用于集中器的通信装置的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种用于集中器的通信装置。

背景技术：

电力系统中存在多种业务终端，其中电能计量所采用的业务终端为集中器。电力营销部门利用集中器业务终端对电表的数据进行采集，然后通过远程通信模块将数据传输给业务主站系统。目前，电力公司对集中器传输数据的通信通道大多是租用运营商的无线网络，也有部分采用电力公司内部的无线专网。在集中器内部集成远程通信模块，该远程通信模块通过运营商提供的网络或电力公司内部的无线专网进行远程数据传输。

然而，集中器现在采用的通信模块只能适应单一运营商提供的通信网络，当改变运营商时，需要花费大量的人力物力更换SIM卡，或者更换通信模块，导致通信效率较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对通信效率较低的问题，提供一种用于集中器的通信装置。

一种用于集中器的通信装置，包括：

处理电路，多通道通信装置，多个SIM卡接口和天线；

所述多通道通信装置的通道数大于或等于SIM卡接口的个数，各个SIM卡接口分别连接所述多通道通信装置的一个通道，所述多个SIM卡接口用于插入SIM卡，所述多通道通信装置的使能输入端与所述处理电路的输出端相连接，所述处理电路的输入端与集中器相连接，所述多通道通信装置的输入输出端通过所述天线与通信基站相连接；

工作时，所述处理电路控制所述多通道通信装置选择一个目标SIM卡接口，将集中器发送的数据转发给所述目标SIM卡接口对应的目标SIM卡，通过所述天线将所述目标SIM卡的身份数据发送至所述通信基站，接收所述通信基站返回的通信数据，并将所述通信数据转发至所述集中器；

所述处理电路还定时查询所述目标SIM卡的通信质量，当所述通信质量降低到预设值之后，所述处理电路控制所述多通道通信装置切换目标SIM卡接口。

上述用于集中器的通信装置，采用多个SIM卡接口，每个SIM卡接口可插入一张SIM卡，通过多通道通信装置选择其中一张SIM卡进行通信，将选择的目标SIM卡的身份信息通过天线发射到通信基站，将通信基站发送的信号转发至集中器，并当所述通信质量降低到预设值之后，所述CPU控制所述多通道通信装置切换目标SIM卡接口，能够适应多个运营商提供的通信网络，在改变运营商时，无需花费大量的人力物力更换SIM卡，或者更换通信模块，导致通信效率较高。

附图说明

图1为一个实施例的通信模块接口定义俯视图；

图2为一个实施例的集中器与无线通信模块连接示意图；

图3为一个实施例的集中器与业务主站通信数据流向示意图；

图4为一个实施例的用于集中器的通信装置的结构示意图；

图5为一个实施例的用于集中器的通信装置的工作流程图；

图6为一个实施例的集中器与业务主站通信数据流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行说明。

目前，集中器的网络传输通过内部集成的嵌入式网络通信装置进行数据传输。集中器与嵌入式通信模块的接口定义如图1和表1所示，其连接示意如图2所示。集中器与业务主站的通信数据流程如图3所示。嵌入式通信模块的电源由集中器提供，它与集中器的交互通过TTL(Time To Live)串行接口完成，交互方式为AT(Attention)指令，通信模块负责处理通信过程的逻辑，通信的初始化命令由集中器发起，具体通信过程由通信模块全部负责，然后将通信结果反馈给集中器。如图2所示，集中器可通过30针接口与所述用于集中器的通信装置进行通信。所述用于集中器的通信装置可通过天线进行空口通信。如图3所示，所述集中器可通过AT/PPP(Point to Point Protocol，点对点协议)与所述用于集中器的通信装置进行通信，所述用于集中器的通信装置可通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)与通信基站进行通信，所述通信基站可通过TCP/UDP协议与运营商提供的网络进行通信，运营商提供的网络可通过TCP/UDP协议与业务主站进行通信。

表1通信模块接口定义

如图4所示，本发明提供一种用于集中器的通信装置，可包括：

处理电路10，多通道通信装置20，多个SIM(Subscriber Identification Module客户识别模块)卡接口30和天线40；

所述多通道通信装置20的通道数大于或等于SIM卡接口30的个数，各个SIM卡接口30分别连接所述多通道通信装置20的一个通道，所述多个SIM卡接口30用于插入SIM卡，所述多通道通信装置20的使能输入端与所述处理电路10的输出端相连接，所述处理电路10的输入端与集中器相连接，所述多通道通信装置20的输入输出端通过所述天线40与通信基站相连接。

工作时，所述处理电路10控制所述多通道通信装置20选择一个目标SIM卡接口，将集中器发送的数据转发给所述目标SIM卡接口对应的目标SIM卡，通过所述天线40将所述目标SIM卡的身份数据发送至所述通信基站，接收所述通信基站返回的通信数据，并将所述通信数据转发至所述集中器；

所述处理电路10还定时查询所述目标SIM卡的通信质量，当所述通信质量降低到预设值之后，所述处理电路10控制所述多通道通信装置切换目标SIM卡接口。

所述用于集中器的通信装置的工作流程图如图5所示。

在一个实施例中，在控制所述多通道通信装置20选择一个目标SIM卡接口之前，所述处理电路10还用于执行初始化操作；其中，所述初始化操作包括获取网络侧接口模块的通信参数，以及获取集中器侧接口模块的物理工作模式和逻辑工作模式。所述通信参数包括接入点(即，通信基站)的APN(Access Point Name，接入点名称)、IP(Internet Protocol，互联网协议)地址、DNS(Domain Name Server，域名服务器)地址。所述物理工作模式包括所述处理电路与集中器之间的接口的通信波特率和校验方式，所述逻辑工作模式包括PPP模式或者AT模式。

