CN102014056A - 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法 - Google Patents

大用户信息通用传输模块及其数据传输方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102014056A
CN102014056A CN2010105588454A CN201010558845A CN102014056A CN 102014056 A CN102014056 A CN 102014056A CN 2010105588454 A CN2010105588454 A CN 2010105588454A CN 201010558845 A CN201010558845 A CN 201010558845A CN 102014056 A CN102014056 A CN 102014056A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
module
channel
route
channel interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105588454A
Other languages
English (en)
Inventor
初方
杨少华
钱亚东
金波
陈静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU SUYUAN HIGH-TECH Co Ltd
Nanjing Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Original Assignee
JIANGSU SUYUAN HIGH-TECH Co Ltd
Nanjing Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU SUYUAN HIGH-TECH Co Ltd, Nanjing Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co filed Critical JIANGSU SUYUAN HIGH-TECH Co Ltd
Priority to CN2010105588454A priority Critical patent/CN102014056A/zh
Publication of CN102014056A publication Critical patent/CN102014056A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Abstract

大用户信息通用传输模块及其数据传输方法，传输模块包括MCU模块、无线模块和存储器，无线模块和存储器分别连接MCU模块，MCU模块设有RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口和有线上行通道接口。本发明通用传输模块下行信道采用数字信道和模拟信道相结合的方式，最大限度上兼容市场上的各类工业级电能设备传感器，以保护用户现有投资，上行信道利用有线通讯与无线通讯相结合的方式，有线通讯满足工业以太网等常用通讯手段，无线通讯利用短距离无线方式传输数据，既克服了用户内部环境、遮挡、气候条件等方面的因素干扰，也保护了用户已有的网络投资。

