]目前，智能电网终端与智能电网主站之间大多通过网络运营商的GPRS(GeneralPacket Rad1 Service)/CDMA(Code Divis1n Multiple Access)等网络进行通信，而在应用过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统通信网络在较长的传输距离和较低的功耗两者之间无法同时兼顾，此外GPRS、CDMA在信息安全方面存在较大风险，因此目前的通信网络难以满足当前智能电网的实际数据传输需求。
【实用新型内容】
[0003]基于此，有必要针对传统通信网络信息安全性差且无法兼顾长距离传输和低功耗的问题，提供一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型技术方案的实施例为:
[0005]提供了一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，包括连接外部电能表的下行通信接口以及连接下行通信接口的主控电路，其中，主控电路包括:
[0006]连接下行通信接口、将下行通信接口接收到的电能表数据转发给处理器模块进行处理的下行通信模块，连接下行通信模块、将电能表数据发送给密码模块的处理器模块，连接处理器模块、在主站通过身份认证时对接收到的电能数据进行数据加密的密码模块，以及连接处理器模块、将加密后的电能数据传输给主站的无线扩频通信模块。
[0007]上述技术方案具有如下有益效果:
[0008]本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，通过使用无线扩频通信模块，使本实用新型可以通过无线扩频通信模块的广域网进行数据传输;相比传统电能计量装置，本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端穿墙能力强、传输距离远、安全性高、功耗低、组网简单，保证了网络层、应用层的信息传输安全性。本实用新型使用无线扩频通信模块进行上行数据传输，兼顾了长传输距离和低功率，增强了数据传输的安全性，降低了通信功耗，组网简单。
【附图说明】
[0009]通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0010]图1为本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1中主控电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0013]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0014]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0015]本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1:
[0016]为了解决传统通信网络信息安全性差且无法兼顾长距离传输和低功耗的问题，本实用新型提供了一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1，图1为本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1的结构示意图；图2为本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1中主控电路的结构示意图；如图1所示，可以包括连接外部电能表的下行通信接口以及连接下行通信接口的主控电路，其中如图2所示，主控电路可以包括:
[0017]连接下行通信接口、将下行通信接口接收到的电能表数据转发给处理器模块进行处理的下行通信模块，连接下行通信模块、将电能表数据发送给密码模块的处理器模块，连接处理器模块、在主站通过身份认证时对接收到的电能数据进行数据加密的密码模块，以及连接处理器模块、将加密后的电能数据传输给主站的无线扩频通信模块。
[0018]具体而言，下行通信模块接收通过下行通信接口传输过来的电能表数据，并将数据转发给处理器模块处理;密码模块存储密钥，对数据进行加解密，进行签名验签等;无线扩频通信模块在处理器模块的控制下，将数据向主站传输。
[0019]在一个具体的实施例中，无线扩频通信模块为LoRa无线通信模块。
[0020]具体而言，LoRaaongRange，远程)融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，最大程度地实现更长距离的通信与更低的功耗。LoRa使用多层加密的方式，能够保证网络层、应用层的信息传输安全性。
[0021]本实用新型使用LoRa扩频调制技术进行上行数据传输，兼顾了长传输距离和低功率，增强了数据传输的安全性，降低了通信功耗，组网简单。
[0022]在一个具体的实施例中，主控电路还包括与处理器模块相连接、并根据处理器模块的控制指令进行终端重启的电源模块。
[0023]具体而言，电源模块向其他模块供电，并接受处理器模块控制，实现重启等功能。
[0024]在一个具体的实施例中，基于LoRa无线通信技术的电能计量终端还包括外壳，以及嵌于外壳外表面的电源接口 ；电源接口与电源模块相连接;主控电路位于外壳形成的腔体内。
[0025]具体而言，电源接口可用于向终端设备供电。电源模块与电源接口连接，为设备提供稳定电源。
[0026]在一个具体的实施例中，主控电路还包括分别与处理器模块相连接的显示设备驱动模块、输入设备驱动模块和读卡模块。
[0027]在一个具体的实施例中，基于LoRa无线通信技术的电能计量终端还包括外壳，以及分别嵌于外壳外表面的显示设备、输入设备和刷卡模块;读卡模块与刷卡模块相连接，显示设备与显示设备驱动模块相连接，输入设备与输入设备驱动模块相连接;主控电路位于外壳形成的腔体内。
[0028]具体而言，本实用新型可以包括外壳、液晶屏、键盘、电源接口、刷卡模块、下行通信接口和主控电路。液晶屏(显示设备)、键盘(输入设备)、电源接口、刷卡模块和下行通信接口均安装在外壳表面。
[0029]液晶屏(显示设备)用于用户与终端交互，显示相关信息；键盘(输入设备)用于用户与终端交互，对终端进行设置和查询;刷卡模块用于用户与终端安全交互，对终端进行授权等操作；
[0030]在一个具体的实施例中，下行通信接口为RS232、RS485、电力线载波或微功率无线。
