CDMA 和 TD-LTE 以及FDD-LTE等无线通信协议之间的转换功能。
[0030](3)支持对业务的服务质量(QoS )分级管理功能，满足配电网的遥信，遥测和遥控的需要。
[0031](4)支持数据的融合功能，减少冗余并减少数据发送量。
【附图说明】
[0032]图1为本发明基于混合协议的智能配电网无线通信系统的系统结构示意图； 图2为图1所示配电网网管的结构原理图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[0034]实施例:
本发明智能配电网无线通信系统，其系统结构示意图如图1所示，分为有线网络和无线TD-TLE或FDD-LTE构建的延伸两个部分，其中有线网络部分是供电系统部门现有的和以后计划建设的光纤骨干网和由以太网实现的接入网。
[0035]智能配电网由终端节点(即配电所的远方终端单元FTU)、配电网网关(接入设备)、覆盖变电站的光纤/Internet有线网络、应用管理节点(供电系统配网自动化控制中心)等部分构成。
[0036]终端节点散布在指定的区域内，实时采集相关数据并把数据传送到配电网网关，反之网关也可以用同样的方式将信息发送给各节点。网关把数据进行汇聚处理后通过TD-LTE或FDD-LTE无线网络传送到固定节点(变电站)，再通过变电站直接通过光纤/Internet或其他通信系统传送到上层应用。在终端网节点损坏、失效等问题出现的情况下，系统能够及时自动报警，从而确保整个系统的通信正常。
[0037]该结构清晰地阐述了智能配电网无线通信系统研究的主要内容和组成的逻辑关系。智能配电网采用分层的通信系统架构，在不同的层次上支持不同的通信协议。
[0038]配电网网关具备如下几个功能。1、广泛的接入能力。目前用于近程通信的技术标准很多，各类技术主要针对某一应用展开，缺乏兼容性和体系规划，如Lonworks主要应用于楼宇自动化，RUBEE适用于恶劣环境。如何实现协议的兼容性、接口和体系规划，目前在国内外已经有多个组织在开展物联网网关的标准化工作，如3GPP、传感器工作组，以实现各种通信技术标准的互联互通。本项目采用应用面最广和技术最成熟的802.15和802.11协议相结合。2、协议转换能力。从不同的感知网络到接入网络的协议转换，将下层的标准格式的数据统一封装，保证不同的感知网络的协议能够变成统一的数据和信令；将上层下发的数据包解析成感知层协议可以识别的信令和控制指令。3、可管理能力。强大的管理能力，对于任何大型网络都是必不可少的。首先要对网关进行管理，如注册管理、状态监管等。网关实现子网内节点的管理，如获取节点的标识、状态、属性、能量等以及远程唤醒、控制、诊断、升级和维护等。由于子网的技术标准不同，协议的复杂性不同，所以网关具有的管理能力不同。本项目提出基于模块化网关方式来管理不同的感知网络、不同的应用，保证能够使用统一的管理接口技术对末梢网络节点进行统一管理。
[0039]本发明是一种面向智能电网应用的，实现在智能配电网上的基于TD-LTE或FDD-LTE互联组网的无线通信系统。主要包括:
一、硬件设备
1、通过研究结合传感器技术和嵌入式软硬件技术，并结合智能配电网中设备实际应用场景，设计终端节点和网关的硬件架构。研究包括硬件架构研究以及各个硬件组成模块的研究，包括处理器单元、存储单元、时钟单元、接口单元、总线的研究。同时，硬件部分也需要研究通信扩展的情况，必须支持外接的通信扩展模块，即各种网络的调制解调模块。
[0040]2、研究在恶劣环境下，终端节点和网关的硬件如何能稳定可靠的工作。由于电力网络的电磁环境比较恶劣，对无线传输具有很大的影响，因此在环境较复杂的地方的可靠工作要求，对硬件设计提出了更高的要求。
[0041]二、底层驱动平台
终端节点和网关的底层驱动平台与无线通信系统的性能有着密切的关系，研究和采用合适的操作系统构成稳定的通信系统。嵌入式系统在开发过程一般都采用〃宿主机/目标板"开发模式，即利用宿主机(PC机)上丰富的软硬件资源及良好的开发环境和调试工具来开发目标板上的软件，然后通过交叉编译环境生成目标代码和可执行文件，通过串口 /USB/以太网等方式下载到目标板上，利用交叉调试器在监控程序运行，实时分析，最后，将程序下载固化到目标机上，完成整个开发过程。
