Empresa nacional grade é abrangente promover a "três tipos de duas redes" construção, o poder onipresente de coisas construir aplicação é sua missão principal, que, no foco da camada de rede na promoção de energia sem fio rede privada e comunicação terminal, e aumentar a largura de banda, para atingir a profundidade de cobertura total para atender às necessidades de negócios emergentes. State Grid Corporation obteve do Ministério da Comissão de Gestão Radio 223,025-235,000 MHz banda de frequência licenciada 280 pontos discretos de um total de 7 MHz, cobrindo 14.000 quilômetros quadrados dentro do alcance dos terminais de acesso em 12 províncias e 31 cidades de 200.000 unidades, com acesso automação elétrica "três remota", controle de carga precisa e outro negócio importante para resolver efetivamente o problema do negócio de acesso à instalação de fibra óptica é difícil e de custo-regiões, para atender a tecnologia diversificada, onipresente, requisitos de acesso inteligentes, em larga escala de equipamentos terminais de rede, apoiar plenamente a construção de coisas pan no poder e desenvolvimento corporativo.

Após o poder empregada de rede sem fio as duas tecnologias de 230 MHz e 1800 MHz sistema, o Ministério da Industry Authority autorizou banda MHz não SGCC 230 utilizando os recursos, então, em princípio, aprovado 1800 recursos de freqüência MHz, enquanto pendurado pelo teste, 230 sistema de tecnologia de controle de potência MHz para atender às necessidades de negócios, menor custo de construção de rede. Actualmente, 230 do sistema da arte MHz tem o "230 MHz LTE-L" e "230 MHz IdC-L" duas de alimentação padrões de redes sem fios, LTE-G 230 produto MHz tem sido demonstrada num sistema piloto, a estação de base do IOT-G 230 MHz e núcleo certificação dos produtos de rede tenha sido completado e a implantação real, primeiro IdC-L forma 230 módulo comercial terminal de EM600 ser lançado em março de 2019, 230 MHz rede sem fios indústria electricidade ecossistema tomou da indústria, para atingir a gama de equipamento escala padronizada da oferta.

terminais de telecomunicações de rede sem fio de energia amplamente utilizada na transmissão de energia, transformação, distribuição, eletricidade e outros serviços em uma função de acesso de comunicação do poder de realizar o dispositivo terminal. Com base no sistema embarcado desenvolvido LTE-G do terminal compatível com diferentes processos de negócio 230 de rede sem fio de energia de telecomunicações, e uma interface de comunicação via testes de desempenho terminal de acesso de serviço e testado para verificar a estabilidade ea confiabilidade da operação do terminal.

1 LTE-G 230 MHz Vista geral do sistema de comunicação

LTE-G sistema de comunicação sem fios de alimentação de 230 MHz é avançada utilizando a tecnologia de comunicações sem fios TD-LTE, banda larga sistema de comunicação sem fio, em conjugação com o poder de desenvolvimento empresarial específica, inclui o negócio cobertura potência necessária grande, de alta capacidade, alta fiabilidade, segurança e forte, flexível características de expansão fácil, pode ser amplamente utilizado recolha de informação, automação de distribuição, monitorização do estado de transmissão de energia, energia distribuída, monitoramento de vídeo ao vivo, veículo elétrico que carrega pilha / estação de serviço. O sistema consiste de um terminal de comunicao remota 230 (terminal 230), a estação de base, a rede nuclear e a configuração da rede mostrada na FIG. 1.

(1) A 230 terminal: um 230 uma comunicação de ligação ascendente de terminal com uma estação base, uma comunicação de ligação descendente com o equipamento de alimentação, incluindo principalmente as interfaces de série, porta Ethernet, a porta Io, etc, para conseguir a aquisição de negócios e transmissão de dados, informao de controlo e semelhantes emitido, em externo terminais, terminais integrados e terminais móveis.

(2) da estação de base: um interface de ar para comunicar com o terminal 230, é responsável para a programação e controlo de acesso do recurso, etc, que podem ser divididos em macro estações de base, de cobertura da estação de base e a cobertura local de estação base cobertura moderada.

(3) Rede de Núcleo: entre plataformas de serviço e uma rede de acesso de rádio, transmissão de dados de serviço, o controle de acesso à rede e funções de gestão.

(4) de gerenciamento de rede: Main monitoramento de status de rede, gerenciamento de configuração elemento de rede, e operação e manutenção.

