具有定位功能的远程通信模块及电力计量终端的制作方法

1.本实用新型属于电力技术领域，特别是涉及一种具有定位功能的远程通信模块及电力计量终端。


背景技术：

2.电力系统包含发电、输电、变电、配电、用电以及调度等多个环节。其中，用电环节包括通过电力计量终端实现的用电信息的采集和计量等，对于电网的健康运营具有重要意义。
3.在用电环节，不仅需要做好用电信息的采集和计量，还必须保证计量终端时刻处于正常的工作状态，确保计量的自动化及可靠性。目前，智能电网的快速发展要求对用电领域的所有计量终端能够进行可视化管理，实时监控用电环节的高值资产的工作状态，这就首先需要解决计量终端在哪里这一问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种具有定位功能的远程通信模块及电力计量终端，用以对电力计量终端进行定位，实现对用电领域的所有计量终端的可视化管理。
5.本实用新型的第一方面提供了一种具有定位功能的远程通信模块，包括主控单元以及分别与所述主控单元连接的通信单元和定位单元；其中：
6.所述定位单元，用于解析定位信号得到位置信息，并将所述位置信息发送至所述主控单元；
7.所述主控单元，用于将所述位置信息和电力计量数据发送至所述通信单元；
8.所述通信单元，用于向电力计量主站传输所述位置信息和所述电力计量数据。
9.可选地，所述定位单元为北斗定位单元。
10.可选地，所述电力计量终端还包括与所述通信单元连接的射频合路单元；
11.所述射频合路单元，用于对北斗射频信号和通信射频信号进行合路，合路后的信号通过电力计量终端的外部天线进行发射。
12.可选地，所述远程通信模块还包括与所述射频合路单元连接的抗阻塞电路单元；
13.所述抗阻塞电路单元，用于对通信发射信号进行抗阻塞处理。
14.可选地，所述远程通信模块还包括分别与所述定位单元和所述抗阻塞电路单元连接的匹配电路单元；
15.所述匹配电路单元，用于对所述定位单元和所述抗阻塞电路单元之间的射频阻抗进行匹配。
16.可选地，所述定位单元具体用于对北斗定位信号进行解析，得到所述电力计量终端的经纬度信息。
17.可选地，所述定位单元还用于对解析得到的多个经纬度信息求均值，以所述均值作为发送至所述主控单元的所述位置信息。
18.可选地，所述主控单元具体用于对所述位置信息和所述电力计量数据进行封装，将封装后得到的符合计量数据通信规约的数据发送至所述通信单元。
19.可选地，所述通信单元具体用于将符合计量数据通信规约的所述数据传输至所述电力计量主站。
20.本实用新型的第二方面提供了一种电力计量终端，具有如第一方面任一项所述的具有定位功能的远程通信模块。
21.本实用新型的第三方面提供了一种电力系统，包括电力计量主站以及与所述电力计量主站通信连接的多个电力计量终端，所述电力计量终端为第二方面所述的电力计量终端，所述电力计量终端具有如第一方面任一项所述的具有定位功能的远程通信模块。
22.与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：
23.本实用新型提供的具有定位功能的远程通信模块可以是在原有的远程通信模块上加装北斗定位单元等具有定位功能的单元构成的，其可以在不改变现有电力计量终端远程通信模块的外形尺寸及接口定义的基础上，实现电力计量终端的定位功能；从而实现对用电领域的所有计量终端的可视化管理，实时监控用电环节的高值资产工作状态，保证计量终端时刻处于正常的工作状态，确保计量的自动化及可靠性。其次，本实用新型提供的具有定位功能的远程通信模块可以对4g等通信信号和北斗信号等定位信号进行合路，由同一个射频接口输出，无需改变电力计量终端现有的远程通信模块的形态及安装方式；远程通信模块在传输定位数据时，可将其封装为电力计量“测量点”数据，使得远程通信模块和电力计量终端之间的通信规约可保持现有规约不变，扩展了电力计量终端与电力计量主站之间的通信规约，使得电力计量终端的定位数据可以通过电力计量通信规约被上传至电力计量主站。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
25.图1是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的示意图；
26.图2是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的内部逻辑功能示意图；