[0031]在一个具体的实施例中，下行通信模块为RS232、RS485、电力线载波或微功率无线。
[0032]具体而言，下行通信接口用于终端与电能表交互，包括RS232/RS485、电力线载波、微功率无线等通信方式。
[0033]在一个具体的示例中，本实用新型可以是一种基于LoRa无线通信技术的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，包括外壳、液晶屏、键盘、电源接口、刷卡模块和下行通信接口及主控电路，其中液晶屏、键盘、电源接口、刷卡模块和下行通信接口嵌于外壳表面，主控电路位于外壳内部。位于外壳内部的主控电路包括处理器模块、电源模块、液晶驱动模块、密码模块、LoRa通信模块、键盘驱动模块、下行通信模块、卡片读卡模块，其中处理器模块与主控电路中的其他模块双向连接。电源模块与电源接口连接，为设备提供稳定电源;液晶屏与液晶驱动连接，为设备提供内容显示;键盘与键盘驱动模块连接，提供交互功能；刷卡模块与卡片读卡模块相连，提供交互功能。
[0034]本实用新型在现有广泛应用的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端基础上，通过使用LoRa无线扩频通信技术，使终端可以通过LoRa广域网进行数据传输，相比传统无线通信技术，LoRa技术穿墙能力强、传输距离远、安全性高、功耗低、组网简单。
[0035]图2为本实用新型基于LoRa无线通信技术的电能计量终端实施例1中主控电路的结构示意图；
[0036]如图2所示，主控电路由处理器模块、电源模块、液晶驱动模块、密码模块、LoRa通信模块、键盘驱动模块、下行通信模块、卡片读卡模块组成。其中，处理器模块是核心，与其他模块双向连接，对其他模块的数据进行处理和交互;液晶屏与液晶驱动模块连接，键盘与键盘驱动模块连接，刷卡模块与卡片读卡模块连接，电源接口与电源模块连接，下行通信接口与下行通信模块连接。
[0037]液晶屏用于用户与终端交互，显示相关信息;键盘用于用户与终端交互，对终端进行设置和查询;刷卡模块用于用户与终端安全交互，对终端进行授权等操作;下行通信接口用于终端与电能表交互，包括RS232/RS485、电力线载波、微功率无线等通信方式;电源接口用于向终端设备供电。电源模块向其他模块供电，并接受处理器模块控制，实现重启等功能；下行通信模块接收通过下行通信接口传输过来的电能表数据，并将数据转发给处理器模块处理;密码模块存储密钥，对数据进行加解密，进行签名验签等;LoRa通信模块在处理器模块的控制下，将数据向主站传输。
[0038]本实用新型的工作原理:终端使用下行通信接口及下行通信模块接收来自电能表的数据;使用密码模块和LoRa通信模块与主站进行身份认证;通过身份认证后，使用密码模块对接收到的电能表数据进行加密，使用LoRa通信模块将加密后的数据传输到主站。液晶屏、键盘和刷卡模块用于终端与用户的交互，键盘用于用户操作，液晶屏显示用户操作内容，刷卡模块进行用户授权，用户持有授权卡进行刷卡，授权通过后，用户可进行关键操作。
[0039]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0040]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，包括连接外部电能表的下行通信接口以及连接所述下行通信接口的主控电路，所述主控电路包括: 连接所述下行通信接口、将所述下行通信接口接收到的电能表数据转发给处理器模块进行处理的下行通信模块，连接所述下行通信模块、将所述电能表数据发送给密码模块的所述处理器模块，连接所述处理器模块、在主站通过身份认证时对接收到的所述电能数据进行数据加密的所述密码模块，以及连接所述处理器模块、将加密后的所述电能数据传输给所述主站的无线扩频通信模块。2.根据权利要求1所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述无线扩频通信模块为LoRa无线通信模块。3.根据权利要求1所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述主控电路还包括与所述处理器模块相连接、并根据所述处理器模块的控制指令进行终端重启的电源模块。4.根据权利要求3所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述基于LoRa无线通信技术的电能计量终端还包括外壳，以及嵌于所述外壳外表面的电源接口；所述电源接口与所述电源模块相连接;所述主控电路位于所述外壳形成的腔体内。5.根据权利要求1所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述主控电路还包括分别与所述处理器模块相连接的显示设备驱动模块、输入设备驱动模块和读卡模块。6.根据权利要求5所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述基于LoRa无线通信技术的电能计量终端还包括外壳，以及分别嵌于所述外壳外表面的显示设备、输入设备和刷卡模块;所述读卡模块与所述刷卡模块相连接，所述显示设备与所述显示设备驱动模块相连接，所述输入设备与所述输入设备驱动模块相连接;所述主控电路位于所述外壳形成的腔体内。7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述下行通信接口为RS232、RS485、电力线载波或微功率无线。8.根据权利要求1至6任意一项所述的基于LoRa无线通信技术的电能计量终端，其特征在于，所述下行通信模块为RS232、RS485、电力线载波或微功率无线。
【文档编号】G01R11/02GK205692372SQ201620675564
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月27日 公开号201620675564.X, CN 201620675564, CN 205692372 U, CN 205692372U, CN-U-205692372, CN201620675564, CN201620675564.X, CN205692372 U, CN205692372U
【发明人】杨祎巍, 肖勇, 林伟斌, 张乐平
【申请人】中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 南方电网科学研究院有限责任公司