分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备

文档序号:172291 发布日期:2021-10-29 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备 (Method and equipment for analyzing running quality of local communication network ) 是由 王影新 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备,其设备包括通过通讯线路连接以下模块的终端;处理器单元,作为HPLC载波监听设备的核心,管理和控制其它功能单元并进行分析计算处理;实时时钟单元,用于维持准确的日期时间信息,掉电不丢失,为统计分析功能提供标准时标信息;存储器单元,具有缓存和非易失性存储介质的功能,用于存储大量监听到的原始报文信息,并可被方便地获取并进行统计分析;载波监听单元,经过耦合接到电力线上,用于接收电力线上的HPLC载波通信报文信息;远程通讯单元,用于通过远程链路将终端连接到主站,以便主站获取统计分析数据;本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。(The invention relates to a method and a device for analyzing the running quality of a local communication network, wherein the device comprises a terminal which is connected with the following modules through a communication line; the processor unit is used as the core of the HPLC carrier monitoring equipment, manages and controls other functional units and performs analysis, calculation and processing; the real-time clock unit is used for maintaining accurate date and time information, is not lost when power is down and provides standard time scale information for the statistical analysis function; the memory unit has the functions of a cache and a nonvolatile storage medium, is used for storing a large amount of monitored original message information, and can be conveniently obtained and subjected to statistical analysis; the carrier monitoring unit is coupled to the power line and used for receiving the HPLC carrier communication message information on the power line; the remote communication unit is used for connecting the terminal to the master station through a remote link so that the master station can acquire statistical analysis data; the invention has reasonable design, compact structure and convenient use.)

分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备

技术领域

本发明涉及分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备,特别是涉及用电信息采集系统使用HPLC(高速电力线载波)为本地通信的技术领域,特别涉及一种用于对HPLC本地通信网络进行运行质量分析的方法及设备。

背景技术

用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统,实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。高速电力线载波通信(HPLC:HighspeedPower Line Communication)是提升采集终端本地通信能力的一项重要技术,可全面替代窄带电力线载波技术和微功率无线等技术用于采集终端本地通信,提升采集系统低压用户数据采集的速度、频度和时效性。目前HPLC通信模块在国内用电信息采集系统市场已经招标近2亿只,随着安装运行的体量日益扩大,而且HPLC由于基本互联互通的技术标准实现,现场会存在大量的多个厂家模块混装的台区,那么供电企业能有办法了解一个台区的HPLC通信网络的运行情况,包括信道质量、信道利用率、网络稳定性、应用业务执行成功率等参数,并且形成一个对不同厂商的模块的一个运行质量评价体系,就成为迫切的需求

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种分析本地通信网络进行运行质量的方法及设备,本发明首先提供一种HPLC载波监听设备。HPLC载波监听设备可安装在低压台区的集中器附近,能够自动获取目标台区的CCO中的电能表档案,并且能够监听并存储绝大部分与CCO交互的载波通信报文,还提供可依据电能表档案信息和载波监听报文分析和统计HPLC采集网络运行状况的方法。

为解决上述问题,本发明所采取的技术方案是:

一种分析本地通信网络进行运行质量设备,设备包括通过通讯线路连接以下模块的终端;

载波系统板,作为HPLC载波监听设备的核心,管理和控制其它功能单元并进行分析计算处理;

实时时钟单元,用于维持准确的日期时间信息,掉电不丢失,为统计分析功能提供标准时标信息;

存储器单元,具有缓存和非易失性存储介质的功能,用于存储大量监听到的原始报文信息,并可被方便地获取并进行统计分析;

载波监听单元,经过耦合接到电力线上,用于接收电力线上的HPLC载波通信报文信息;

远程通讯单元,用于通过远程链路将终端连接到主站,以便主站获取统计分析数据。

作为上述技术方案的进一步改进:

终端包括载波耦合电路,用于连接在待采集的220V电力线的线路上;

载波系统板的输入端通过接收滤波电路电连接载波耦合电路的输出端;载波系统板输出端连接载波耦合电路的输入端;

待采集的线路通过AC-DC模块输出直流电以给载波系统板供电;

载波系统板分别电连接有USB模块、WiFi模块、RJ45模块、接收指示电路、发送指示电路;

在3V3供电电路中,输入的12V输出端通过滤波整流电路后分两路,一路通过电阻R14及并联的R13及电容C21后接地,另一路接入集成电路U6的端脚5;电阻R14输出端还旁接有集成电路U6的端脚4;

在集成电路U6中,脚1与脚6通过串联的电容C22及电阻R18电连接;脚2接地,脚3一路通过电阻R19接地,一路通过并联的电阻R20及电容C27滤波整流的一端;脚6通过反向安全二极管D5接地,通过滤波L2及滤波电容C23后输出+3V3端;+3V3端接滤波整流的另一端;+3V3端通过并联的隔离C24及隔离C25接地;从而实现对电流实现安全指示,同时,将直流12进行滤波整流后,降压输出3V3。电感L1及并联的保护电容C32、C33组成滤波整流电路;

