[发明专利]LoRa+PLC双模内置模块及使用该模块的通讯结构和通讯方法

说明书

本发明公开了一种LoRa+PLC双模内置模块，包括MCU、HPLC宽带载波芯片、LoRa射频模块、LED指示灯、载波信号耦合部分和充电电路部分，LoRa射频模块用于发送和接收LoRa数据，HPLC宽带载波芯片用于在LoRa通信达不到的地方切换PLC去发送和接收LoRa数据，LED指示灯用于各个模块运行状态的指示，载波信号耦合部分用于将载波信号耦合到电力线上，充电电路部分用于电源管理和短路保护。本发明采用PLC与LoRa两种通道，将数据进行采集和回传，确保大部分可通过LoRa无线通信上报，而死角和盲区等位置通过PLC进行传输，可以将数据更远更稳定地传输至网关，使得远程抄表变得更加便捷。

技术领域

本发明属于通讯领域，尤其涉及一种LoRa+PLC双模内置模块及使用该模块的通讯结构和通讯方法。

背景技术

随着我国电力行业体制改革的不断深化，原来人工抄表和统计结算的抄表方式显然不能适应市场商业化运营的需要。因此，必须建立以自动化为基础的电能量计量计费自动化系统，以提高电能量的采集、传输、处理的精确性、可靠性和及时性。

随着微电子技术的不断进步，许多通信方式被应用到电能表通讯中，目前市面上主流的内置模块通讯方式有：LoRa、电力线载波(下称PLC)以及微功率无线通信等。这些通讯或多或少都有些不足之处：

(1)微功率无线：功率小，灵敏度受限，覆盖范围小，通信距离短，受障碍物影响严重。

(2)PLC：在电网波动较小和短距离线路传输情况，利用PLC载波技术可以通过电线进行抄表数据传输，但不利于远距离信息采集和电力负荷波动较大的区域。

(3)LoRa：LoRa无线网络能够覆盖较大的室外区域和部分室内部分，但深入建筑内死角或地下室仍存在盲区，例如地下、封闭空间、建筑内死角等,信号穿透性欠佳。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种采用LoRa+PLC双模内置模块的PLC与LoRa两种通道，将数据进行采集和回传，确保大部分可通过LoRa无线通信上报，而死角和盲区等位置通过PLC进行传输，弥补了两种通讯方式各自的缺点，可以将数据更远更稳定地传输至网关，使得远程抄表变得更加便捷的LoRa+PLC双模内置模块及使用该模块的通讯结构和通讯方法。

本发明的技术方案：一种LoRa+PLC双模内置模块，包括MCU、连接在MCU上的HPLC宽带载波芯片、LoRa射频模块和LED指示灯以及连接在HPLC宽带载波芯片上的载波信号耦合部分和充电电路部分，所述LoRa射频模块用于发送和接收LoRa数据，所述HPLC宽带载波芯片用于在LoRa通信达不到的地方切换PLC去发送和接收LoRa数据，所述LED指示灯用于各个模块运行状态的指示，所述载波信号耦合部分用于将载波信号耦合到电力线上，所述充电电路部分用于电源管理和短路保护。

优选地，所述HPLC宽带载波芯片与MCU通过SPI连接，所述LoRa射频模块与MCU通过SPI连接，所述LED指示灯与MCU通过GPIO连接。

一种使用LoRa+PLC双模内置模块的通讯结构，包括计量主站、连接在计量主站上的服务器、连接在服务器上的LoRa+PLC网关和集中器、连接在LoRa+PLC网关和集中器上的PLC电力线、在LoRa+PLC网关上自组网的LoRa无线通讯广域网以及通过PLC电力线和LoRa无线通讯广域网方式通讯的电能表，所述电能表的内部安装LoRa+PLC双模内置模块。

优选地，所述服务器通过Enternete数据透传连接计量主站，所述集中器通过4G连接服务器，所述LoRa+PLC网关通过4G或者Enternete连接服务器，所述服务器上部署核心网或者HES系统。