一種用于電力LTE230網絡的多功能車載裝置的制作方法

本發明涉及電力系統通信技術領域，尤其涉及一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置。

背景技術：

智能電網是當今世界電力控制系統的發展方向與趨勢，在配用電無線通信方面，我國主要采用公網通信，存在組網能力弱、實時性差、數據的安全性較差等缺點，隨著建設智能電網時代的到來，建設電力無線專網符合電力系統的發展方向。無線通信技術中，我國擁有td-lte技術體系的知識產權，電力lte230網絡可以滿足電力系統當前及未來一定時期的業務發展需求，未來還可以向5g演進，極具發展潛力。

中國專利公告號cn105336145a，公開日2016年2月17日，公開了一種無線智能表抄表系統，包括智能表、子網中繼器、采集器、集中器和主站服務器。智能表采集智能表用戶用量數據并發送；子網中繼器轉發抄讀管理指令及智能表用戶用量數據；采集器建立子網、收集智能表用戶用量數據，并轉發抄讀管理指令；子網中繼器對超短管理指令及智能表用量用戶轉發；集中器建立主網、收集智能表用戶用量數據并轉發抄讀管理指令；主站服務器產生抄讀管理指令并發送；接收智能表用戶用量數據，并進行分析管理。本發明子網中繼器能夠在智能表數量龐大時，對智能表發送的智能表用戶用量數據進行中繼轉發，有效解決了子網中相對于采集器較遠的智能表所發送的智能表用戶用量數據容易丟失的問題，具有系統可靠性強的優點。但是，該無線智能表抄表系統在lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下，無法實現智能抄表，本發明基于230mhz頻段td-lte無線網絡設計了一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置，解決了lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下智能抄表的問題，同時可以實現信號強度測試和無線信號干擾排查的功能，并在發生緊急事故時提供應急車載式lte230熱點。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是在lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下無法實現智能抄表，同時可以實現信號強度測試和無線信號干擾排查的功能，并在發生緊急事故時提供應急車載式lte230熱點。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案是：一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置，包括微基站單元、電表控制單元、信號強度測試單元、干擾排查單元和服務器單元，其特征在于：所述的微基站單元，用于業務數據和控制數據的接收和發送；所述的電表控制單元，通過微基站直接或者間接向智能電表發送采集數據的控制指令，與微基站單元電連接；所述的信號強度測試單元，實時顯示搭載車輛所處位置的信號強度，通過微基站將信號強度數據傳輸到核心網，與微基站單元電連接；所述的干擾排查單元，對干擾信號進行實時測量，通過微基站單元將干擾信號的頻率和位置數據發送到核心網，與微基站單元電連接；所述的服務器單元，控制微基站單元、電表控制單元、信號強度測試單元和干擾排查單元，處理各單元的數據，規劃搭載車輛的行駛路徑。服務器單元是整個裝置的數據運算和存儲中心，微基站單元、電表控制單元、信號強度測試單元和干擾排查單元都受服務器單元控制，電表控制單元、信號強度測試單元和干擾排查單元都與微基站單元電連接，整個車載裝置通過微基站單元與外界裝置通信連接，外界裝置包括各種電力終端和lte基站，電力終端包括智能電表終端、配電自動化終端、ⅰ型集中器終端、ⅱ型集中器終端、負荷控制終端、配變監測終端和故障指示器終端。

作為優選，所述的電表控制單元通過微基站單元將智能電表采集數據的控制指令直接或者間接發送到智能電表終端，所述的智能電表終端在微基站信號覆蓋范圍之內；控制指令發出后，服務器單元會判斷微基站是否與智能電表終端通信連通，如果判斷為是時，通過微基站單元直接向智能電表終端直接發送采集數據的控制指令，如果判定為否時，電表控制單元通過智能電表終端所在位置的附近基站間接向智能電表終端發送采集數據的控制指令，這種間接發送指令是以區域基站為中繼的，微基站先將控制指令傳送到區域基站，然后通過區域基站把控制指令傳送到智能電表終端，智能電表終端所采集的數據傳輸到區域基站，再通過區域基站把采集的數據傳輸到核心網中，完成流動抄表。這種流動抄表可以在lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下實現智能抄表，提高了智能抄表的可靠性。

作為優選，所述的微基站單元的信號覆蓋范圍是以搭載車輛為圓心800m為半徑的圓形區域，作為應急車載式lte230熱點，在發生緊急事故時實現應急通信，對lte230網絡信號強度低于-110dbm的區域或者信號干擾大的電力終端進行臨時信號覆蓋。當lte230基站遇到火災、臺風、恐怖襲擊等不可控因素時，會發生故障，可能使得部分區域lte230網絡癱瘓，使用本發明所提及的電力lte230多功能車載裝置作為應急車載式lte230熱點，可以靈活的解決此類問題，并可以為搶修提供視頻、音頻等信息資源。

