CN101697247A - 低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议 - Google Patents

低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议 Download PDF

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张吉发
刘道胜
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Abstract

本发明涉及低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议。该协议包括命令帧和回应帧，由报头、控制域、地址域、功能域、数据长度、数据域、校验域依次组成；其中地址域由6个字节表示，前两个字节合并表示一个16位的集中器地址，后4个字节分别表示4个采集器的地址；控制域为1位16进制数，其最高位为表示帧的方向，用于确定帧是命令帧还是回应帧；D6-D5两位表示帧的中继级数，D1-D0表示帧已中继数；功能域为1位16进制数，用于指定帧的功能；校验域为控制域到数据域所有数据的CRC8校验值。本发明具备CRC校验功能来检测出通信报文的错误；规定了报头，从而方便载波通信起始的检测；规定了4个采集器地址，从而可以实现最多3级中继通信。

Description

低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议
技术领域
本发明涉及信号装置类，具体涉及一种用于低压电力载波抄表系统中的集中器与采集器与之间的通讯协议。用于解决低压电力载波抄表系统中，集中器与采集器之间的命令和应答的交互。
背景技术
电力是社会、人民生活中不可缺少的能源，准确的用电数据作为用电收费最基础的信息，起着重要的作用。现时在供电公司的工作上，仍使用人工方式进行抄表来获取用电数据，这种方式存在着诸多问题：1、抄表时间长。2、抄表数据只能以月或2个月为单位，用电信息不能进一步精确到天。3、容易出现错误。4、电费结算复杂麻烦，不能自动产生用电报表，全由人工处理。5、不能对用电情况进行分析，如分析线损、偷盗电情况等。为此人们设计了低压电力载波抄表系统，但是其系统中的集中器与采集器之间的命令和应答的交互不完善。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议。
低压电力载波抄表系统由三部分组成：
1、采集器：抄收居民用户电表数据，并通过载波上传到集中器。
2、集中器：管理并抄收每台变压器下的采集器数据，生成日冻结数据和月冻结数据，并抄收变压器下的三相电能表数据，通过GPRS网络上传到计算机中。
3、计算机软件：用于管理采集器和集中器，并处理居民用户电表数据和三相电能表数据，完成用电结算报表、分析线损等。
目前，在集中器和采集器之间有多种通讯手段，电力载波技术是一种比较可靠，成本较低的一种通讯技术。为有效使用电力载波技术，需要一种适用的通讯协议，来完成集中器与采集器的通讯。
本发明的通讯协议，由以下技术方案组成：
一种用于低压电力载波抄表系统中的集中器与采集器之间的通讯协议，包括命令帧和回应帧，其特征是在于由报头、控制域、地址域、功能域、数据长度、数据域、校验域，这几个部分依次组成；
所述的地址域由6个字节表示，前两个字节合并表示一个16位的集中器地址，后4个字节分别表示4个采集器的地址。4个采集器地址中最多有3个表示中继地址，1个用于目标地址。
所述的控制域为1位16进制数，其最高位为表示帧的方向，用于确定帧是命令帧还是回应帧。D6-D5两位表示帧的中继级数，D1-D0表示帧的已中继级数。
所述的功能域为1位16进制数，用于指定帧的功能。
校验域为控制域到数据所有数据的CRC8校验值。
本发明的优点是：具有开放的协议架构，根据需要灵活扩充命令帧和相应的回应帧，具备CRC校验功能来检测出通信报文的错误；规定了报头，从而方便载波通信起始的检测；规定了4个采集器地址，从而可以实现最多3级中继通信。
附图说明
图1为本发明实施控制框图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例：
本实施例涉及的物理接口和通信方式是：基于PSK调制方式和直序扩频通讯方式电力载波通信，中心频率120K，带宽15KHZ，数据传输率为250bps或500bps可选。
如图1所示，集中器通过电力线，与若干个采集器进行数据通信。
本实施例涉及的集中器和采集器之间的通信协议，由集中器发出的称为命令帧，由采集器应答的帧称为回应帧，其格式是一样的。
基本格式：
1)帧基本格式：
Figure G2009101849611D0000021
◆Pro：预同步头(报头)(5字节)
五个0xFF(持续的高电平)，用于载波电路捕获和跟踪接收到的扩频信号；
◆Sync：帧同步头(报头)(2字节)
通讯协议中固定为：0x09，0xAF。用于载波的帧同步。
◆Control：控制域(1字节)
  帧方向位   中继级数   保留位   已中继级数
  D7   D6～D5   D4～D2   D1～D0
帧方向位：为1时表示命令帧；为0时表示回应帧；
中继级数：表示中继的地址的级数。0表示没有使用中继，1-3表示使用的中继的级数。
已中继级数：表示此帧已经过几次中继。显然，对于集中器发出的帧，此值必然为0。每经过一次中继，此值加1。若不使用中继，则已中继级数为0。
保留位：填0。
◆Address：地址域(6字节)
地址域的格式：
 集中器地址高8位  集中器地址低8位   采集器地址1   采集器地址2   采集器地址3   采集器地址4
  D7～D0   D7～D0   D7～D0   D7～D0   D7～D0   D7～D0
  第1字节   第2字节   第3字节   第4字节   第5字节   第6字节
集中器地址：共16位。地址0和地址32768-65535保留，可用的地址范围是1-32767。
采集器地址：共8位。地址0和地址250-255保留，可用的地址范围是1-249。当控制域的中继级数为0时，没有中继，最终接收的采集器地址1所指出的采集器地址，采集器地址2-4无意义；中继级数为1时，采集器地址1所指出的采集器地址作为中继，采集器地址2作为最终接收的采集器，采集器地址3-4无意义；以此类推。
◆Func：功能域(1字节)
指明本帧的命令内容。在一次通信中，命令帧和回应帧的功能域要相同。
◆Length：数据长度域(1字节)
指明数据域的长度是多少字节。
◆Data：数据域(0~255字节)
存放实际的数据。内容依据功能域的不同而不同。
◆CRC8：校验域(1字节)
一个字节的CRC8检验结果。检验范围为控制域、地址域、功能域、数据长度域、数据域。

Claims (1)

1.低压电力载波抄表系统的集中器与采集器之间的通讯协议包括命令帧和回应帧，其特征在于：由报头、控制域、地址域、功能域、数据长度、数据域、校验域依次组成；
所述地址域由6个字节表示，前两个字节合并表示一个16位的集中器地址，后4个字节分别表示4个采集器的地址；
所述的控制域为1位16进制数，其最高位为表示帧的方向，用于确定帧是命令帧还是回应帧，D6-D5两位表示帧的中继级数，D1-D0表示帧已中继数；
所述的功能域为1位16进制数，用于指定帧的功能；
所述校验域为控制域到数据域所有数据的CRC8校验值。
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PB01 Publication
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