为了避免切换目标SIM卡接口时的数据丢失，在切换目标SIM卡接口的过程中，所述处理电路10还用于对集中器发送的数据包进行缓存。

在一个实施例中，所述用于集中器的通信装置还可包括第一通信接口50，所述处理电路10通过所述第一通信接口50与所述集中器相连接。在另一个实施例中，所述用于集中器的通信装置还可包括第二通信接口60，所述多通道通信装置20通过所述第二通信接口60与所述天线40相连接。

在一个优选的实施例中，所述处理电路10可包括CPU(Central Control Unit，中央处理单元)101和旁路控制电路102；所述CPU101连接在所述集中器与所述多通道通信装置20之间，所述旁路控制电路102分别与所述集中器、所述CPU101和所述多通道通信装置20相连接。CPU101出现故障的时候，通过旁路控制电路102，可将多通道通信装置20的控制权交给集中器进行控制，从而确保通信单元在最坏情况下满足业务通信的需求。

为了在系统死机时，在不断电的情况下重启系统，所述处理电路10还可以包括与所述CPU101相连接的复位装置103，所述复位装置103可以包括看门狗芯片。所述复位装置103可以接收用户发送的复位指令，并将对应的复位信号转发至所述CPU101，所述CPU101控制所述多通道通信装置20选择预设的默认SIM卡。

在一个实施例中，所述处理电路10还可以包括连接在所述处理电路10与所述第一通信接口50之间的第一过压保护装置104。在另一个实施例中，所述处理电路10还可以包括多个第二过压保护装置105；所述多个第二过压保护装置105的一端分别与所述多个SIM卡接口中的一者相连接，所述多个第二过压保护装置105的另一端与所述多通道通信装置20相连接。所述第一过压保护装置104将所述集中器发送的信号进行衰减后发送至所述CPU101。所述多个第二接口保护装置分别将对应的SIM卡发送的信号进行衰减后发送至所述CPU101。所述第一过压保护装置104和第二过压保护装置105可以防止外界输入CPU101的电压过大而烧毁CPU101。

在一个实施例中，所述处理电路10还可包括连接在所述处理电路10与所述第一接口保护装置之间的第一电平匹配装置106；以及连接在所述处理电路10与所述多通道通信装置20之间的第二电平匹配装置107。所述第二电平匹配装置107的数量与所述SIM卡接口30的数量相匹配。所述第一电平匹配装置106对所述集中器发送的信号进行电压转换后发送至所述CPU101。所述第二电平匹配装置107对所述天线40或目标SIM卡发送的信号进行电压转换后发送至所述CPU101。在实际应用中，CPU101可识别的电压可能是U1，但外界输入的电压可能是U2，因此，为了使CPU101能够正常识别外界输入的电压，需要通过第一电平匹配装置106和第二电平匹配装置107将外界输入的电压转换为CPU101可识别的电压，从而保证CPU101正常工作。

为了使所述用于集中器的通信装置正常工作，所述用于集中器的通信装置还可以包括电源接口70；所述处理电路10通过所述电源接口70与外接电源相连接。所述电源接口70可通过DC-DC变换器与电源模块连接，所述DC-DC变换器可用于将电源模块输出的电压转换为所述用于集中器的通信装置的工作电压。

在一个实施例中，所述用于集中器的通信装置还可包括连接在所述CPU101与所述多通道通信装置20之间的指示灯80；所述指示灯80对所述通信装置的工作状态进行指示。所述指示灯80的指示内容可包括电源状态、联网状态和/或数据传输状态等。

在一个实施例中，所述处理电路10还可包括与所述CPU101相连接的时钟电路108。

图6为一个实施例的集中器与业务主站通信数据流程示意图。如图5所示，本发明的用于集中器的通信装置可通过AT/PPP协议与集中器进行通信，并通过TCP/UDP协议与多个运营商的通信基站进行通信，还可通过TCP/UDP协议与电力专网基站进行通信。各个运营商的通信基站可通过TCP/UDP协议与对应运营商的核心网进行通信，电力专网基站可通过TCP/UDP协议与电力专网核心网进行通信，营商的核心网或电力专网核心网可通过TCP/UDP协议与业务主站进行通信。

本发明提出的用于集中器的通信装置，让集中器能够同时适应多个运营商的网络制式，以及电力公司的专网制式，该装置电力公司能够自主选择多通道的工作方式，从而提高电力业务传输的可靠性，提高电力业务部署的灵活性。

本发明具有以下优点：

(1)本发明的用于集中器的通信装置工作在多通道模式下，具备多个SIM卡接口，能够同时工作在多个不同运营商的网络制式之下；也可选择性的工作在电力专网通信模式之下。

(2)有多个SIM卡接口，可同时接多张不同运营商的SIM卡，并且可以同时进行数据通信；该SIM卡可以通过底座方式插入SIM卡，也可以采用芯片卡的方式焊接于电路板上；还可以集成到无线通信模块内部，以虚拟SIM卡的形式存在。

(3)旁路控制单元：当该单元开始工作于旁路模式时，可以通过该控制单元旁路CPU，使得集中器直接控制无线通信模块，CPU不再参与集中器与无线通信模块的交互过程。

(4)集中器与业务主站的通信过程中，通道不再局限于一个，而是有多个通道可供选择与控制。

(5)各个SIM卡在设计时采用互盲方式，各个SIM卡均可以兼容现在所有的标准SIM卡制式，通信模块的设计也采用同样的方式，采用兼容全网制式的方式。

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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。