[0042]目前用于嵌入式设备的操作系统有很多种，研究重点关注于根据本项目中对于终端节点和网关通用性以及可编程扩展性的需求，选取稳定、可靠、高效、开放的操作系统。
三、相关应用软件开发
应用软件包括协议栈和应用程序。
协议栈部分重点研究用来构成网关的各种国际标准协议，包括802.11系列和802.15系列等规范了用于构成网络的物理层和MAC子层协议，包括Zigbee、TCP/IP等用于通信的网络层协议等。同时，根据OSI分层概念，研究和规范支持第三方开发的接口，用以支持网关的扩展应用。
[0043]应用程序部分主要包括接口设配程序和相关管理程序，其中接口设配程序包括TD-LTE或FDD-LTE通信链路和电力系统相关采集数据的接入、适配、数据差错编码、格式转换等。相关管理程序完成相关的参数配置，包括接口配置、网络配置等。配置程序研究的重点是如何设计并提供工作稳定、性能高效的程序集。
[0044]本发明基于试验平台，达到的技术指标如下所示:
(O单网关最大可支持信息传输速率不低于2 Mbit/s ；
(2)单配电终端节点上传数据最大可支持传输速率不低于20Kbit/s ;多媒体数据最大可支持传输速率不低于1.2Mbit/s。
[0045](3)遥测、遥信数据传输平均时延不多于3 S，可靠性不低于97% ；
(4)遥控数据传输平均时延不多于ls，可靠性不低于99% ；
执行的相关质量标准，包括入下所示:
Cl)射频测试标准
包括:欧洲标准 ETSI 300 328、美国 FCC 标准 Part 15.247、IEEE 802.1lPHY 及我国的 GB15629.1102-2003 (即 WAPI)0
[0046](2)互操作性标准为 W1-Fi Alliance Test Plan。
[0047](3)工业、科学和医疗(ISM)射频设备(GB 4824-2004)电磁骚扰特性、限值和测量方法。
[0048]最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，而不是对本发明技术方案的限定，任何对本发明技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.基于混合协议的智能配电网无线通信系统，包括由智能配电网控制中心控制的终端节点、配电网网关以及与变电站连接的有线网络，其特征在于，所述终端节点是配电所的远方终端单元FTU，所述变电站有线网络通过有线网络或无线网络与所述配电站网关通信，所述配电网网关通过无线通信与所述终端节点通信。
2.如权利要求1所述的基于混合协议的智能配电网无线通信系统，其特征在于:所述与变电站连接的有线网络是光纤骨干网和由以太网实现的接入网。
3.如权利要求1所述的基于混合协议的智能配电网无线通信系统，其特征在于:所述配电网网关通过zigbee协议与终端节点通信。
4.如权利要求1所述的基于混合协议的智能配电网无线通信系统，其特征在于:所述配电网网关通过802.11协议与终端节点通信。
5.如权利要求1所述的基于混合协议的智能配电网无线通信系统，其特征在于:所述变电站有线网络通过TD-TLE或FDD-LTE无线网络与所述配电站网关通信。
6.如权利要求1所述的基于混合协议的智能配电网无线通信系统，其特征在于:所述配电网网关控制和管理所述终端节点。
【专利摘要】本发明公开了基于混合协议的智能配电网无线通信系统，包括由智能配电网控制中心控制的终端节点、配电网网关以及与变电站连接的有线网络，所述终端节点是配电所的远方终端单元FTU，所述变电站有线网络通过有线网络或无线网络与所述配电站网关通信，所述配电网网关通过无线通信与所述终端节点通信。本发明能实现无线通信系统的自管理，自配置和自优化功能，支持多种无线协议包括zigbee、802.11、WCDMA、TD-SCDMA和TD-LTE及FDD-LTE等无线通信协议之间的转换功能，支持对业务的服务质量（QoS）分级管理功能，满足配电网的遥信，遥测和遥控的需要，支持数据的融合功能，减少冗余并减少数据发送量。
【IPC分类】H04W24-00, H04L29-06
【公开号】CN104683323
【申请号】CN201410335886
【发明人】柯峰, 柯永达
【申请人】广州中网电力工程设计有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年7月15日