(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611115948.7
(22)申请日 2016.12.07
(71)申请人 国网浙江省电力公司电力科学研究
院
地址 310014 浙江省杭州市朝晖八区华电
弄1号
申请人 上海金智晟东电力科技有限公司
(72)发明人 吴栋萁 杨涛 张佑鹏 黄晓明
(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 罗满
edi电源(51)Int.Cl.
硬质合金锯片铣刀
G01R 31/08(2006.01)
G08C 17/02(2006.01)
(54)发明名称
讯方法
(57)摘要
自动干手器分合闸电磁铁本发明公开了基于LoRa技术的故障指示器
及其长距离通讯方法，
基于LoRa技术的故障指示器包括：CT取电模块，用于通过挂在带电的配电
架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故
器，用于采集电力线上的电流信号和电压信号；
与信号采集器相连的滤波器，用于对电流信号和
压信号和电流信号；与滤波器相连的微控制器
MCU，用于输出故障信息；与微控制器MCU相连的
LoRa无线通讯模块。可见，该故障指示器在不增
加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器
与数据集中器之间的距离，
实现长距离通讯。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 106771859 A 2017.05.31
C N 106771859
A
1.一种基于LoRa技术的故障指示器，其特征在于，设置在配电线路上，包括：
CT取电模块，用于通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电；
与所述CT取电模块相连的信号采集器，用于采集电力线上的电流信号和电压信号；与所述信号采集器相连的滤波器，用于对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号；乐器架
与所述滤波器相连的微控制器MCU，用于输出故障信息；
与所述微控制器MCU相连的LoRa无线通讯模块，用于将故障信息发送至数据集中器。
2.如权利要求1所述的故障指示器，其特征在于，还包括：
与所述微控制器MCU相连的闪光指示灯，用于在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮。
3.如权利要求2所述的故障指示器，其特征在于，还包括：
与所述LoRa无线通讯模块相连的微处理器，用于对LoRa无线通讯模块的电源及功率进行控制。
4.如权利要求3所述的故障指示器，其特征在于，所述LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。
5.如权利要求4所述的故障指示器，其特征在于，收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
6.一种基于LoRa技术的故障指示器的长距离通讯方法，其特征在于，所述故障指示器为权利要求1至5中任意一项所述的故障指示器，该方法包括：
所述故障指示器利用所述LoRa无线通讯模块与LoRa网关进行无线通信，将故障信息发送至LoRa网关；LoRa网关将故障信息通过GPRS网络发送至后台服务器。
权 利 要 求 书1/1页CN 106771859 A
基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法rs232和ttl
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法。
背景技术
[0002]目前，故障指示器安装在配电线路上，通过检测配电线路的电流及电场，然后通过计算来判断配电线路的短路故障或者接地故障，并通过无线发送数据到配电后台服务器，以便及时快速准确的定位故障点，便于维护人员能及时抢修，恢复线路正常供电。现有的故障指示器一般采用两种无线通讯方式，一种采用基于FSK调制方式Sub 1GHz通讯即小于1GHz频率通讯，另一种是采用基于2.4G直序扩频技术ZigBee通讯。
[0003]以上两种技术的故障指示器都属于低速率、近程通讯(10米-100米)，当需要提高故障指示器间的通讯距离时，实现长距离通讯时，一种方法是提高无线放大功率，从而大幅度的增加装置的功率消耗，导致功率消耗太高。由于故障指示器的应用的特殊性，其安装于配电线路上，通过无线与数据集中器通讯，采用开合式电流互感器从线路上取电，当线路有电流时，电流互感器取电来供故障指示器工作，当线路上没电或电流较小时，采用内部电池供电，所以增加功耗必然带来其使用寿命的缩短。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法，该故障指示器在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供基于LoRa技术的故障指示器，包括：
[0006]CT取电模块，用于通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电；
[0007]与所述CT取电模块相连的信号采集器，用于采集电力线上的电流信号和电压信号；
[0008]与所述信号采集器相连的滤波器，用于对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号；
[0009]与所述滤波器相连的微控制器MCU，用于输出故障信息；
[0010]与所述微控制器MCU相连的LoRa无线通讯模块，用于将故障信息发送至数据集中器。
[0011]优选的，所述故障指示器还包括：
[0012]与所述微控制器MCU相连的闪光指示灯，用于在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮。
