阅读说明：本技术 一种电力系统气象站无线收发系统 (Wireless transceiving system of power system weather station ) 是由 蔡少辉 郭卫明 林锦峰 吴梓阳 吴贻志 关就 赵猛 朱超 刘煌宇 李莉 蓝余平 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电力系统气象站无线收发系统,涉及气象监测技术领域,其包括气象工作站和若干无线收发装置,与所述气象工作站连接的所述无线收发装置为发送终端,其余的所述无线收发装置为接收终端,所述发送终端与所述接收终端通过无线传输信号连接,所述气象工作站通过传感器获取气象信息并通过RS485传输到所述发送终端；所述无线收发装置包括中央处理器、LORA单元、主时钟单元、RS485接口、USB-TTL接口。本发明提供一种电力系统气象站无线收发系统,其通过无线传输实现气象信息的交互,灵活性高且费用低。(The invention discloses a wireless transceiving system of a power system weather station, which relates to the technical field of weather monitoring and comprises a weather workstation and a plurality of wireless transceiving devices, wherein the wireless transceiving devices connected with the weather workstation are transmitting terminals, the rest wireless transceiving devices are receiving terminals, the transmitting terminals are connected with the receiving terminals through wireless transmission signals, and the weather workstation acquires weather information through a sensor and transmits the weather information to the transmitting terminals through RS 485; the wireless transceiver comprises a central processing unit, an LORA unit, a main clock unit, an RS485 interface and a USB-TTL interface. The invention provides a wireless transceiving system of a power system weather station, which realizes the interaction of weather information through wireless transmission and has high flexibility and low cost.)

一种电力系统气象站无线收发系统

技术领域

本发明涉及气象监测技术领域，具体涉及一种电力系统气象站无线收发系统。

背景技术

基于对局部气象信息的监测需求，国内换流站、变电站一般装设有小型气象站，基于安全的考虑，小型气象站一般装设于远离变电设备区域的办公区域楼顶。但换流站、变电站内人员一般集中于设备区域的监控值班室，监控值班室与办公区域有一定的距离，在恶劣天气情况下，人员难以前往小型气象站安装点查看气象信息。目前常见的做法是采用以太网络或RS485总线将气象信息从气象站的工作站传送至监控值班室的电脑，在监控值班室采用电脑客户端查看。当监控值班室与气象站相隔比较远，铺设RS485总线会存在施工难度大、费用高等问题，且当监控值班室或气象站改变地点后需要重新铺设，方案灵活性差。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种电力系统气象站无线收发系统，其通过无线传输实现气象信息的交互，灵活性高且费用低。

为实现上述目的，本发明提供一种电力系统气象站无线收发系统，其包括气象工作站和若干无线收发装置，与所述气象工作站连接的所述无线收发装置为发送终端，其余的所述无线收发装置为接收终端，所述发送终端与所述接收终端通过无线传输信号连接，所述气象工作站通过传感器获取气象信息并通过RS485传输到所述发送终端；所述无线收发装置包括中央处理器、LORA单元、主时钟单元、RS485接口、USB-TTL接口；所述LORA单元通过SPI总线或者USART接口与所述中央处理器连接，用于接收或发出气象信息；所述主时钟单元通过IIC总线与所述中央处理器连接，用于为所述中央处理器提供时钟信号；所述RS485接口和所述USB-TTL接口通过USART接口与所述中央处理器连接，用于将所述中央处理器处理后的气象信息与外部计算机进行信息交互。

如上所述的电力系统气象站无线收发系统，进一步地，所述中央处理器还通过IIC总线连接有EEPROM存储单元。

如上所述的电力系统气象站无线收发系统，进一步地，所述中央处理器还通过SDIO接口连接有SD卡存储单元。

如上所述的电力系统气象站无线收发系统，进一步地，所述中央处理器还通过USART接口连接有人机交互单元。

如上所述的电力系统气象站无线收发系统，进一步地，所述中央处理器还连接有温湿度传感器。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明利用若干无线收发装置实现换流站、变电站内的气象站与监控值班室的气象信息交互，该方案利用硬件设备少、各个设备之间连接简单，建设时间短且费用低，通信效率高；无线收发装置既可以作为发送终端，也可以作为接收终端，有效提高了硬件的通用性。

附图说明

图1为本发明电力系统气象站无线收发系统的示意图；

图2为无线收发装置的结构示意图；

图3为无线收发装置用于发送气象信息时的工作流程图；

图4为无线收发装置用于接收气象信息时的工作流程图。

其中：1、气象工作站；2、发送终端；3、接收终端；4、中央处理器；5、LORA单元；6、主时钟单元；7、RS485接口；8、USB-TTL接口；9、EEPROM存储单元；10、SD卡存储单元；11、人机交互单元；12、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