Description

大用户信息通用传输模块及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及电力数据的传输，适于使用多种通道进行数据收集的各类现场传感器数据传输，为一种大用户信息通用传输模块及其数据传输方法。
背景技术
根据国家电网要求首先要感知用户，然后才能和用户互动。感知用户就是要获得用户的各种信息，使得信息流在用户和供电公司能够顺畅地流动。在信息流畅通的基础上，才能对业务流的改进提出合理化建议。因此，首先应该全面获取大用户内部和外部的各种用电相关信息，然后分析大用户的用电特性和规律，展开供电公司和大用户的信息互动，满足智能用电的需求。
目前供电公司对大用户的内部用电相关信息掌握得很少，无法准确评估用户在用电过程中出现的各类情况(如电网电压波动对用户的影响等)，也无法为大用户经济、安全运行提出明确的建议。对大用户内部用电信息、设备运行信息、生产规律和发展趋势信息进行全面的采集，可以为大用户用电服务的个性化、多样化、便捷化、互动化提供基础信息，为电网调度、配网规划、电能质量、网络线损、供电可靠性等业务管理提供必要的信息支撑。
因此，迫切需要一种符合国网标准的大用户信息通用传输方式，能够实现各类现场传感器的数据采集与传输。
发明内容
本发明要解决的问题是：现有电力信息采集终端的兼容性不好，用户数据采集与传输的效果不好。
本发明的技术方案为：大用户信息通用传输模块，包括MCU模块、无线模块和存储器，无线模块和存储器分别连接MCU模块，MCU模块设有RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口和有线上行通道接口，RS485数字采集通道接口连接RS485通道抄表装置，电流环模拟采集通道接口连接4-20mA电流环。
有线上行通道接口连接通用异步接收/发送装置UART。
MCU模块采用型号为STM32F103的处理器芯片，无线模块采用型号为CC1100或MC13192的射频芯片。
所述大用户信息通用传输模块的数据传输方法，传输模块的下行数据传输通过RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口实现模拟与数字双通道接入接口，上行数据传输通过无线模块或有线上行通道接口构成上行双通道，将数据通过大用户内部的通信网络发送到采集主站，上行双通道中的一条设置为主通道，另一条设置为备用通道；MCU模块首先通过主通道与进行通信，在主通道无法成功通信时，切换到备用通道，当主通道恢复时，切换回主通道；下行的数字通道通过RS485与标准电能表连接，模拟通道通过4-20mA电流环与变送器连接，传输模块在采集到数据后，通过标准化的数据定义格式，将各种不同类型的数据抽象化，把采集的各种数据抽象成数据标识与数据值的统一的方式，存储至存储器，再进行传输，由上位机的软件根据不同的数据定义恢复数据原始的内容。
上行数据传输通过无线模块传输时，由多个大用户信息通用传输模块组成路由网络，并自动发现路由，按以下步骤进行路由维护和路由发现：
a)路由维护：
(S301)路由网络的路由节点为各个传输模块，传输模块监听其他路由节点的心跳，并且记录相应的心跳时间；
(S302)将记录的时间与路由网络设定的路由节点心跳时间比较，记录心跳超时时间；
(S303)如果超时，删除该超时传输模块的路由信息；如果没有超时，则将对应传输模块的超时值复位；
b)路由发现：
(S401)传输模块收到要求发送数据的命令；
(S402)检查路由表；
(S403)如果路由表中有相应的路由路径表项，通过该路径发送数据；
(S404)如果路由表中没有相应的路由路径表项，则进行路由发现；
(S405传输模块更新自身路由表，记录最终路由目标和到达该路由目标的下一级传输模块的路径表项，然后通过下一级传输模块转发数据。
为了满足大用户内部信息采集智能集中终端对大用户各类用电基础数据的采集要求，本发明通用传输模块下行信道需要兼容用户内部各类传感器的数据通讯，采用数字信道和模拟信道相结合的方式，最大限度上兼容市场上的各类工业级电能设备传感器，以保护用户现有投资。上行信道利用有线通讯与无线通讯相结合的方式，有线通讯满足工业以太网等常用通讯手段，无线通讯利用短距离无线方式传输数据，既克服了用户内部环境、遮挡、气候条件等方面的因素干扰，也保护了用户已有的网络投资。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
1)多功能采集：本发明提供了数字与模拟双采集接口，实现了最大程度与市场上现有产品的兼容性；另外，本发明的传输模块既是一个数据采集器，用于采集下行各类现场传感器的数据，又是一个中继器，可以作为路由节点中继来自其它的设备的数据；
2)通用数据传输，本发明使用抽象数据传输功能，不仅可以采集并且正确传输电流、电压、电量等数据，同时与可以采集传输温度、状态等非电参数数据；
3)自动组网：本发明中的上行通道采用有线+无线的方式，能够自动在有线或无线环境中发现存在的通信网络，自动选择传输通道向网络主机注册，并且自动生成与其它传输模块的路由表；
4)动态路由：本发明的传输模块可以自动感知网络中其它节点的活动状态，当相应的路由设备失效时，自动查找并且通过其它的节点实现路由功能。
附图说明
图1为本发明通用传输模块的结构框图；
图2为RS485通道抄表模块的电路原理，RS485通道抄表模块1采用型号为SP485的芯片。
图3为MCU模块的电路原理图。
图4为本发明无线模块的电路原理图。
图5为本发明双通道数据传输过程的流程图。
图6为本发明路由维护的流程图。
图7为本发明路由发现的流程图。
具体实施方式
本发明一种适用于大用户内部信息采集传输的通用传输模块，能够采集大用户内部的各种用电及非用电信息，并且自动将这些信息传输到采集主站，整个数据传输过程采用自动路由方式进行，以最大程度节省安装调试的时间。
如图1所示，大用户信息通用传输模块，包括MCU模块、无线模块和存储器，无线模块和存储器分别连接MCU模块，MCU模块设有RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口和有线上行通道接口，RS485数字采集通道接口连接RS485通道抄表装置，电流环模拟采集通道接口连接4-20mA电流环，有线上行通道接口通过电缆连接上位机。有线上行通道接口连接通用异步接收/发送装置UART。
图2所示为RS485通道抄表装置的电路原理，RS485通道抄表装置采用型号为SP485的芯片；
图3所示为MCU模块的电路原理，MCU模块采用型号为STM32F103的微处理芯片；
图4所示为无线模块的电路原理，无线模块采用型号为CC1100或MC13192的射频芯片。
本发明通用传输模块的下行数据传输通过RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口实现模拟与数字双通道接入接口，上行数据传输通过无线模块或有线上行通道接口构成上行双通道，将数据通过大用户内部的通信网络发送到采集主站，上行双通道中的一条设置为主通道，另一条设置为备用通道；MCU模块首先通过主通道与进行通信，在主通道无法成功通信时，切换到备用通道，当主通道恢复时，切换回主通道；下行的数字通道通过RS485与标准电能表连接，模拟通道通过4-20mA电流环与变送器连接，传输模块在采集到数据后，通过标准化的数据定义格式，将各种不同类型的数据抽象化，把采集的各种数据抽象成数据标识与数据值的统一的方式，存储至存储器，再进行传输，由上行通道发送到上位机，由上位机的软件根据不同的数据定义恢复数据原始的内容。图5为本发明双通道数据传输过程的流程图。
