一種信息傳輸裝置的製作方法

2023-05-29 01:25:11

專利名稱：一種信息傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種信息傳輸裝置。
背景技術：
目前，我國農村電力系統採取總控室_變電所的模式，即市/縣級電力調度部門通過總控室來實時監測和遙控位於農村的各個變電所的運行，遠端變電所的RTU(Remote TerminalUnit，遠程終端控制系統)向其上級總控室上傳監測數據，總控室向變電所下傳 控制數據。由於我國農村電力系統的通信大部分還在採用電力部早期制定的「CDT(循環式 遠動規約)，，通信規約，而該規約的特點是在通信信道中往復循環發送數據，因此造成通信 數據流量大，傳輸效率低，並且需要佔用大量的通信帶寬，造成通信資源的浪費。在其他類 似的採用上級主站-子站模式的系統(例如氣象監測系統、能源(煤、石油、天然氣)生產與 輸送系統、水利調度系統、水文監測系統等)的通信中，同樣存在著上述通信數據流量大、 傳輸效率低、浪費通信帶寬的問題。尤其是當通信系統是採用VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小天線地球站)的衛星通信系統時，低傳輸效率、大量的通信帶寬意味著高額 的衛星通道租用費，這對由於地處山區、丘陵、海島等地形複雜區域而必須使用VSAT衛星 通信系統的我國廣大農村而言，提高傳輸效率、節約通信帶寬資源顯得尤其重要。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種信息傳輸裝置，減少通信信道中的冗餘數 據，節約通信帶寬，提高傳輸效率。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種信息傳輸裝置，應用於具有子站 和監控所述子站運行狀態的上級主站的通信系統，包括信息處理模塊和網絡交換模塊，其 中所述信息處理模塊，用於接收子站RTU的上行數據，對所述上行數據進行優化處 理後傳送給所述網絡交換模塊，所述優化處理包括濾除所述上行數據中的冗餘數據；接收 所述網絡交換模塊的第一下行數據，並將所述第一下行數據傳送給所述子站RTU，所述第一 下行數據為所述子站的上級主站對所述子站的控制信息；所述網絡交換模塊，用於接收所述信息處理模塊傳送的經過優化處理的數據，進 行相關數據協議轉換後發送給所述子站的上級主站；接收所述子站的上級主站對所述子站 的控制信息，進行相關數據協議轉換後傳送給所述信息處理模塊。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述信息處理模塊還用於監測所述網絡 交換模塊的工作狀態，在所述網絡交換模塊出現死機或休眠時，保存所述網絡交換模塊的 現場參數及數據，並重啟所述網絡交換模塊。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述信息處理模塊還用於對所述子站的 設置參數及工作狀態進行實時監測，在所述子站的設置參數或者工作狀態出現異常時，將 異常信息通過所述網絡交換模塊上傳給所述子站的上級主站。
進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述信息處理模塊還用於對所述子站的設置參數及工作狀態進行實時監測，在所述子站的設置參數或者工作狀態出現異常時，將 異常信息通過所述網絡交換模塊上傳給所述子站的上級主站。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述優化處理還包括對所述上行數據按 照重要性由大到小進行排序，優先傳輸重要性大的數據。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述信息傳輸裝置進一步包括接口模塊， 所述子站RTU的上行數據通過所述接口模塊傳送給所述信息處理模塊，所述信息處理模塊 通過所述接口模塊將所述第一下行數據傳送給所述子站RTU。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述接口模塊中的接口包括串行通信接 口、USB接口和光纖接口中的一種或幾種。