在12V输出端电连接有220V变12V的AC-DC模块,其包括输入电源的A、N端;A端通过熔断器F1输入,一路通过压敏电阻MOV1接N端,一路通过热敏电阻PTC1接集成电路U1的脚2,脚6输出+信号,脚5输出-信号;在脚5与6之间并联有电容C1-C3、电阻R31及二极管D14,脚5接地;从而实现了电流的安全稳定的变化;

在集成电路U1中,脚3与脚4通过极性电容C4电连接;N端接脚1

在USB模块中,接口J9接芯片U13D;接口J9的脚4-6接静电二极

管D18脚1;接口J9的脚1-3分别接静电二极管D18脚4、2、3,实现静电保护;

在接口J9中,脚1接集成电路U4脚7,脚2通过电阻R15接集成电路D18脚1,脚3通过电阻R16接集成电路U4脚4;

在集成电路U4中,脚7通过并联的隔离电容C14-15接地;脚7与脚6电连接后通过隔离电容C18接地;脚3接地,脚6通过并联的电容C16-17接地;脚29接地;脚9通过电阻R9接VDD-2102端供电,脚25、26分别电连接USB-RXD及USB-TXD,进行内部数据传输;

RJ45模块,包括集成电路T2,其中,脚1-8通过接口J19传输输出;脚3、6分别通过电阻R34、R35接地;脚9、10分别接±RD;脚15、16分别接±TD;脚11、14分别接电源VDD及对应的隔离电容接地;

WiFi模块包括集成电路U5,其脚1、3分别通过安全电阻R10、R11分别接电源3V3及脚8;脚8通过并联的电容C19-20及C285接地;脚15接地,脚16通过电阻R12接地,脚18接接口J31的GPIO0通道,脚21、22分别通道WIFI-TXD及WIFI-RXD;从而实现了数据的无线通讯;PHY模块,与载波系统板电连接;其包括集成电路U14;在集成电路U14中,脚24通过R138接地;脚20-23分别接入3V3电源及通过对应的电容接地;脚5接RMII-CLK通道;脚15通过电阻R236接入3V3电源,通过电容C160接地;脚8、7、10、11分别通过对应的电阻R31-35接对应的RMII-RXD0、RMII-RXD1、RMII-RXER、RMII-RXDV;脚16-18分别接通道RMII-TXD0、TXD 1、TXD EN;脚13接通道MDC,脚13接MDIO且通过电阻R127接3V3;脚25接地,脚9接3v3电源;脚1、19电连接后,一路通过电感L10接入3V3电源;一路通过并联的隔离电容C98、155、158后接地,脚6通过并联的电容C99、C159接地。

一种分析本地通信网络进行运行质量的方法,用于用电网息采集系统的电力线载波诊断,包括如下步骤:

S1,首先,终端耦合安装后可自动搜索周边的HPLC网络并根据网络同步时钟NTB进行配对;然后,终端获取配对成功的CCO的基本信息,基本信息包括台区编号,台区档案,网络节点数,网络拓扑;其次,载波监听单元监听载波信道的业务报文和组网报文,并实时采集物理信道上的噪声信号;

S2,载波系统板统计分析从应用层、链路层及物理信道采集的信息并输出HPLC质量分析结果,通过远程模块上传到服务器。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明的HPLC载波监听设备功能框图。

图2是本发明的HPLC载波监听设备中的信息采集模块可获得的信息图。

图3是本发明的HPLC载波监听设备中的统计分析模块可以根据信息采集模块收集的信息进行统计分析以及得到的分析结果图。

图4是本发明的控制流程示意图。

图5是本发明的架构使用示意图。

图6是本发明的3V3电压示意图。

图7是本发明的供电电压示意图。

图8是本发明的USB电路使用示意图。

图9是本发明的RJ45端口电路示意图。

图10是本发明的WiFi电路示意图。

图11是本发明的PHY模块示意图。

图12是本发明的端脚电路示意图。

图13是本发明的载波模块接口示意图。

图14是本发明的PLC接口示意图。

具体实施方式

如图1-14,本实施例的设备包括通过通讯线路连接以下模块的终端;

载波系统板,作为HPLC载波监听设备的核心,采用Cotex-M4核的32位处理器,管理和控制其它功能单元并进行分析计算处理;

实时时钟单元,用于维持准确的日期时间信息,掉电不丢失,为统计分析功能提供标准时标信息。

存储器单元,具有缓存和非易失性存储介质的功能,用于存储大量监听到的原始报文信息,并可被方便地获取并进行统计分析。

载波监听单元,经过耦合接到电力线上,用于接收电力线上的HPLC载波通信报文信息;

远程通讯单元,用于通过远程链路将终端连接到主站,以便主站获取统计分析数据。

终端包括载波耦合电路,用于连接在待采集的220V电力线的线路上;

载波系统板的输入端通过接收滤波电路电连接载波耦合电路的输出端;载波系统板输出端连接载波耦合电路的输入端;

待采集的线路通过AC-DC模块输出直流电以给载波系统板供电;

载波系统板分别电连接有USB模块、WiFi模块、RJ45模块、接收指示电路、发送指示电路;

