[發明專利]一種具有臺區拓撲識別功能的4G通信單元及識別方法

有效

• 申請號: 202110384084.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112804111B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 李熊;王朝亮;陸春光;肖濤;葛玉磊;劉煒;張曉;臧人霖
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司營銷服務中心;青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W88/02
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 許守金;張建青

1.一種基于采集終端4G通信單元的識別方法，其特征在于，

包括以下步驟：

步驟1：采集主站通過4G通信單元對各臺區采集終端的信號識別設備和信號發送設備進行對時操作；

步驟2：對時完成后，采集主站通過4G通信單元下發時間標和信號碼元給各臺區的信號識別設備和信號發送設備；

采集主站通過4G通信單元依次給當前臺區所有信號發送設備下發時間標，

其中T表示當前時間， t為提前時間量，為間隔時間，N表示當前臺區信號發送設備數目；

若存在下發失敗的信號發送設備，采集主站重新下發時間標，多個臺區下發相同時間標，同時并行發送信號碼元；

步驟3：各臺區信號發送設備根據步驟2中下發的信號碼元，利用電阻投切模塊產生相應碼元電流信號，并根據下發時間標定時進行碼元電流信號發送；

所述電阻投切模塊的投切開關頻率為F，每個投切周期中開關通TM微秒，斷TM微秒，占空比為1/2；為了準確提取投切信號能量，對信號碼元進行編碼，以TM毫秒為一個碼位，開關周期性通斷TM毫秒表示碼位1，開關持續性斷開TM毫秒表示碼位0；

所述信號碼元為[1 1 1 1 x x x x]，共8位，其中前四位固定為1，用于提取信號后計算信號強度，后4位隨機編碼用于區分不同臺區；

步驟4： 各臺區信號識別設備根據步驟2下發的信號碼元，對電流信號實時采樣識別，并存儲識別記錄；

步驟5：采集主站通過4G通信單元讀取各臺區信號識別設備存儲的識別記錄，結合信號發送設備搜表機制，梳理拓撲結構，得到表-表箱即信號發送設備-變壓器即信號識別設備三級拓撲結構；

采集主站讀取完所有臺區信號識別設備識別記錄后，首先以臺區為單位，根據發送時間標與識別時間標的對應關系，找到歸屬于該臺區的所有信號發送設備，信號發送設備通過RS485總線自動搜表得到電表歸屬，從而得到表-表箱-變壓器三級拓撲結構；

未識別到的信號發送設備作為失敗設備處理，所有臺區梳理結束后，采集主站給所有失敗設備以及信號識別設備統一重新下發時間標和信號碼元，固定為[1 1 1 1 0 1 0 1]，再次進行拓撲識別，得到各臺區最終拓撲結構圖；

所述4G通信單元包括電源模塊、以太網管理模塊、拓撲分析模塊、4G遠程通信模塊、MCU模塊；

所述電源模塊，對采集終端提供的電源進行升壓或降壓處理，以滿足其他功能模塊不同的電源需求，為整個設備供電；

所述以太網管理模塊，對采集終端和MCU模塊之間傳輸的數據進行轉換；

所述拓撲分析模塊，對從MCU模塊獲取的數據信息進行分析，并將分析結果傳給MCU模塊；

所述4G遠程通信模塊，接收MCU模塊的信息，然后通過無線通信方式發送到采集主站，并將采集主站的信息發送給MCU模塊；

所述MCU模塊，處理從以太網管理模塊、拓撲分析模塊、4G遠程通信模塊獲取的信息。

2.如權利要求1所述的一種基于采集終端4G通信單元的識別方法，其特征在于，

所述步驟4，信號識別的具體內容如下：

信號識別設備以f采樣頻率實時采集電流信號，并利用滑動傅里葉變換提取某頻點處信號強度，進行滑動解碼；

然后將解碼碼元與發送碼元進行匹配，其具體方法如下：

取兩頻點處信號強度均值與解碼閾值進行比較，若，則認為該碼位為1，否則該碼位為0，從而確定解碼碼元；將解碼碼元與發送碼元進行匹配，若二者完全一致或只有一位碼位不同，則認為二者匹配成功，并將信號強度、識別時間、所屬集中器記錄下來；

頻點處信號強度計算公式如下所示：

其中，分別表示頻點處諧波的實部、虛部和模值，為當前相位，為一個滑動周期的采用點數，為表示起始采樣點，表示采樣點序號，表示采樣時間間隔，為電流采樣值。

3.一種采集終端的具有臺區拓撲識別功能的4G通信單元，其特征在于，

包括電源模塊、以太網管理模塊、拓撲分析模塊、4G遠程通信模塊、MCU模塊，

其應用如權利要求1-2任一所述的一種基于采集終端4G通信單元的識別方法；

所述電源模塊，將采集終端接口5V電源降壓為4V用于4G遠程通信模塊供電，將接口5V降壓為3.3V用于MCU模塊、拓撲分析模塊和以太網管理模塊供電，將3.3V降壓為1.8V用于電平轉換和以太網管理模塊供電。