通信扩展装置的制作方法

本发明属于物联网通信技术领域，尤其涉及一种用于电能集抄系统的通信扩展装置。

背景技术：

随着通信技术的不断发展，居民电能集抄系统也先后采用了电力线窄带载波通信技术、微功率无线通信技术及电力线宽带载波通信技术等不同的通信技术。电力公司在同一变压器台区下新增电表用户时理所当然会首先选择更新、更先进的通信技术。但对于台区的原有电表用户来说，如果同步更换采用新的通信技术的通信设备，不仅会造成原有设备的浪费，也会造成电力公司重复投资，极大地增加了成本。而如果原有电表用户不更换采用新通信技术的通信设备，就会导致同一台区下同时存在采用不同通信技术的通信设备，这些通信设备由于采用了不同的通信技术，相互之间无法互联互通，各自均需要设置对应的集中器，而集中器的价格较为昂贵，台区内由于需要设置采用不同通信技术的集中器，这也无疑增加了电力公司的设备成本及运维成本。

此外，在工业控制领域、智能家电、路灯控制及智能楼宇领域等物联网应用场景中也存在同样的问题，不同的设备会根据各自的应用需求采用不同的通信技术，不同的通信技术具有各自的优缺点，例如，电力线窄带载波通信技术(如421khz、270khz方案)成本低，通信距离也较远，但存在数据通信速率低的不足；微功率无线通信技术相较电力线窄带载波通信技术，通信速率有所提高，但微功率无线通信在钢筋水泥结构的建筑物内或地下室等环境中使用时容易受障碍物的影响，通信质量不稳定；电力线宽带载波通信技术的数据通信速率最高，抗干扰能力强，但成本最贵，而且对地埋电缆穿透能力较差。因此在复杂的环境中往往需要多种通信技术并存才能满足各种应用需求。如何能低成本地实现应用环境中使用不同通信技术的通信设备间的互联互通也是物联网应用领域急需解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通信扩展装置，可以接入使用不同通信技术的路由模块，低成本地实现不同类型路由模块与集中器之间的组网通信。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

通信扩展装置，包括：第一路由模块，所述第一路由模块设置于集中器端，与集中器通信连接；通信转换器，所述通信转换器包括转换处理器、与所述转换处理器相连的至少两个分别采用不同通信技术的子路由模块、以及为所述转换处理器和子路由模块供电的电源模块，所述转换处理器与所述第一路由模块通信连接，每个所述子路由模块分别与采用相同通信技术的从节点通信连接。

进一步的，所述第一路由模块采用电力线宽带载波通信技术或电力线窄带载波通信技术或微功率无线通信技术与所述转换处理器点对点通信。

进一步的，所述转换处理器通过一通信单元与所述第一路由模块通信连接，所述通信单元集成于所述转换处理器中，或通过电路基板与所述转换处理器相连。

进一步的，所述转换处理器还包括rs-485通信接口。

进一步的，所述转换处理器设置于一电路基板上，所述电路基板上设置有插接所述子路由模块的连接器，所述转换处理器通过串口与所述子路由模块连接。

进一步的，所述子路由模块通过一种通信方式与从节点组网通信。

由以上技术方案可知，本发明的通信扩展装置，上行通道(第一路由模块)采用一种通信方式与集中器通信、进行数据交换，下行通道(通信转换器)采用多信道混合通信的方式与从节点通信，通信扩展装置上可插接不同厂家、不同通信技术的子路由模块，支持台区原有的多种组网通信方式，在不新增集中器的前提下，解决了原有多种通信设备之间的互联互通问题，从而实现原有集中器可以同时管理多个通信网络，减少了设备投入成本及运维成本，而且操作方便简单，改造成本较低，可以满足目前在居民电能集抄系统、工业控制领域、家用电器、路灯控制及智能楼宇领域的各种物联需求，具有很强实用价值和良好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例的结构框图；

图2为本发明实施例通信转换器的结构框图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的通信扩展装置包括第一路由模块a以及与第一路由模块a连接的通信转换器b。第一路由模块a设置于现场台区的集中器端，其与集中器通信连接，使得通信扩展装置可通过第一路由模块a接入现场台区的集中器。第一路由模块a负责与集中器进行数据交换、接收集中器的指令等。第一路由模块a可采用现有技术中符合国网标准或南网标准的路由模块，支持国网或南网相关的路由通信协议及形式规范，可以完成与台区集中器的各项交互。第一路由模块a下行与通信转换器b通信，将集中器的相关命令透传给通信转换器b。本实施例的第一路由模块a采用珠海中慧微电子有限公司的型号为wttl1326的宽带载波路由模块。

