基于能信共传的WAPI无线网络覆盖系统的制作方法
本发明涉及能信共传与网络覆盖，尤其涉及一种基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统。
背景技术：
1、电网各个环节重要运行参数的在线监测对设备状态的预测、预防、调控具有重要支撑作用，而建立可靠且高效的监测信息、控制信息等的传输网络是建设智能电网的核心任务。在传统的城市地下管廊中，绝大多数(约占95％以上)地下管廊缺乏供电手段，同时部分管廊常年浸水，无法实现地下管廊的感知；由于缺乏供电手段且处于地下，地下管廊缺乏与外界通信的方法，无法实现监测。目前随着电缆入地工程的稳步推进，城市电网中的地埋电缆比例逐步增加，对电力管廊、电缆沟、排管内部的监测也日益重要，其中对有害气体、电缆局部放电、振动情况等的监测，以及振动、图像等传感器采集的信息的传输，都需要覆盖可靠性高、易布设的通信网络。
2、当前电网地埋监测网络在能量供应方面，由于传感器部署密度大且回传信息频率快，导致信息传输需要的能量大，通过电池供电的方式难以保障监测系统长时间运行，若采取有线供电方式，又存在取电点固定、线材束缚性强、转接设备占据大量体积重量、铺设困难和成本高等问题，还存在安全隐患；在信息传输方面，在狭长的地下空间内的通信存在可靠性低、覆盖范围小、难以实现全覆盖等问题。因此，在对类似地下管廊等的电网地埋监测上，地下狭长空间内存在信号覆盖和供电难的问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明实施例提供了一种基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
2、本发明的一个方面提供了一种基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，所述系统包括：位于变电站侧的wapi组网子系统和一体化光缆集成组件，所述wapi组网子系统包括wapi组网服务器和多个光源，所述一体化光缆集成组件包括光缆和集成于所述光缆的不同位置处的多个通信节点，
3、所述wapi组网服务器用于向所述多个通信节点发送携带来自用户的控制指令的控制信息并接收来自所述多个通信节点的监测信息；
4、所述光源用于发出传能光束；
5、所述光缆用于将所述多个光源发出的多个传能光束分别输送给各个通信节点，以对所述多个通信节点供能，并实现所述wapi组网服务器和所述多个通信节点之间的双向通信；
6、所述多个通信节点位于地下侧，用于根据接收的控制信息对所述地下侧布设的多种类传感器和/或通信设备进行控制以及采集所述多种类传感器和/或通信设备的监测信息，并回传所述监测信息给所述wapi组网服务器。
7、在本发明的一些实施例中，所述wapi组网子系统还包括：多个第一光信息处理模块，所述第一光信息处理模块包括：
8、第一激光器，用于接收来自所述wapi组网服务器的控制信息，根据所述控制信息产生携带所述控制信息的第一通信光束并发送给第一波分复用器；
9、所述第一波分复用器，用于将所述携带所述控制信息的第一通信光束传输给对应的通信节点，以及接收来自对应通信节点的基于所述监测信息产生的携带所述监测信息的第二通信光束并传输给第一光电探测器；
10、所述第一光电探测器，用于将所述携带所述监测信息的第二通信光束转化为携带所述监测信息的电信号并发送给所述wapi组网服务器。
11、在本发明的一些实施例中，所述通信节点包括：光电转化模块、能量存储模块、能量管理模块、wapi收发模块和第二光信息处理模块，所述第二光信息处理模块包括第二激光器、第二光电探测器和第二波分复用器，
12、所述光电转化模块，用于接收对应光源发出的传能光束，将所述传能光束转化为电能，并存储于所述能量存储模块中；
13、所述能量管理模块，用于对所述能量存储模块输出的电能进行稳压，并为所述wapi收发模块和所述第二光信息处理模块持续提供稳定的电压；
14、所述wapi收发模块，用于采集所述地下侧布设的多种类传感器和/或通信设备的监测信息，将所述监测信息发送给所述第二激光器，以及根据接收的来自所述第二光电探测器的基于所述第二光电探测器接收的携带所述控制信息的第一通信光束转化的携带所述控制信息的电信号控制所述多种类传感器和/或通信设备；