作為優選，所述的信號強度測試單元測量電力lte230網絡覆蓋區域的信號強度，評估lte230網絡的質量，信號強度數據為lte230網絡的優化提供參數。lte230網絡是一個不斷優化的網絡，本裝置所測得的信號強度數據會為lte網絡優化提供參考數據，在流動抄表的過程中同時測量lte230網絡信號強度，最大化利用了本裝置的資源，這些數據會實時上傳電力系統數據庫，為電力系統大數據分析提供可靠的數據資源。

作為優選，所述的干擾排查單元進行無線信號干擾排查，通過微基站單元對223～235mhz的信號進行掃描，偵測電力lte230網絡占用頻率的干擾電波，從而確定干擾源的位置。由于搭載車輛是在整個電力lte230網絡覆蓋范圍內行駛，當干擾源出現時，服務器單元可以準確計算出干擾源的具體位置、頻段位置和干擾信號強度，及時同時lte基站調配其它頻段資源來應對干擾，通知網絡維護人員對干擾源進行清理和協調。

作為優選，所述的多功能車載裝置在進行流動抄表、信號強度測試和無線信號干擾排查的作業前，服務器單元進行路徑規劃，規劃的效果是使搭載車輛行駛過程中微基站單元信號覆蓋范圍掃過整個電力lte230網絡覆蓋范圍，并且當lte230網絡信號強度低于-110dbm的區域或者有干擾信號區域時服務器單元會增加規劃路徑的密度。

作為優選，所述的搭載車輛行駛速度設定有限制，保證智能電表接入微基站信號，在通過住宅小區內外道路時行駛速度低于20km/h，在通過商業辦公區內外道路時行駛速度低于30km/h，在通過工業區內外街道時行駛速度低于40km/h。服務器單元安裝有北斗定位系統，可以準確獲取搭載車輛的位置和速度信息，當搭載車輛超過不同區域的限定速度時，會提醒駕駛員降低車速。

作為優選，所述的搭載車輛后方100m內會跟隨輔助車輛，輔助車輛的配置和搭載車輛相同，與搭載車輛協同工作，同時接收智能電表采集的數據，輔助車輛可以在搭載車輛遺漏智能電表采集的數據時進行補測，并與搭載車輛收集數據進行對比。輔助車輛作為容余配置來使用，其補測功能可以提高電表數據的采集成功率，其對比功能可以提高電表數據的采集準確率。

作為優選，所述的智能電表終端安裝有電力系統嵌入式通信模塊，當水表、暖表、氣表上安裝電力系統嵌入式通信模塊，實現電表、水表、暖表和氣表的四表數據采集。通過安裝電力系統嵌入式通信模塊會使得多種電表都可以接入lte230網絡，會顯著提高整個網絡的應用范圍，降低采集數據的成本。

本發明的實質性效果是：本發明所述的一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置可以實現lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下智能抄表，同時可以實現信號強度測試和無線信號干擾排查的功能，并在發生緊急事故時提供應急車載式lte230熱點。

附圖說明

圖1是本發明一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置示意圖。

圖2是本發明電表控制單元向智能電表傳送采集數據的控制指令的流程圖。

圖中：1、微基站單元，2、電表控制單元，3、信號強度測試單元，4、干擾排查單元，5、服務器單元，6、搭載車輛。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步具體說明。

實施例：

一種用于電力lte230網絡的多功能車載裝置示意圖（參見附圖1），包括微基站單元1，電表控制單元2，信號強度測試單元3，干擾排查單元4，服務器單元5，搭載車輛6。服務器單元5是整個裝置的數據運算和存儲中心，微基站單元1、電表控制單元2、信號強度測試單元3和干擾排查單元4都受服務器單元5控制，電表控制單元2、信號強度測試單元3和干擾排查單元4都與微基站單元1電連接，整個車載裝置通過微基站單元1與外界裝置通信連接，外界裝置包括各種電力終端和lte基站，電力終端包括智能電表終端、配電自動化終端、ⅰ型集中器終端、ⅱ型集中器終端、負荷控制終端、配變監測終端和故障指示器終端。外界裝置還可以安裝非電力終端，如路燈控制終端、應急音頻終端、應急視頻終端，這些非電力終端可以承擔社會責任，在需要時為社會公共利益服務。

所述的電表控制單元2通過微基站單元1將智能電表采集數據的控制指令直接或者間接發送到智能電表終端，所述的智能電表終端在微基站信號覆蓋范圍之內；控制指令發出后，服務器單元5會判斷微基站是否與智能電表終端通信連通，如果判斷為是時，通過微基站單元1直接向智能電表終端直接發送采集數據的控制指令，如果判定為否時，電表控制單元2通過智能電表終端所在位置的附近基站間接向智能電表終端發送采集數據的控制指令，這種間接發送指令是以區域基站為中繼的，微基站先將控制指令傳送到區域基站，然后通過區域基站把控制指令傳送到智能電表終端，智能電表終端所采集的數據傳輸到區域基站，再通過區域基站把采集的數據傳輸到核心網中，完成流動抄表。這種流動抄表可以在lte230網絡信號弱或者信號干擾嚴重的情況下實現智能抄表，提高了智能抄表的可靠性。