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述網絡交換模塊還用於接收所述子站 中除RTU外的其他自動化終端的數據信息，對該數據信息進行相關數據協議轉換後發送給 所述子站的上級主站；接收所述子站的上級主站對所述子站中除RTU外的其他自動化終端 的控制信息，對該控制信息進行相關數據協議轉換後發送給所述子站中除RTU外的其他自 動化終端中的相應終端。本發明還提供一種信息傳輸裝置，包括依次串聯的BCM5338晶片、RCM2200晶片和 串行通信接口 RS-232/422/485。進一步地，上述裝置還可具有以下特點，所述RCM2200晶片和串行通信接口 RS-232/422/485之間還串聯有光電隔離晶片6N713。本發明能夠有效提高傳輸效率，節約通信帶寬。


圖1為本發明信息傳輸裝置的結構圖；圖2為本發明信息傳輸裝置的應用示意圖；圖3為本發明信息傳輸裝置的硬體結構圖。
具體實施例方式本發明的主要構思是，在子站(比如電力系統中的變電所)與該子站的上級主站 (比如電力系統中變電所的上級總控室)之間加入一個通信單元-信息傳輸裝置，使得原 來子站通過通信系統直接傳送給其上級主站的數據經由上述的信息傳輸裝置再通過通信 系統傳送給該子站的上級主站。該信息傳輸裝置能夠對來自子站的數據進行過濾，濾除掉 其中的冗餘數據，從而可以大大減少通信數據流量、提高傳輸效率，節約通信帶寬資源。此 夕卜，該信息傳輸裝置還可以對來自子站的數據進行其他優化處理，比如，根據數據的重要性 大小進行排序，使得重要數據得到優先傳輸、從而進一步提高傳輸效率。本發明可以應用 於所有具有子站和監控所述子站運行狀態的上級主站的通信系統，比如前述的農村電力系 統、氣象監測系統、能源(煤、石油、天然氣)生產與輸送系統、水利調度系統、水文監測系統 等的通信系統中。圖1是本發明信息傳輸裝置的結構圖。如圖1所示，本發明的信息傳輸裝置包括 信息處理模塊1和網絡交換模塊2，其中
信息處理模塊，用於接收子站RTU的上行數據，對該上行數據進行優化處理後傳 送給網絡交換模塊，其中，優化處理包括濾除該上行數據中的冗餘數據；接收網絡交換模塊 的第一下行數據，並將該第一下行數據傳送給子站RTU，其中，第一下行數據為子站的上級 主站對該子站的控制信息；其中，信息處理模塊對子站RTU的上行數據進行的優化處理還包括，對子站RTU的 上行數據按照重要性由大到小進行排序，優先傳輸重要性大的數據。這樣就使得重要數據 得到優先傳輸，可以有效提高傳輸效率。網絡交換模塊，用於接收信息處理模塊傳送的經過優化處理的數據，進行相關數 據協議轉換後發送給該子站的上級主站；接收該子站的上級主站對該子站的控制信息，進 行相關數據協議轉換後傳送給信息處理模塊。由於本發明的信息傳輸裝置一般安裝在子站中，而子站通常是自動化系統的末 端，實行無人化管理，因此如果該裝置本身出現故障，或者子站的其他設備出現故障，子站 的上級主站就要派維護人員到子站進行維修，而子站和其上級主站的距離一般很遠，這無 疑給裝置的維護工作帶來了很大困難。因此，本發明的信息傳輸裝置進一步設置了監測功 能信息處理模塊還用於監測網絡交換模塊的工作狀態，在網絡交換模塊出現死機或 休眠時，保存網絡交換模塊的現場參數及數據，並重啟網絡交換模塊；並且，信息處理模塊還用於對子站的設置參數及工作狀態進行實時監測，在該子 站的設置參數或者工作狀態出現異常時，將異常信息通過網絡交換模塊上傳給該子站的上 級主站。上級主站的管理人員發現子站的異常信息後可以通過向子站發送控制信息的方式 使子站恢復正常工作狀態。再如圖1所示，本發明的信息傳輸裝置還進一步包括接口模塊3，子站RTU的上行 數據可以通過該接口模塊傳送給信息處理模塊，信息處理模塊也可以通過該接口模塊將上 述的第一下行數據(即子站的上級主站對該子站的控制信息)傳送給子站RTU。由於信 息傳輸裝置中的信息處理模塊是直接與子站RTU通信的，如果兩者的通信接口不匹配，則 它們之間就不能進行正常的通信，接口模塊就是為了處理不同通信接口的兼容問題而設置 的，有了接口模塊，本發明的信息傳輸裝置就可以和子站中已有的可能具有不同通信接口 的設備進行通信了，達到了很好的兼容性。其中，接口模塊中的接口可以包括串行通信接 口、USB(UniversalSerial BUS，通用串行總線)接口以雷射纖接口中的一種或幾種，當然， 隨著應用領域的擴展，接口模塊中還可以設置更多類型的接口。