15、所述第二激光器，用于根据所述监测信息产生携带所述监测信息的第二通信光束并发送给所述第二波分复用器；
16、所述第二波分复用器，用于将所述携带所述监测信息的第二通信光束传输给对应的第一波分复用器，以及接收来自对应第一波分复用器的携带所述控制信息的第一通信光束并传输给所述第二光电探测器；
17、所述第二光电探测器，用于将所述携带所述控制信息的第一通信光束转化为携带所述控制信息的电信号并发送给所述wapi收发模块。
18、在本发明的一些实施例中，所述光缆内包括：多条传能光纤和多条通信光纤，
19、所述传能光纤用于连接对应的光源和与所述光源对应的光电转化模块，将所述光源发出的传能光束传输给所述光电转化模块，以进行能量传输；
20、所述通信光纤用于连接对应的第一波分复用器和与所述第一波分复用器对应的第二波分复用器，将所述第一波分复用器和所述第二波分复用器分别输出的通信光束分别传输给所述第二波分复用器和所述第一波分复用器，以进行双向通信。
21、在本发明的一些实施例中，所述wapi组网子系统还包括多个第三波分复用器，
22、所述第三波分复用器和对应的光源、与所述光源对应的第一波分复用器连接，用于接收对应的传能光束和来自所述第一波分复用器的携带所述控制信息的第一通信光束并合并，将合并得到的能信光束传输给对应的通信节点，以及接收来自对应通信节点的基于所述监测信息产生的携带所述监测信息的第二通信光束并传输给所述第一波分复用器。
23、在本发明的一些实施例中，所述通信节点包括：光电转化模块、能量存储模块、能量管理模块、wapi收发模块、第二光信息处理模块和第四波分复用器，所述第二光信息处理模块包括第二激光器、第二光电探测器和第二波分复用器，
24、所述第四波分复用器，用于接收来自对应第三波分复用器的能信光束并分离，得到对应光源发出的传能光束和对应第一波分复用器输出的携带所述控制信息的第一通信光束，并分别传输给所述光电转化模块和所述第二波分复用器，以及接收来自所述第二波分复用器的携带所述监测信息的第二通信光束并传输给对应的第三波分复用器；
25、所述光电转化模块，用于将对应光源发出的传能光束转化为电能，并存储于所述能量存储模块中；
26、所述能量管理模块，用于对所述能量存储模块输出的电能进行稳压，并为所述wapi收发模块和所述第二光信息处理模块持续提供稳定的电压；
27、所述wapi收发模块，用于采集所述地下侧布设的多种类传感器和/或通信设备的监测信息，将所述监测信息发送给所述第二激光器，以及根据接收的来自所述第二光电探测器的基于所述第二光电探测器接收的携带所述控制信息的第一通信光束转化的携带所述控制信息的电信号控制所述多种类传感器和/或通信设备；
28、所述第二激光器，用于根据所述监测信息产生携带所述监测信息的第二通信光束并发送给所述第二波分复用器；
29、所述第二波分复用器，用于将所述携带所述监测信息的第二通信光束和所述携带所述控制信息的第一通信光束分别传输给所述第四波分复用器和所述第二光电探测器；
30、所述第二光电探测器，用于将所述携带所述控制信息的第一通信光束转化为携带所述控制信息的电信号并发送给所述wapi收发模块。
31、在本发明的一些实施例中，所述光缆内包括多条光纤，
32、所述光纤用于连接对应的第三波分复用器和与所述第三波分复用器对应的第四波分复用器，将所述第三波分复用器输出的能信光束和所述第四波分复用器输出的携带所述监测信息的第二通信光束分别传输给所述第四波分复用器和所述第三波分复用器，以进行能量传输和双向通信。
33、在本发明的一些实施例中，所述光缆内的光纤为多模光纤、少模光纤或单模光纤。
34、在本发明的一些实施例中，所述位于变电站侧的wapi组网子系统还包括鉴权服务器和与所述鉴权服务器连接的交换机，所述交换机还连接至少一个所述wapi组网服务器，
35、所述鉴权服务器用于基于用户的身份验证与授权请求对用户进行身份验证与授权，以使得用户在验证通过并授权后访问所述wapi组网服务器。
36、在本发明的一些实施例中，所述传能光束、所述第一通信光束和所述第二通信光束的波长范围为1～2000nm。
