一种基于LoRa通讯的电磁线圈保护器设备的制作方法

本实用新型是一种基于lora通讯的电磁线圈保护器设备，将先进的lora通讯技术融合进电磁线圈保护器设备使该设备具有领先的通讯服务机制。

背景技术：

lora技术是一种基于扩频调制技术的无线通讯技术，具有传输距离远、发射功耗低、抗干扰性强等特点，环境监测、工业控制等领域已在逐步推广应用。lorawan是为lora远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。lora通信系统通常包含终端、基站、网络服务器、应用服务器这四个部分。基站和终端之间采用星型网络拓扑，由于lora的长距离特性，它们之间得以使用单跳传输。终端节点可以同时发给多个基站，基站则对网络服务器和终端之间的lorawan协议数据做转发处理，将lorawan数据分别承载在了lora射频传输和tcp/ip上。

在高压电器领域，电磁线圈应用在高压断路器的分、合闸回路中，高压断路器发生拒分、拒合故障时，多数电磁线圈不能限时断电而烧损，因此电磁线圈的安全运行，一直倍受人们关注。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，在正常运行时，断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流；在电力系统发生短路故障时则能可靠切短路电流，防止事故扩大，保证电力系统安全运行，因此断路器的操控是电力系统最重要的控制操作。

将两者有效的结合，能快速有效的对断路器进行数据监测和操控。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种基于lora通讯的电磁线圈保护器设备。通过该保护设备，用户无需关心lora/lorawan无线网络的具体构建过程，只需调用lora自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大缩短了用户产品开发时间和验证周期，提高用户的体验。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了

一种基于lora通讯的电磁线圈保护器设备，包括主机，与主机连接的lora集中控制器，lora集中控制器连接若干个lora终端模块；lora终端模块连接电磁线圈保护设备；

所述lora集中控制器包括lora网关模块、lora网络管理服务器模块、数据应用服务器模块和人机交互接口；

所述电磁线圈保护器设备包括电源和与电源分别连接的直流电磁线圈、吸收反向电动势电路、延时控制电路、消弧电路、抗干扰限幅电路和通讯电路。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案。

优选的，所述lora终端模块包括单片机、射频芯片和扩展接口；射频芯片与单片机连接，lora模块与lora模块之间通过射频芯片组网，lora模块与网关节点通过射频芯片组网。

优选的，所述lora网关模块与lora终端模块采用星型网络结构无线连接，从lora终端模块接收电流互感器过电压保护设备的数据。

优选的，所述电磁线圈保护器设备包括主控电路、通讯电路和连接电源的直流电磁线圈；

所述主控电路包括开关电源、延时电路、抗干扰限幅电路、吸收反向电动势电路和消弧电路；所述直流电磁线圈连接直流电源负极端，直流电磁线圈输出端与直流电源正极端并联连接抗干扰限幅电路、吸收反向电动势电路和消弧电路；

开关电源输出端串联连接延时电路和通讯电路，开关电源输出端并联连接抗干扰限幅电路、消弧电路和吸收反向电动势电路。

优选的，所述人机交互接口为rs485或rs232。

优选的，电磁线圈保护器设备通过扩展接口和lora终端模块相连。

本实用新型是专为智能化电网需求而创新设计的一种安全、有效、快速的自组网通讯的电磁线圈保护设备，通过该自组网通讯保护设备，用户可以快速建立lora/lorawan无线网络，只需调用lora自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，大大增加了保护范围，用户只需要在后台服务器上实时监测电磁线圈保护器设备的相关数据。

附图说明

图1是本实用新型基于lora通讯的电磁线圈保护器设备系统框图；

图2是lora终端模块结构框图；

图3是电磁线圈保护设备的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种基于lora通讯的电磁线圈保护器设备，包括主机，与主机连接的lora集中控制器，lora集中控制器连接若干个lora终端模块；lora终端模块连接电磁线圈保护设备。lora集中控制器包括lora网关模块，lora网络管理服务器模块，数据应用服务器模块和人机交互接口。

lora网关模块与lora终端模块采用星型网络结构无线连接，从lora终端模块接收用户数据；lora网络管理服务器模块提供ui界面，对网关模块进行配置，以及对所述lora终端模块进行连接性管理、鉴权管理、分组管理；数据应用服务器模块对主机提供数据推送服务和消息订阅发布服务，用户可以通过标准httppost和mqtt网络协议获取用户数据，发送用户控制信令；人机交互接口为rs485或rs232。