第一路由模块a可通过(宽带/窄带)载波通信或微功率无线通信或其他任意一种通信方式与通信转换器b进行点对点通信，从而将集中器的指令传输给通信转换器b。如图2所示，通信转换器b包括转换处理器、与转换处理器相连的至少两个分别采用不同的通信技术的子路由模块、以及为转换处理器和子路由模块供电的电源模块。本实施例在通信转换器b中设置了两个子路由模块：第一子路由模块b1和第二子路由模块b2，第一子路由模块b1采用江苏林洋能源股份有限公司的型号为jbd-zd-dr-01-plc138的窄带载波路由模块，可通过电力线窄带载波通信技术与从节点(电表)组网通信，第二子路由模块b2采用深圳友讯达科技股份有限公司的型号为jbd-sm-00-szyxd的窄带/无线双模路由模块，可通过窄带/无线双模通信技术与从节点组网通信。子路由模块各自采用不同的通信方式与采用对应通信技术的从节点组网通信。转换处理器用于实现第一路由模块a与子路由模块之间的通信，完成第一路由模块a与子路由模块之间的数据传递。转换处理器中包含有与第一路由模块使用相同通信技术的通信单元，例如，当第一路由模块为采用宽带载波通信技术的路由模块时，转换处理器中的通信单元也为采用宽带载波通信技术的通信芯片/通信电路，以便于通信转换器可通过转换处理器中的通信单元来与集中器进行组网，实现点对点双向通信，完成与集中器的上行和下行数据的交换。转换处理器的通信单元可以集成于转换处理器芯片电路中，也可以是一个独立的电路模块，通过插接的方式设置于电路基板上，与转换处理器相连。本实施例的转换处理器采用珠海中慧微电子有限公司型号为wtz12的电力宽带载波芯片。转换处理器设置于一电路基板上，电路基板上设置有用于插接第一子路由模块b1和第二子路由模块b2的连接器，转换处理器通过串口的形式与第一子路由模块b1和第二子路由模块b2相连。转换处理器通过同样设置于电路基板上的宽带载波通信单元与第一路由模块a交换数据，通过其上的两个串口分别与第一子路由模块b1和第二子路由模块b2交换数据。进一步的，转换处理器还可以包括rs-485通信接口，转换处理器通过同样设置于电路基板上的rs-485通信接口与上位机交换数据。通过rs-485通信接口便于现场维护人员连接上位机等设备，进行工程维护调试。本实施例的电源模块为ac-dc开关电源，其为转换处理器和子路由模块提供12v直流电源。

通信扩展装置的每个子路由模块分别与网络中采用相同通信技术的从节点通信连接，参照图1，第一子路由模块b1和从节点m1采用相同的通信技术，第一子路由模块b1与从节点m1组网通信，从节点m1再与其下一网络层级的从节点m2和m3组网通信；第二子路由模块b2与从节点n1采用相同的通信技术，第二子路由模块b2与从节点n1组网通信，从节点n1再与其下一网络层级的从节点n2和n3组网通信。

通信扩展装置通过第一路由模块a采用一种通信方式上行与集中器进行数据交换、接收集中器指令或向上传输数据，第一路由模块a将数据传输至通信转换器b，转换处理器b将集中器的指令分别通过两个串口透传到第一子路由模块b1和第二子路由模块b2，第一子路由模块b1和第二子路由模块b2根据具体指令要求，与各自的下属从节点m1、m2和m3以及n1、n2和n3交换数据，将指令发送给对应的从节点。反之亦然，通信转换器b将第一子路由模块b1和第二子路由模块b2各自的下属从节点m1、m2和m3以及n1、n2和n3的上传数据通过载波、无线及其他任意一种通信方式透传到第一路由模块a，再由第一路由模块a转发给集中器，并由集中器上传到远端服务器，由此达到一个集中器同时支持多种通信方式的路由模块，兼容现场并存的多种通信技术的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。