所述的微基站單元1的信號覆蓋范圍是以搭載車輛6為圓心800m為半徑的圓形區域，作為應急車載式lte230熱點，在發生緊急事故時實現應急通信，對lte230網絡信號強度低于-110dbm的區域或者信號干擾大的電力終端進行臨時信號覆蓋。當lte230基站遇到火災、臺風、恐怖襲擊等不可控因素時，會發生故障，可能使得部分區域lte230網絡癱瘓，使用本發明所提及的電力lte230多功能車載裝置作為應急車載式lte230熱點，可以靈活的解決此類問題，并可以為搶修提供視頻、音頻等信息資源。

所述的信號強度測試單元3測量電力lte230網絡覆蓋區域的信號強度，評估lte230網絡的質量，信號強度數據為lte230網絡的優化提供參數。lte230網絡是一個不斷優化的網絡，本裝置所測得的信號強度數據會為lte網絡優化提供參考數據，在流動抄表的過程中同時測量lte230網絡信號強度，最大化利用了本裝置的資源，這些數據會實時上傳電力系統數據庫，為電力系統大數據分析提供可靠的數據資源。

所述的干擾排查單元4進行無線信號干擾排查，通過微基站單元1對223～235mhz的信號進行掃描，偵測電力lte230網絡占用頻率的干擾電波，從而確定干擾源的位置。由于搭載車輛6是在整個電力lte230網絡覆蓋范圍內行駛，當干擾源出現時，服務器單元5可以準確計算出干擾源的具體位置、頻段位置和干擾信號強度，及時同時lte基站調配其它頻段資源來應對干擾，通知網絡維護人員對干擾源進行清理和協調。電力lte230網絡使用的頻率資源為分散的頻率點，很容易與其他網絡的頻率資源發生重合，重合后會造成信號失真嚴重，所以至少應該半個月進行一次無線干擾排查，也可以在流動抄表的同時進行干擾排查，提高該裝置的設備利用率。遇到不能移除的干擾頻率點，需要lte基站規避此類頻率點。遇到類似于工廠內高頻熱封口機工作時產生的全頻段信號泄露的情況，應該在進行lte網絡優化時考慮這種情況，同時與工廠進行協調工作。

所述的多功能車載裝置在進行流動抄表、信號強度測試和無線信號干擾排查的作業前，服務器單元5進行路徑規劃，規劃的效果是使搭載車輛6行駛過程中微基站單元1信號覆蓋范圍掃過整個電力lte230網絡覆蓋范圍，并且當lte230網絡信號強度低于-110dbm的區域或者有干擾信號區域時服務器單元5會增加規劃路徑的密度。路徑規劃時應該充分考慮到區域內的交通狀況，避開交通流量高峰地域，服務器單元5接入交通系統車流量網，動態的規劃搭載車輛6行駛路徑。

所述的搭載車輛6行駛速度設定有限制，保證智能電表接入微基站信號，在通過住宅小區內外道路時行駛速度低于20km/h，在通過商業辦公區內外道路時行駛速度低于30km/h，在通過工業區內外街道時行駛速度低于40km/h。服務器單元5安裝有北斗定位系統，可以準確獲取搭載車輛6的位置和速度信息，當搭載車輛6超過不同區域的限定速度時，會提醒駕駛員降低車速。

所述的搭載車輛6后方100m內會跟隨輔助車輛，輔助車輛的配置和搭載車輛6相同，與搭載車輛6協同工作，同時接收智能電表采集的數據，輔助車輛可以在搭載車輛6遺漏智能電表采集的數據時進行補測，并與搭載車輛6收集數據進行對比。輔助車輛作為容余配置來使用，其補測功能可以提高電表數據的采集成功率，其對比功能可以提高電表數據的采集準確率。輔助車輛的補測和對比功能也可以由一輛搭載車輛6的重復測量來實現，當搭載車輛6行駛完一個小區后，再重復行駛該小區內路段，進行補測和對比測量。當有智能電表終端數據缺失時，服務器單元5會記錄下這些終端，提醒輔助車輛進行補測，或者對此終端進行重復測量，或者安排人員進行人工抄表。

所述的智能電表終端安裝有電力系統嵌入式通信模塊，當水表、暖表、氣表上安裝電力系統嵌入式通信模塊，實現電表、水表、暖表和氣表的四表數據采集。通過安裝電力系統嵌入式通信模塊會使得多種電表都可以接入lte230網絡，會顯著提高整個網絡的應用范圍，降低采集數據的成本。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。