37、本发明的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，通过一体化光缆技术将位于变电站侧的wapi组网子系统和位于地下侧的由多个通信节点等构成(即包含一体化光缆集成组件)的地埋电网监测网络连接，实现地埋电网监测网络的远距离能量供应以及位于变电站侧的wapi组网和地埋电网监测网络的信息交互，该信息交互包括控制信息的传输和监测信息的回传。即通过一体化光缆技术实现wapi无线网络的搭建以及对地下管廊等地下狭长空间中wapi无线网络的全覆盖，从而实现对地下狭长空间持续稳定的供电以及地下电网与外界安全可靠、稳定的通信。
38、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
39、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
技术特征：
1.一种基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述系统包括：位于变电站侧的wapi组网子系统和一体化光缆集成组件，所述wapi组网子系统包括wapi组网服务器和多个光源，所述一体化光缆集成组件包括光缆和集成于所述光缆的不同位置处的多个通信节点，
2.根据权利要求1所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述wapi组网子系统还包括：多个第一光信息处理模块，所述第一光信息处理模块包括：
3.根据权利要求2所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述通信节点包括：光电转化模块、能量存储模块、能量管理模块、wapi收发模块和第二光信息处理模块，所述第二光信息处理模块包括第二激光器、第二光电探测器和第二波分复用器，
4.根据权利要求3所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述光缆内包括：多条传能光纤和多条通信光纤，
5.根据权利要求2所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述wapi组网子系统还包括多个第三波分复用器，
6.根据权利要求5所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述通信节点包括：光电转化模块、能量存储模块、能量管理模块、wapi收发模块、第二光信息处理模块和第四波分复用器，所述第二光信息处理模块包括第二激光器、第二光电探测器和第二波分复用器，
7.根据权利要求6所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述光缆内包括多条光纤，
8.根据权利要求1、4或7所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述光缆内的光纤为多模光纤、少模光纤或单模光纤。
9.根据权利要求1所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述位于变电站侧的wapi组网子系统还包括鉴权服务器和与所述鉴权服务器连接的交换机，所述交换机还连接至少一个所述wapi组网服务器，
10.根据权利要求2至7、9中任一项所述的基于能信共传的wapi无线网络覆盖系统，其特征在于，所述传能光束、所述第一通信光束和所述第二通信光束的波长范围为1～2000nm。
技术总结
本发明提供一种基于能信共传的WAPI无线网络覆盖系统，包括：位于变电站侧的WAPI组网子系统和一体化光缆集成组件，WAPI组网子系统包括WAPI组网服务器和多个光源，一体化光缆集成组件包括光缆和集成于光缆不同位置处的多个通信节点，WAPI组网服务器用于向多个通信节点发送携带来自用户的控制指令的控制信息并接收来自多个通信节点的监测信息；光源用于发出传能光束；光缆用于将多个光源发出的多个传能光束分别输送给各通信节点，以对通信节点供能，实现WAPI组网服务器和多个通信节点的双向通信；多个通信节点位于地下侧，用于根据控制信息对地下侧布设的传感器和/或通信设备进行控制及采集传感器和/或通信设备的监测信息，并回传监测信息给WAPI组网服务器。
技术研发人员：边防,张安博,王胤凯
受保护的技术使用者：北京精诚恒创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23