再如圖1所示，為了提高裝置的工作可靠性，本發明信息傳輸裝置還可以進一步 包括光電隔離模塊4，該模塊設置於信息處理模塊和接口模塊之間，用於隔離信息處理模塊 和接口模塊之間的幹擾信號。來自子站RTU的上行數據依次通過接口模塊、光電隔離模塊 後再送達信息處理模塊，這樣可以屏蔽數據中混入的幹擾信號，從而可以有效提高本發明 信息傳輸裝置的工作可靠性。為了對子站中除RTU外的其他設備(如子站中的視頻監控設備、IP終端電話、終 端伺服器等)進行監控，本發明的信息傳輸裝置進一步設置了與子站中除RTU外的其他自 動化終端的通信功能，為此，網絡交換模塊還用於接收子站中除RTU外的其他自動化終端 的數據信息，對該數據信息進行相關數據協議轉換後發送給該子站的上級主站；以及接收該子站的上級主站對該子站中除RTU外的其他自動化終端的控制信息，對該控制信息進行 相關數據協議轉換後發送給該子站中除RTU外的其他自動化終端中的相應終端。
圖2給出了本發明的信息傳輸裝置的一個應用示例。如圖2所示，信息傳輸裝置的 一端分別與自動化RTU、視頻監控設備、IP終端電話、終端伺服器等相連，另一端連接衛星 IDUdntermittent Drive Unit，間歇傳動裝置)，通過衛星 IDU 與衛星 ODU (Outdoor Unit, 集光纖配線單元)進行通信。其中，視頻監控設備、IP終端電話、終端伺服器等設備上傳給 主站的數據信息就是通過網絡交換模塊傳送的，同時，主站對這些設備的控制信息也是通 過網絡交換模塊傳送的。為此，網絡交換模塊上設置了區域網埠，用以同子站中除RTU外 的其他設備進行通信。本發明還提出了一種信息傳輸裝置，如圖3所示，該信息傳輸裝置包括依次串聯 的BCM5338晶片、RCM2200晶片和串行通信接口 RS-232/422/485，其中，RCM2200晶片和串 行通信接口 RS-232/422/485之間還可以串聯有光電隔離晶片6N713晶片，用於隔離幹擾信號。其中，RCM2200晶片接收子站RTU的上行數據，對該上行數據進行優化處理後傳 送給BCM5338晶片，其中，優化處理包括濾除該上行數據中的冗餘數據；RCM2200晶片接收 BCM5338晶片的第一下行數據，並將該第一下行數據傳送給子站RTU，其中，第一下行數據 為子站的上級主站對該子站的控制信息；BCM5338晶片接收RCM2200晶片傳送的經過優化處理的數據，進行相關數據協議 轉換後發送給該子站的上級主站；接收該子站的上級主站對該子站的控制信息，進行相關 數據協議轉換後傳送給RCM2200晶片。由圖3可見，還具有4個區域網埠，用來對子站中除RTU外的其他設備(如子站 中的視頻監控設備、IP終端電話、終端伺服器等)進行監控。BCM5338晶片接收子站中除 RTU外的其他自動化終端的數據信息，對該數據信息進行相關數據協議轉換後發送給該子 站的上級主站；以及接收該子站的上級主站對該子站中除RTU外的其他自動化終端的控制 信息，對該控制信息進行相關數據協議轉換後發送給該子站中除RTU外的其他自動化終端 中的相應終端。RCM2200晶片還監測BCM5338晶片的工作狀態，在BCM5338晶片出現異死機或休眠 狀況時，保存BCM5338晶片的現場參數及數據，並重啟BCM5338晶片，使之恢復正常工作。並且，RCM2200還對子站的設置參數及工作狀態進行實時監測，在該子站的設置參 數或者工作狀態出現異常時，將異常信息通過BCM5338晶片上傳給該子站的上級主站。子站RTU的上行數據通過串行通信接口 RS-232/422/485傳送給RCM2200晶片， RCM2200晶片也通過串行通信接口 RS-232/422/485將上述的第一下行數據(即子站的上級 主站對該子站的控制信息)傳送給子站RTU。6N713晶片隔離掉通過串行通信接口 RS-232/422/485子站RTU的上行數據中的幹 擾信號。本發明的信息傳輸裝置可以應用在農村電力系統、氣象監測系統、能源(煤、石 油、天然氣)生產與輸送系統、水利調度系統、水文監測系統等的通信系統中，能夠對來自 這些系統中子站RTU中的數據進行過濾，濾除冗餘數據，從而減少通信數據流量，因此能夠 有效提高傳輸效率，節約通信帶寬。對於採用VSAT技術的衛星通信系統，傳輸效率的提高以及通信帶寬的節約又能夠大大降低租用衛星通信信道的費用，節約系統運行的成本。