如图2所示，lora终端模块包括mcu、射频芯片和扩展接口。lora终端模块包括mcu、射频芯片和扩展接口。射频芯片与mcu连接，lora模块与lora模块之间通过射频芯片组网，lora模块与网关节点通过射频芯片组网；扩展接口为rs485或rs232。lora网关模块与lora终端模块采用星型网络结构无线连接，从lora终端模块接收电流互感器过电压保护设备的数据。

如图3所示，电磁线圈保护器设备，包括电源，和分别与电源连接的直流电磁线圈、吸收反向电动势电路、延时控制电路、消弧电路、抗干扰限幅电路和通讯电路。电磁线圈保护器设备包括主控电路、通讯电路和连接电源的直流电磁线圈；主控电路包括开关电源、延时电路、抗干扰限幅电路、吸收反向电动势电路和消弧电路；电磁线圈保护器设备的直流电磁线圈连接直流电源负极端，直流电磁线圈输出端与直流电源正极端并联连接抗干扰限幅电路、吸收反向电动势电路和消弧电路；开关电源输出端串联连接延时电路和通讯电路，并联连接抗干扰限幅电路、消弧电路、吸收反向电动势电路。直流电源正极端连接常性开关k和辅助开关触点pk等接到保护器端子①，吸收反向电动势电路上连接常性延时触点p1、保护器端子④再经直流电磁线圈回到直流电源负端，消弧电路连接保护端子③，抗干扰限幅电路和通讯电路和吸收反向电动势电路连接保护端子②。

电磁线圈保护设备通过扩展接口和lora终端设备相连，实现电力系统断路器相关数据的实时监测和无线传输。

进一步地，lora网络管理服务器模块具体如何进行连接性管理、鉴权管理、分组管理、完整性检验、网关配置，可以采用通信领域中通用的方法进行，例如，通过密码比对进行鉴权，根据鉴权是否通过来决定是否允许终端节点进行连接，通过终端节点的位置或应用特性对终端节点进行分组管理，通过发送报文的crc校验进行完整性检验等，

进一步地，lora终端模块用于电磁线圈保护设备的连接，向电磁线圈保护设备提供lora无线网络的接入能力。lora模块与网关节点通过射频芯片组网，网关节点获取主机上的无线数据命令，通过lora模块组成的lora无线网下发给电磁线圈保护设备，电磁线圈保护设备通过lora无线传感网返回数据给网关节点，网关节点通过lora网络管理服务模块和用户数据应用服务器模块把数据传输到主机，lora节点模块在自组网中作为数传模块，负责将电磁线圈保护设备的实时采集数据换成无线数据进行收发，省却了用户布线的困扰。

电磁线圈保护设备的具体实施过程如下：

直流电磁线圈通电工作，直流电源正端经常性开关k和辅助开关触点pk等接到保护器端子①，开关电源立即工作；同时电源又经常性延时触点p1、保护器端子④及经直流电磁线圈回到直流电源负端，直流电磁线圈启动工作(例如完成分闸操作)。

所述电磁线圈保护设备,吸收反向电动势”电路，当辅助开关触点断开电源时，保护器内部“吸收反向电动势”电路工作，吸收触点断开电源时产生的反向电动势，延长了直流电磁线圈的使用寿命。

延时控制电路，当直流电磁线圈控制器电路有故障不能即时断开电磁线圈电路时，线圈保护器内部的“延时控制电路”在2秒左右强行断开直流电磁线圈电路，从而确保直流电磁线圈不会烧坏。消弧电路目的是为了削弱辅助开关触头断电拉弧，可将保护器内部“消弧电路”从保护器端子③号，连接到通断的“触点”前，就可消除通断形成的电弧。

抗干扰限幅电路可以削弱串入保护器的强干扰电压幅值。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，本领域的技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。