27.图3是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的定位流程示意图；
28.图4是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的定位数据传输流程示意图。
具体实施方式
29.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本实用新型。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
30.下面通过具体实施例来说明本实用新型的技术方案。
31.参照图1，示出了本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的示意图，包括：主控单元101，以及分别与主控单元101连接的通信单元102和定位单元103。该远程通信模块可以配置于电力计量终端中，用于对电力计量终端进行定位。其中：
32.定位单元103可以用于实现电力计量终端的定位功能。具体地，定位单元103可以解析定位信号得到位置信息，该位置信息即是电力计量终端所处的位置。定位单元103可以将位置信息发送至主控单元101进行处理。
33.在本实用新型中，定位单元103可以是北斗定位单元。北斗定位单元可以基于北斗卫星导航系统发射的卫星信号进行定位。
34.在具体实现中，定位单元103可以对接收到的北斗定位信号进行解析，得到电力计量终端的位置信息，该位置信息可以是电力计量终端当前的经纬度信息。
35.在本实用新型中，定位单元103在进行定位时，可以对解析得到的多个经纬度信息求均值。例如，定位单元103可以进行连续10次的定位，得到10个经纬度信息，通过取10次经纬度信息的均值，可以将该均值作为电力计量终端当前的位置信息，并发送至主控单元101。
36.主控单元101是远程通信模块的控制中心，可以实现与其他各个单元之间的交互通信控制。对于定位单元103发送的位置信息，主控单元101可以将该位置信息与采集到的电力计量数据一并发送至通信单元102，由通信单元102来上报至的电力计量主站。
37.在本实用新型中，主控单元101可以对接收到的位置信息和电力计量数据进行封装，封装后的数据可以是符合计量数据通信规约的数据。这样，通信单元102可以按照电力计量终端原有的通信规约来向电力计量主站传输数据。
38.通信单元102可以是一种移动通信单元。例如，通信单元102可以使用4g或5g等通信方式与电力计量主站进行通信，向电力计量主站传输电力计量终端的位置信息和电力计量数据，并从电力计量主站获取命令、终端配置参数等信息。
39.在本实用新型中，通信单元102从主控单元101接收到的位置信息和电力计量数据可以是封装后的符合计量数据通信规约的数据，即通信单元102接收到的数据可以是包含位置信息和电力计量数据的数据包，该数据包符合电力计量主站与电力计量终端之间原有的通信规约。
40.本实用新型通过在电力计量终端的远程通信模块中加装定位单元，可以在不改变现有远程通信模块及电力计量终端外形尺寸及接口定义的前提下，实现电力计量终端的定位功能。
41.如图1所示，远程通信模块还可以包括与通信单元102连接的射频合路单元104、与射频合路单元104连接的抗阻塞电路单元105，以及分别与定位单元103和抗阻塞电路单元105连接的匹配电路单元106。
42.其中，射频合路单元104可以用于对北斗射频信号和通信射频信号进行合路，合路后的信号可以通过电力计量终端的外部天线进行发射。
43.抗阻塞电路单元105可以对大功率的通信发射信号，例如4g发射信号进行抗阻塞处理，防止通信发射信号影响北斗定位信号的接收，提升北斗接收性能。
44.匹配电路单元106可以用于对定位单元103和抗阻塞电路单元104之间的射频阻抗
进行匹配，以获得良好的射频信号接收性能。
45.如图2所示，示出了本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的内部逻辑功能示意图，图2中所示的远程通信模块包括射频合路单元201、抗阻塞电路单元202、匹配电路单元203、定位单元204、通信单元205和主控单元206。图2所示的各个单元与图1中所示的各个单元可以是相同的单元。其中，定位单元204可以是北斗定位单元，通信单元205可以是4g通信单元。