参见图1和图2，一种电力系统气象站无线收发系统，其包括气象工作站1、若干无线收发装置，无线收发装置既可以作为发出气象信息的发送终端2，也可以作为接收气象信息的接收终端3，其中，用于发出气象信息的发送终端2与用于接收气象信息的接收终端3通过无线传输信号连接。气象工作站1通过传感器或其它气象物理量采集设备获取气象信息并通过RS485传输到用于发出气象信息的所述无线收发装置。本无线收发装置包括中央处理器4、LORA单元5、主时钟单元6、RS485接口7、USB-TTL接口8；LORA单元5通过SPI总线或者USART接口与中央处理器4连接，用于接收或发出气象信息；主时钟单元6通过IIC总线与中央处理器4连接，用于为中央处理器4提供时钟信号；RS485接口7和USB-TTL接口8通过USART接口与中央处理器4连接，用于将中央处理器4处理后的气象信息与外部计算机进行信息交互。发送终端2或接收终端3都采用相同结构的无线收发装置。

优选地，LORA单元5采用SEMTECH公司SX1278射频芯片，工作频段为410-441MHz，为国内免许可的ISM(工业、科学和医学)开放频段。LORA单元5支持LORA扩频技术，相比传统的433频段通信，具有更远的通信距离，抗干扰能力强的优势，同时有极强的保密性。LORA单元5带有PA功率放大器与LNA低噪声放大器，从而提高通信稳定性。采用工业级有源温补晶振，保证LORA单元5的频率稳定性与一致性。LORA单元5支持定点传输、广播传输、信道监听三种工作模式。在使用电池供电时，支持空中唤醒模式，使功耗大幅降低。LORA单元5具备FEC前向纠错功能，保证通信稳定性。LORA单元5发射功率可通过软件进行多级调节。

优选地，主时钟单元6为系统运行提供准确的时钟数据，时钟单元采用高精度时钟芯片DS3231，0℃至+40℃范围内精度为±2ppm，-40℃至+85℃范围内精度为±3.5ppm。

优选地，USB-TTL接口8采用工业级的FT232R芯片将CPU的USART接口转换为USB接口，用于与外部计算机进行后台通信，监视智能无线收发装置的工作情况，实现与外部计算机通信接口等功能。

优选地，RS485接口7通过SP485EE工业级芯片进行TTL电平与RS485电平的转换，为确保外部设备电位不会损坏智能无线收发装置内部元器件，抑制共模干扰，RS485接口7采用信号隔离芯片进行了信号隔离，采用电源隔离芯片对电源进行了隔离，同时其具有自动流向控制，可降低CPU软件控制开销。

进一步地，所述中央处理器4还通过IIC总线连接有EEPROM存储单元9。EEPROM存储单元9用于存储无线收发装置的参数信息，确保在无线收发装置掉电时重要参数信息不丢失。

进一步地，所述中央处理器4还通过SDIO接口连接有SD卡存储单元10。SD卡存储单元10用于对气象站的气象信息以及该气象信息的时间戳进行保存。

进一步地，所述中央处理器4还通过USART接口连接有人机交互单元11(HMI单元)。优选地，HMI单元采用电容式触摸屏，具备直观的人机交换功能。HMI单元采用IPS液晶显示屏，可视角度达178度，16bit色深，分辨率根据不同的应用场合可选择800*480或者1024*600等多种分辨率。HMI单元具有较宽的工作温度范围，可在-20℃至+70℃的温度区间正常工作。

进一步地，所述中央处理器4还连接有温湿度传感器12。优选地，温湿度传感器12采用已校准数字信号输出的温湿度传感器DHT11，其精度湿度±5％RH，温度±2℃，量程湿度20-90％RH，温度0～50℃。将温湿度传感器集成在无线收发装置内部，能够了解气象工作站的温度情况与无线收发装置所在位置的温度情况是否一致，在电力设备预防试验、操作中起到实时参考作用。

作为发送终端2的无线收发装置工作流程如图3所示，无线收发装置依次初始化通信接口、主时钟单元6、EEPROM存储单元9、LORA单元5、SD卡存储单元10，中央处理器4判断主时钟1秒定时，读取主时钟单元6数据并更新至HMI单元，累计计时达到60秒后通过RS485接口7发送查询气象信息命令至小型气象站的气象工作站1，当RS485接口7检测有气象数据接收，若接收到气象信息，则通过LORA单元5转发，同时将气象信息进行解释并更新到HMI单元，气象信息数据及时间戳则储存至SD卡存储单元10并将历史更新及保存至EEPROM存储单元9。

作为接收终端3的无线收发装置工作流程如图4所示，前序初始化程序与发送终端2一致，中央处理器4判断主时钟1秒定时，读取主时钟单元6数据并更新至HMI单元，累计计时达到60秒后发送查询气象信息命令至LORA单元5，当检测到LORA单元5接收到气象信息数据后将其进行解析，获取有效的气象信息并更新到HMI单元，气象信息数据及时间戳则储存至SD卡存储单元10并将历史更新及保存至EEPROM存储单元9。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。