Projeto de terminais de comunicações remotas 2

2.1 A concepção global arquitetura

A comunicação remota concepção modular terminal, de acordo com a função pode ser dividida em unidade mestre ARM e um módulo de comunicação LTE-G 230 em duas partes, ambas através do protocolo de comunicação serial, hardware e software são independentes um do outro, como mostrado na FIG. O principal aspecto de controlo da unidade ARM fornece interfaces externas, incluindo porta serial, porta Ethernet, etc., uma fonte de dispositivo de comunicação, de acordo com os diferentes tipos de "incorporado terminal" e "terminal externo", mudando o número e tipo de interface externa, por outro lado, pela dados em série para controlar o módulo de comunicação para interagir com; comunicações de ligação ascendente módulo para alcançar e manter uma ligação de comunicação sem fio estabelecida através de uma interface de ar com uma estação de base, os dados de ligao descendente câmbio realizada através da porta série com a unidade mestre ARM.

unidade mestre ARM usando GD32F450 chip ARM doméstico incorporado, o chip é um general-purpose 32-bit microcontrolador baseado no processador ARM Cortex-M4, em tempo real incorporado multitarefa do sistema operacional uC / OS III operando, de tal forma que a programação pode ser dividido em diferentes tarefas em tempo real, mecanismo multi-tasking de terminais de comunicação e pilha de protocolos apoio lwIP para alcançar análise de protocolo TCP / IP. LTE-G 230 módulo de comunicação utilizando auto-estudo "Grid Estado núcleo" SGC3103, o chip é primeiro para a banda de 230 MHz desenvolveu chip de proprietário, principalmente pelo DSP, eDRAM interno, de cache, periféricos, processamento de frequência intermédia unidades, de camada física, o plano de serviço, o software do plano de controlo; RF parte completa principalmente o sinal de banda de base de conversão direcção de ligação ascendente digital-analógico, filtrando, up-conversion, amplificação de potência e outras funções, o interface de ar da ligação descendente de sinais de frequência de rádio de amplificação de baixo nível de ruído, a frequência de deslocamento de conversão, filtragem, conversão de analógico para digital.

2.2 Hardware Projeto

LTE-L 230 de comunicao remota hardware do terminal inclui, essencialmente, uma unidade de controlo principal, um módulo de comunicação, uma unidade de fonte de alimentação e uma unidade de interface de periférico mostrado na Fig. 3.

(1) a unidade de controlo principal: O GD32F450 chip ARM, uma capacidade MB construído Flash, 256 KB SRAM capacidade, 4 th porta serial nível TTL, um RMII porta Ethernet. De série 1, em que o módulo de comunicação comunicação de depuração de série, o módulo de comunicação da porta de série 8 e o serviço de comunicações, uma comunicação remota do terminal 4 porta de depuração de série, equipamentos de alimentação de comunicação em série e 7, para facilidade de operação e manutenção e comissionamento, porta serial 4 e 7 conector DB9 com uma interface de série de diferentes pinos, um DB9 comum.

(2) Comunicação módulo: usando auto-desenvolvimento SGC3103 "country rede core", processador de rede nacional integrada núcleo DSP, uma unidade de processamento de banda base, uma unidade de processamento de freqüência intermediária, um módulo de comunicação embutido no Flash, a unidade de processamento RF, nível dois TTL porta serial. Em que a porta de depuração de série de comunicação 1 da unidade principal, tráfego de comunicação da porta 8 e a porta 2 da unidade mestre.

(3) a unidade de fonte de alimentação: de entrada de energia DC da fonte de alimentação de 12 V, que tem uma função positiva e negativa anti-inversa; módulos de protecção EMC interno, protecção ao nível da classe EMC4; conversão de energia módulo converte a DC de 12 V a demanda V CC 5 e DC 3.3 V.

(4) periférica Interface Unit: periférica interface compreende um RS232 serviço de alimentação em série, para o terminal externo através do chip de série MAX3232 e a unidade de controlo principal 7, mudança de nível, para o terminal incorporado, directamente ligado à unidade de controlo principal porta 7 , mostrado em linhas tracejadas na figura 3;. RS232 depuração de série, pedaços de MAX3232 através da série e a principal unidade de controlo 4, o nível de deslocamento; porta de rede de serviço de alimentação, através do chip PHY está ligado com a unidade de controlo principal LAN8720Ai RMII porta de rede; JTAG porta de depuração, e a unidade de controlo principal está ligado, a programação de linha de ARM e função de depuração; LED indicador de estado indicação proporcionando funcionalidade terminal, facilidade de estado de transferência de dados e uma porta Ethernet de observação, e um módulo de comunicação ligado a um estado da rede; LTE antena, utilizando conector RF micro-coaxial 50 , cobrindo frequência DC ~ 2 GHz.

circuito de hardware utiliza quatro camada PCB, vestígios tomar grupo política da pluralidade de linhas de sinal de dados do mesmo módulo ou chip, para optimizar a qualidade do sinal, e os terminais externos circuito de hardware incorporado mostrado na Figura 4 e 5, o terminal requisitos e normas ambientais, a estrutura global da concepção caixa de protecção do terminal industrial, embutidos e os terminais externos 6 do terminal mostrado na FIG.

2.3 Software Design

Na concepção de software, o terminal de comunicao pode ser dividida em uma unidade mestre e um módulo de comunicação ARM duas partes, compreendendo cada um de accionamento e uma camada de protocolo de rede, operando camada de sistema e uma camada de software de aplicação, como mostrado na FIG.