46.在图2中，射频合路单元201、通信单元205和主控单元206构成远程通信模块的收发通信链路，用于实现电力计量数据的上报、电力计量终端位置信息的上报、接收来自电力计量主站的命令等功能；
47.定位单元204可以是北斗定位单元。因此，射频合路单元201、抗阻塞电路单元202、匹配电路单元203、定位单元204和主控单元206构成远程通信模块的北斗定位接收链路，用于接收来自于北斗卫星导航系统的信号，并对信号进行解析，获取定位数据。
48.其中，射频合路单元201可以用于北斗射频信号和4g射频信号的合路，合路后的信号可以通过电力计量终端的外部天线进行发射。
49.抗阻塞电路单元202可以用于对大功率4g发射信号进行抗阻塞，防止4g发射信号影响北斗接收链路，提升北斗接收性能。
50.匹配电路单元203可以用于抗阻塞电路单元202和定位单元204之间的射频阻抗匹配，以获得良好的射频信号接收性能。
51.定位单元204可以用于北斗信号解析，完成从北斗信号中获取信息，并解析成为用于定位的经纬度信息，并将经纬度信息发给主控单元206。
52.通信单元205可以用于电力计量终端的数据通信，包括将电力计量终端的电力计量数据上报至电力计量主站以及从电力计量主站获取命令、终端配置参数等。
53.主控单元206可以完成对整个远程通信模块的控制，包括与电力计量终端之间的交互通信控制，与电力计量主站之间的交互通信控制，远程通信模块本身的控制等。
54.下面，结合具体的图示，对本实用新型提供的具有定位功能的远程通信模块的定位流程以及定位数据传输流程进行介绍。
55.如图3所示，是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的定位流程示意图，具体可以包括如下步骤：
56.s301、远程通信模块上电。
57.在本实用新型中，远程通信模块在每次上电时，均需要进行图3所示的定位流程，由定位单元采集定位数据。该定位单元为北斗定位单元，定位数据为基于北斗卫星导航系统采集的定位数据，该定位数据也就是电力计量终端当前的位置信息。
58.s302、主控单元定时启动定位数据查询。
59.在本实用新型中，主控单元可以按照一定的时间间隔定时启动定位数据查询，从北斗定位单元获取定位数据。
60.s303、主控单元唤醒北斗定位单元，重置计数器i＝0。
61.在远程通信模块每次上电，以及上电后定时启动定位数据查询过程中，主控单元可以唤醒北斗定位单元，由北斗定位单元采集定位数据。本实用新型中的远程通信模块可以在需要进行定位时才启动北斗定位单元，这样，可以减少北斗定位单元一直上电带来的
电量消耗，节约电力计量终端的资源。
62.由于存在信号漂移等现象，如果仅以一次定位流程所获得的数据就作为电力计量终端的位置信息，可能出现定位不准确的情况。因此，本实用新型可以采用多次定位，基于多次定位获得的定位数据的均值，来确定电力计量终端的位置信息。
63.因此，主控单元在唤醒北斗定位单元时，可以重置计数器，即将计数器重置为i＝0，通过计数器来统计定位的次数。
64.s304、主控单元获取有效的经纬度信息。
65.在定位流程中，北斗定位单元采集得到的定位数据可以是当前的经纬度信息，主控单元可以从北斗定位单元获取该经纬度信息。
66.需要说明的是，主控单元在获取经纬度信息时，还可以判断该经纬度信息是否为有效数据。对于无效数据，主控单元可以直接舍弃；对于有效的经纬度信息，主控单元则可以执行s305，对该经纬度信息进行记录。
67.s305、主控单元使用定位数组记录经纬度信息，并更新计数器i＝i+1。
68.在本实用新型中，主控单元可以使用定位数组来记录获取到的经纬度信息。当主控单元记录一次有效的经纬度信息后，可以同步更新计数器。例如，当主控单元在本次定位流程中第一次从北斗定位单元获取到有效的经纬度信息时，可以将计数器的数值加1，即i＝i+1。
69.s306、判断计数器的数值是否超过预设次数。
70.在本实用新型中，预设次数可以根据实际需要确定。一般地，可以设置预设次数为10次，即完成一次定位流程，需要从北斗定位单元接收10次有效的经纬度信息。
71.主控单元在每次从北斗定位单元获取到一次有效的经纬度信息，并将该经纬度信息存储至定位数组、更新计数器后，可以判断计数器的数值是否超过预设次数。如果计数器的数值超过预设次数，主控单元可以执行s307；否则，主控单元可以继续从北斗定位单元获取下一次的经纬度信息。