在3V3供电电路中,输入的12V输出端通过滤波整流电路后分两路,一路通过电阻R14及并联的R13及电容C21后接地,另一路接入集成电路U6的端脚5;电阻R14输出端还旁接有集成电路U6的端脚4;

在集成电路U6中,脚1与脚6通过串联的电容C22及电阻R18电连接;脚2接地,脚3一路通过电阻R19接地,一路通过并联的电阻R20及电容C27滤波整流的一端;脚6通过反向安全二极管D5接地,通过滤波L2及滤波电容C23后输出+3V3端;+3V3端接滤波整流的另一端;+3V3端通过并联的隔离C24及隔离C25接地;从而实现对电流实现安全指示,同时,将直流12进行滤波整流后,降压输出3V3。电感L1及并联的保护电容C32、C33组成滤波整流电路;

在12V输出端电连接有220V变12V的AC-DC模块,其包括输入电源的A、N端;A端通过熔断器F1输入,一路通过压敏电阻MOV1接N端,一路通过热敏电阻PTC1接集成电路U1的脚2,脚6输出+信号,脚5输出-信号;在脚5与6之间并联有电容C1-C3、电阻R31及二极管D14,脚5接地;从而实现了电流的安全稳定的变化;

在集成电路U1中,脚3与脚4通过极性电容C4电连接;N端接脚1

在USB模块中,接口J9接芯片U13D;接口J9的脚4-6接静电二极管D18脚1;接口J9的脚1-3分别接静电二极管D18脚4、2、3,实现静电保护;

在接口J9中,脚1接集成电路U4脚7,脚2通过电阻R15接集成电路D18脚1,脚3通过电阻R16接集成电路U4脚4;

在集成电路U4中,脚7通过并联的隔离电容C14-15接地;脚7与脚6电连接后通过隔离电容C18接地;脚3接地,脚6通过并联的电容C16-17接地;脚29接地;脚9通过电阻R9接VDD-2102端供电,脚25、26分别电连接USB-RXD及USB-TXD,进行内部数据传输;

RJ45模块,包括集成电路T2,其中,脚1-8通过接口J19传输输出;脚3、6分别通过电阻R34、R35接地;脚9、10分别接±RD;脚15、16分别接±TD;脚11、14分别接电源VDD及对应的隔离电容接地;

WiFi模块包括集成电路U5,其脚1、3分别通过安全电阻R10、R11分别接电源3V3及脚8;脚8通过并联的电容C19-20及C285接地;脚15接地,脚16通过电阻R12接地,脚18接接口J31的GPIO0通道,脚21、22分别通道WIFI-TXD及WIFI-RXD;从而实现了数据的无线通讯;

PHY模块,与载波系统板电连接;其包括集成电路U14;在集成电路U14中,脚24通过R138接地;脚20-23分别接入3V3电源及通过对应的电容接地;脚5接RMII-CLK通道;脚15通过电阻R236接入3V3电源,通过电容C160接地;脚8、7、10、11分别通过对应的电阻R31-35接对应的RMII-RXD0、RMII-RXD1、RMII-RXER、RMII-RXDV;脚16-18分别接通道RMII-TXD0、TXD1、TXD EN;脚13接通道MDC,脚13接MDIO且通过电阻R127接3V3;脚25接地,脚9接3v3电源;脚1、19电连接后,一路通过电感L10接入3V3电源;一路通过并联的隔离电容C98、155、158后接地,脚6通过并联的电容C99、C159接地,从而隔离电容数值实现对安全隔离或导通。

本发明的电路具有以下优点:电路安全可靠,节能降耗,信号精准,温度保护,组网效率高。

本设备具有两种工作模式:监听统计模式及噪声检测模式;

监听统计模式,首先,监听载波通信报文;然后,对载波原始报文进行存储;其次,解析处理并统计分析载波报文;再次,存储各种统计分析数据;之后,从PC端获取原始数据及统计分析数据;

噪声检测模式,首先,存储噪声检测数据;然后,从PC获取存储的原始噪声数据;其次,从噪声数据进行时域频域计算分析;再次,在显示屏上图形显示噪声分布及强度信息。

本发明适用于用电网息采集系统的电力线载波诊断,包括如下步骤:

S1,首先,终端耦合安装后可自动搜索周边的HPLC网络并根据网络同步时钟NTB进行配对;然后,终端获取配对成功的CCO的基本信息,基本信息包括台区编号,台区档案,网络节点数,网络拓扑;其次,载波监听单元监听载波信道的业务报文和组网报文,并实时采集物理信道上的噪声信号;

S2,载波系统板统计分析从应用层、链路层及物理信道采集的信息并输出HPLC质量分析结果,通过远程模块上传到服务器;

载波应用业务及链路层性能分析方法包括应用业务完成质量及网络稳定性分析;载波信道质量监控方法包括载波信道使用率及信号质量监控;各设备所监测的故障日志采用时钟同步单元进行同步。终端包括使用HPLC技术进行组网的电力采集、监控系统。终端可通过HPLC模块于CCO通信同时监听载波信道信息,其自身具有实时时钟系统和专给时钟供电的电池,以提供日志信息所用的时标信息。并可实时通过远程模块将分析结果上报到服务器。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开,而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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;作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

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