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替 換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種信息傳輸裝置，應用於具有子站和監控所述子站運行狀態的上級主站的通信系統，其特徵在於，包括信息處理模塊和網絡交換模塊，其中所述信息處理模塊，用於接收子站RTU的上行數據，對所述上行數據進行優化處理後傳送給所述網絡交換模塊，所述優化處理包括濾除所述上行數據中的冗餘數據；接收所述網絡交換模塊的第一下行數據，並將所述第一下行數據傳送給所述子站RTU，所述第一下行數據為所述子站的上級主站對所述子站的控制信息；所述網絡交換模塊，用於接收所述信息處理模塊傳送的經過優化處理的數據，進行相關數據協議轉換後發送給所述子站的上級主站；接收所述子站的上級主站對所述子站的控制信息，進行相關數據協議轉換後傳送給所述信息處理模塊。
2.根據權利要求1所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述信息處理模塊還用於監測 所述網絡交換模塊的工作狀態，在所述網絡交換模塊出現死機或休眠時，保存所述網絡交 換模塊的現場參數及數據，並重啟所述網絡交換模塊。
3.根據權利要求1所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述信息處理模塊還用於對所 述子站的設置參數及工作狀態進行實時監測，在所述子站的設置參數或者工作狀態出現異 常時，將異常信息通過所述網絡交換模塊上傳給所述子站的上級主站。
4.根據權利要求1所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述優化處理還包括對所述上 行數據按照重要性由大到小進行排序，優先傳輸重要性大的數據。
5.根據權利要求1所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述信息傳輸裝置進一步包括 接口模塊，所述子站RTU的上行數據通過所述接口模塊傳送給所述信息處理模塊，所述信 息處理模塊通過所述接口模塊將所述第一下行數據傳送給所述子站RTU。
6.根據權利要求5所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述接口模塊中的接口包括串 行通信接口、USB接口和光纖接口中的一種或幾種。
7.根據權利要求5所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述信息傳輸裝置進一步包括 光電隔離模塊，用於隔離所述信息處理模塊和所述接口模塊之間的幹擾信號
8.根據權利要求1所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述網絡交換模塊還用於接收 所述子站中除RTU外的其他自動化終端的數據信息，對該數據信息進行相關數據協議轉換 後發送給所述子站的上級主站；接收所述子站的上級主站對所述子站中除RTU外的其他自 動化終端的控制信息，對該控制信息進行相關數據協議轉換後發送給所述子站中除RTU外 的其他自動化終端中的相應終端。
9.一種信息傳輸裝置，其特徵在於，包括依次串聯的BCM5338晶片、RCM2200晶片和串 行通信接口 RS-232/422/485。
10.根據權利要求9所述的信息傳輸裝置，其特徵在於，所述RCM2200晶片和串行通信 接口 RS-232/422/485之間還串聯有光電隔離晶片6N713。
全文摘要
本發明涉及一種信息傳輸裝置，包括信息處理模塊和網絡交換模塊，其中信息處理模塊用於接收子站RTU的上行數據，對該上行數據進行優化處理後傳送給網絡交換模塊，優化處理包括濾除上行數據中的冗餘數據；接收網絡交換模塊的第一下行數據，並將第一下行數據傳送給所述子站RTU，所述第一下行數據為所述子站的上級主站對所述子站的控制信息；網絡交換模塊用於接收所述信息處理模塊傳送的經過優化處理的數據，進行相關數據協議轉換後發送給所述子站的上級主站；接收所述子站的上級主站對所述子站的控制信息，進行相關數據協議轉換後傳送給所述信息處理模塊。本發明能夠有效提高傳輸效率，節約通信帶寬。
文檔編號H04L12/56GK101815019SQ20091030049
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者柳暉, 焦貴峰 申請人:北京元豐旺科技發展有限責任公司