72.s307、主控单元对定位数组作归一化处理，获取最终的定位数据并上报。
73.在本实用新型中，计数器的数值超过预设次数后，表示定位数组中已经记录有多个有效的经纬度信息。主控单元可以根据多个有效的经纬度信息获取最终的定位数据进行上报。
74.在具体实现中，主控单元可以计算定位数组中多个有效的经纬度信息的均值，以该均值作为最终的定位数据。例如，定位数组中记录有10次北斗定位单元采集到的有效的经纬度信息，主控单元可以取该10次经纬度信息的均值上报。此外，主控单元还可以取上述10次经纬度信息的方差，作为定位数据的定位误差。
75.在本实用新型中，主控单元在计算多个有效的经纬度信息的均值前，还可以对定位数组中记录的经纬度信息作归一化处理，以使后续用于计算最终的定位数据的各个经纬度信息符合相同的数据标准和尺度。
76.在对定位数据进行上报后，主控单元还可以将该定位数据存储在内存中。这样，就完成了一次完整的定位流程。
77.如图4所示，是本实用新型提供的一种具有定位功能的远程通信模块的定位数据传输流程示意图，具体可以包括如下步骤：
78.s401、远程通信模块上电，并获取定位数据。
79.远程通信模块上电并获取定位数据的过程，可以参见图3以及前述实施例中的介绍，本实施例对此不再赘述。
80.s402、主控单元将定位数据封装为电力计量“测量点”数据。
81.通常，定位数据与电力计量数据是不同类型的数据，其数据格式并不满足电力计量终端与电力计量主站之间的通信规约。电力计量终端无法按照现有的通信规约将定位数据传输至电力计量主站。
82.在本实用新型中，主控单元可以将定位数据封装为电力计量“测量点”数据。级，主控单元可以按照封装电力计量数据的格式对定位数据进行封装。
83.s403、电力计量主站获取电力计量数据。
84.电力计量主站可以按照现有的通信规约从电力计量终端获取电力计量数据，该电力计量数据中包括被封装为“测量点”数据的定位数据。
85.s404、电力计量主站判断是否为真正的测量点数据。
86.在本实用新型中，电力计量主站在接收到电力计量数据后，可以对其进行解封装，判断解封装得到的数据是否为真正的测量点数据。对于真正的测量点数据，电力计量主站可以执行s405，将其以计量数据格式存入主站数据库；对于并非真正的测量点数据，电力计量主站可以执行s406，判断该数据是否满足定位数据要求。
87.s405、电力计量主站以计量数据格式存入主站数据库。
88.s406、电力计量主站判断数据是否满足定位数据要求。
89.在本实用新型中，对于电力计量主站解封装得到的并不符合电力计量数据格式的数据，电力计量主站可以按照定位数据的解析方式对其进行解析，判断该数据是否为定位数据。若该数据为定位数据，电力计量主站可以执行s407，将该定位数据发送至电力地理信息系统(geographic information system，gis)；若该数据既不是电力计量数据，也不是定位数据，则电力计量主站可以舍弃该数据。
90.s407、电力计量主站将终端id及定位数据发送至电力地理信息系统。
91.在本实用新型中，电力地理系统系统可以用于对电力计量终端等电力设备进行可视化管理。电力计量主站在向电力地理信息系统发送定位数据时，需将该定位数据对应的终端id一并发送至电力地理信息系统。该终端id也就是采集得到该定位数据的电力计量终端的id。
92.s408、电力地理信息系统展示电力计量终端的位置信息。
93.本实用新型提供的具有定位功能的远程通信模块可以是在原有的远程通信模块上加装北斗定位单元等具有定位功能的单元构成的，其可以在不改变现有电力计量终端远程通信模块的外形尺寸及接口定义的基础上，实现电力计量终端的定位功能；从而实现对用电领域的所有计量终端的可视化管理，实时监控用电环节的高值资产工作状态，保证计量终端时刻处于正常的工作状态，确保计量的自动化及可靠性。
94.本实用新型还公开了一种电力计量终端，该电力计量终端可以具有如前述各个实施例所介绍的具有定位功能的远程通信模块。基于该远程通信模块，可以实现电力计量终端的定位功能。
95.本实用新型还公开了一种电力系统，包括电力计量主站以及与该电力计量主站通
信连接的多个电力计量终端，上述电力计量终端可以具有如前述各个实施例所介绍的具有定位功能的远程通信模块。
96.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。