Dirigindo a camada de protocolo de rede fornece porta serial, porta Ethernet, os drivers de hardware GPIO associados; camada de sistema operacional completo, principalmente, a gestão multi-tarefa programação, gerenciamento de interrupção, e as funções de gerenciamento de memória, a unidade de controle principal usa o sistema operacional ARM uC / OS III, módulo de comunicação sistema operativo grupo Núcleo empregue; multitarefa desenho modular camada de software de aplicação, o principal identificação do serviço e aplicação de controlo de potência, a análise de comandos AT, processamento de dados e / funções de gestão de porta I S, juntamente com a operação remota e actualizações de manutenção e de vigilância função.

O design modular da diferença para as classes de coleta de dados, a extremidade distal da classe de controle, tipo de acesso móvel, etc. requisitos de serviços de vídeo Energia, função de camada flexível definido re-aplicação, controle remoto de comunicação terminal "container" de rápido desenvolvimento e ao uso recolha de serviço de informação eléctrica, como um exemplo, o desenho funcional de software mostrado na Fig. 8. comunicação de tarefas de controlo do tráfego com o concentrador, e outras funções de gestão, incluindo a AT tarefa de análise de comando, de I / O tarefas de gestão, remoto upgrade; AT comando analisar operação da tarefa de determinação de modo concentrador, executa o modo PPP PPP um módulo de comunicação , modo interativo State Grid após o protocolo TCP / IP, através de um cartão virtual e módulos de comunicação interagem; I tarefas de gerenciamento / O módulo de comunicação e dados de interação direta, depois de tarefas de controle de serviço de interagir com dados centralizados e indicadores de controle; atualizar remoto tarefas receber dados através de um módulo de comunicação de interface aérea, a principal ARM unidade de controle do firmware de processamento de dados de atualização, e comunicações de dados para percorrer o módulo de atualização pilha de protocolos TCP / IP é retornado ao módulo parses de comunicação, atualizações de firmware; watchdog monitoramento do status de cada sub-tarefa em execução em tempo real, uma tarefa qualquer erro irá reiniciar o terminal e informar a mensagem de erro.

3 Teste de desempenho eléctrico do terminal

De acordo com a rede nacional empresas de electricidade padrão de 230 MHz de teste do sistema de comunicações via rádio requisitos da especificação e métodos, testados para o terminal de comunicao remota desempenho eléctrico, o conteúdo e teste principais resultados são mostrados na Tabela 1, o desempenho eléctrico do terminal pode satisfazer as exigências da especificação.

Terminal de Acesso Serviço de Teste 4

No serviço de recolha de informação, como um exemplo, o terminal de comunicao remoto incorporado neste documento é concebido estatuto e operações de mineração de teste de aptidão funcional, o ambiente de teste mostrado na Fig.

Coleta e uma precisão de teste remoto, os seguintes passos:

(1) incorporado no concentrador de montagem do terminal, através de tanto a comunicação serial TTL, terminal de informação recolha computador executando analógicos estação mestre comunica eléctricos com uma rede central;

(2) concentradores de energia, iniciar terminal de comunicao remota, o terminal de comunicação está adequadamente configurada e os parâmetros de lado do sistema, o procedimento de estabelecimento da ligação de comunicação sem fios está concluída;

(3) estao mestre envia analógico comando de chamada de dados de medição, de comando a gravação é emitido aquisição de dados normal, a comunicação de dados é normal, mostrada na Figura 10;

(4) da estação principal emite um comando de controle, a gravação emitida sob os controles de comando de controle normais se as operações produzirão efeitos;

(5) repetir as etapas (3) e (4) 50, os resultados do teste estatístico.

processo de teste sem interrupções caiu, os resultados dos testes para a Coleta taxa de sucesso de 100%, remoto controlar 100% correto.

5. Conclusão

Com o objetivo de 230 MHz de potência rede privada sem fio, baseado em sistemas embarcados pesquisa e desenvolvimento de wireless terminal de comunicação de rede privada remota de energia elétrica. Em primeiro lugar, uma descrição geral do estado da fonte de aplicativos de rede sem fios 230 MHz, para os requisitos de serviço de energia, descrita a configuração de papel e terminal do sistema de comunicação 230 MHz LTE-L comunicação no sistema; em seguida, a base geral arquitetura, respectivamente, a partir do hardware o desenvolvimento de design e software e função dos terminais de comunicações remotas; e, finalmente, para levar a cabo as funções elétricas do terminal de negócios de teste de desempenho e de mineração de teste. Após o teste, o terminal de comunicação remota aqui podem ser projetados para atender as exigências dos padrões de desempenho, para satisfazer as necessidades energéticas de comunicações de rede privada sem fio pelas operações de mineração de teste funcionais. trabalho de acompanhamento continuará a testar outros indicadores de desempenho, e as empresas de distribuição do Estatuto do ajuste e testes funcionais para verificar a capacidade de carga de todos os tipos de terminais de telecomunicações no negócio de energia.

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Informação sobre o autor:

Wangxing Tao, Zhao Wei Xun, Fu Hai Xuan, Li Jinan, Dinggao Quan, Wu Qing, Li Wen Jing

(State Grid Information & Communications Industry Group Co., Ltd., Beijing 102211)