[0013]优选的，所述故障指示器还包括：
[0014]与所述LoRa无线通讯模块相连的微处理器，用于对LoRa无线通讯模块的电源及功
率进行控制。
[0015]优选的，所述LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。
[0016]优选的，收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
[0017]本发明还提供一种基于LoRa技术的故障指示器的长距离通讯方法，所述故障指示器为上述故障指示器，该方法包括：
[0018]所述故障指示器利用所述LoRa无线通讯模块与LoRa网关进行无线通信，将故障信息发送至LoRa网关；
[0019]LoRa网关将故障信息通过GPRS网络发送至后台服务器。
[0020]本发明所提供的基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法，该故障指示器设置在配电线路上，包括：CT取电模块，用于通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电；与所述CT取电模块相连的信号采集器，用于采集电力线上的电流信号和电压信号；与所述信号采集器相连的滤波器，用于对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号；与所述滤波器相连的微控制器MCU，用于输出故障信息；与所述微控制器MCU相连的LoRa无线通讯模块，用于将故障信息发送至数据集中器。可见，该故障指示器采用了LoRa无线
通讯模块来进行数据无线传输，LoRa无线通讯模块基于LoRa无线扩频技术进行传输数据，具有传输距离远、功耗低的优点，如此基于LoRa技术优势，利用其本身的扩频调制技术的长距离低功耗的特性，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明实施例所提供的基于LoRa技术的故障指示器结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例所提供的基于LoRa技术的故障指示器的长距离通讯方法的流程图；
[0024]图3为基于故障指示器和LoRa网关的长距离通讯示意图。
具体实施方式
[0025]本发明的核心是提供基于LoRa技术的故障指示器及其长距离通讯方法，该故障指示器在不增加
故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯。
[0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0027]请参考图1，图1为本发明实施例所提供的基于LoRa技术的故障指示器的结构示意
图，该故障指示器包括：
[0028]CT取电模块101，用于通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电；
[0029]与CT取电模块101相连的信号采集器102，用于采集电力线上的电流信号和电压信号；
[0030]与信号采集器102相连的滤波器103，用于对电流信号和电压信号进行滤波和放大，得到除掉干扰后的电压信号和电流信号；
[0031]与滤波器103相连的微控制器MCU104，用于对除掉干扰后的电压信号和电流信号进行数据处理
和计算，当发现线路出现故障后，输出故障信息；
[0032]与微控制器MCU104相连的LoRa无线通讯模块105，用于将故障信息发送至数据集中器。
[0033]可见，该故障指示器采用了LoRa无线通讯模块来进行数据无线传输，LoRa无线通讯模块基于LoRa无线扩频技术进行传输数据，具有传输距离远、功耗低的优点，如此基于LoRa技术优势，利用其本身的扩频调制技术的长距离低功耗的特性，在不增加故障指示器功耗的前提下提高了故障指示器与数据集中器之间的距离，实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯。
[0034]基于上述故障指示器，具体的，所述故障指示器还包括：与微控制器MCU相连的闪光指示灯，用于在微控制器MCU发现线路故障时，进行灯光闪亮。
[0035]进一步的，所述故障指示器还包括：与LoRa无线通讯模块相连的微处理器，用于对LoRa无线通讯模块的电源及功率进行控制。微处理器具体为LoRa通讯触发及监控模块。[0036]其中，LoRa无线通讯模块包括射频芯片、收发天线和晶振电路。收发天线与射频芯片相连，晶振电路与射频芯片相连。
[0037]其中，微控制器MCU对除掉干扰后的电压信号和电流信号进行数据处理和计算，当发现线路出现故障后，输出故障信息。
[0038]该故障指示器实现故障指示器的长距离通讯，即无需提高无线放大功率就能实现故障指示器的长距离通讯，解决电力系统配电网配电线路上的故障指示器通讯距离和整机功耗之间的矛盾关系，和相关受影响的通讯可靠性，系统的复杂性。该故障指示器采用LoRa 通讯技术实现故障指示器的长距离通讯，提高了复杂情况下的故障指示器通讯的可靠性，保证了整个系统通讯的实时性和可靠性。
[0039]CT取电模块通过挂在带电的配电架空线路的电流互感器取电，输出电能供整个故障指示器供电。信号采集器采集电力线上的电流电压并输出至滤波器，滤波器对输入信号进行滤波及放大，抽取出有用的信号，除掉干扰后的信号输出至微控制器MCU。MCU进行数据处理及算法计算，当发现线路出现故障、短路等异常情况后，输出控制信号至闪光指示灯进行指示，同时也将故障信息通过无线发送出去。
[0040]LoRa无线通讯模块实现无线数据的接收和发送，同时通讯模块连接至微处理器，微处理器实现对LoRa无线通讯模块的监视与控制，当通讯模块侦测到有无线报文时，微处理器会触发MCU微控制器模块进行检测，分析此报文的类别并进行相应的处理，微处理器还对无线通讯模块的电源及功率进行控制，以达到整个系统的功率最小化。
[0041]本发明通过LoRa无线通讯模块采用了LoRa无线技术，融合了数字扩频、数字信号