上行数据传输通过无线模块传输时，由多个大用户信息通用传输模块组成路由网络，并自动发现路由，按以下步骤进行路由维护和路由发现：
a)路由维护，如图6所示：
(S301)路由网络的路由节点为各个传输模块，传输模块监听其他路由节点的心跳，并且记录相应的心跳时间；
(S302)将记录的时间与路由网络设定的路由节点心跳时间比较，记录心跳超时时间；
(S303)如果超时，删除该超时传输模块的路由信息；如果没有超时，则将对应传输模块的超时值复位；
b)路由发现，如图7所示：
(S401)传输模块收到要求发送数据的命令；
(S402)检查路由表；
(S403)如果路由表中有相应的路由路径表项，通过该路径发送数据；
(S404)如果路由表中没有相应的路由路径表项，则进行路由发现；
(S405传输模块更新自身路由表，记录最终路由目标和到达该路由目标的下一级传输模块的路径表项，然后通过下一级传输模块转发数据。
本发明采用多种通信通道中的两种，多种通信方式可以包括宽带电力线载波、窄带电力线载波、470M无线、2.4G无线技术。通过使用不同的通信通道，可以实现高可靠性的大用户内部信息采集；两个通道互为备份，无缝转换。
综上可见，本发明满意实现了：1)多通道采集：既可以采集数字通道的信息，也可以采集模拟通道的信息；2)自动组网：本采集设备可以自动发现环境中存在的通信网络，自动向网络主机注册，并且自动生成与其它采集设备的路由表；3)统一传输：本发明收到各种类型的数据后，通过统一的数据定义将数据抽象化，实现在网络上的统一传输；4)动态路由：本采集设备可以自动感知网络中其它节点的活动状态，当相应的路由设备失效时，自动查找并且通过其它的节点实现路由功能。
上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.大用户信息通用传输模块，其特征是包括MCU模块、无线模块和存储器，无线模块和存储器分别连接MCU模块，MCU模块设有RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口和有线上行通道接口，RS485数字采集通道接口连接RS485通道抄表装置，电流环模拟采集通道接口连接4-20mA电流环。
2.根据权利要求1所述的大用户信息通用传输模块，其特征是有线上行通道接口连接通用异步接收/发送装置UART。
3.根据权利要求1或2所述的大用户信息通用传输模块，其特征是MCU模块采用型号为STM32F103的处理器芯片，无线模块采用型号为CC1100或MC13192的射频芯片。
4.权利要求1或2或3所述的大用户信息通用传输模块的数据传输方法，其特征是传输模块的下行数据传输通过RS485数字采集通道接口、电流环模拟采集通道接口实现模拟与数字双通道接入接口，上行数据传输通过无线模块或有线上行通道接口构成上行双通道，将数据通过大用户内部的通信网络发送到采集主站，上行双通道中的一条设置为主通道，另一条设置为备用通道；MCU模块首先通过主通道与进行通信，在主通道无法成功通信时，切换到备用通道，当主通道恢复时，切换回主通道；下行的数字通道通过RS485与标准电能表连接，模拟通道通过4-20mA电流环与变送器连接，传输模块在采集到数据后，通过标准化的数据定义格式，将各种不同类型的数据抽象化，把采集的各种数据抽象成数据标识与数据值的统一的方式，存储至存储器，再进行传输，由上位机的软件根据不同的数据定义恢复数据原始的内容。
5.根据权利要求3所述的大用户信息通用传输模块的数据传输方法，其特征是上行数据传输通过无线模块传输时，由多个大用户信息通用传输模块组成路由网络，并自动发现路由，按以下步骤进行路由维护和路由发现：
a)路由维护：
(S301)路由网络的路由节点为各个传输模块，传输模块监听其他路由节点的心跳，并且记录相应的心跳时间；
(S302)将记录的时间与路由网络设定的路由节点心跳时间比较，记录心跳超时时间；
(S303)如果超时，删除该超时传输模块的路由信息；如果没有超时，则将对应传输模块的超时值复位；
b)路由发现：
(S401)传输模块收到要求发送数据的命令；
(S402)检查路由表；
(S403)如果路由表中有相应的路由路径表项，通过该路径发送数据；
(S404)如果路由表中没有相应的路由路径表项，则进行路由发现；
(S405传输模块更新自身路由表，记录最终路由目标和到达该路由目标的下一级传输模块的路径表项，然后通过下一级传输模块转发数据。
CN2010105588454A 2010-11-25 2010-11-25 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法 Pending CN102014056A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105588454A CN102014056A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105588454A CN102014056A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102014056A true CN102014056A (zh) 2011-04-13

Family

ID=43844076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105588454A Pending CN102014056A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102014056A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102223276A (zh) * 2011-07-06 2011-10-19 宁夏隆基宁光仪表有限公司 窄带电力线载波通信的ip组网方法
CN103516546A (zh) * 2013-08-19 2014-01-15 北京佳讯飞鸿电气股份有限公司 面向双中心组网的ip终端设备管理系统及其方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628208B1 (en) * 1999-01-26 2003-09-30 T & D Corporation Measurement device
CN1889468A (zh) * 2005-06-28 2007-01-03 上海集成通信设备有限公司 动力、环境集中监控管理系统
CN201555837U (zh) * 2009-11-26 2010-08-18 杭州电子科技大学 一种基于传感器网络的空气质量监测设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628208B1 (en) * 1999-01-26 2003-09-30 T & D Corporation Measurement device
CN1889468A (zh) * 2005-06-28 2007-01-03 上海集成通信设备有限公司 动力、环境集中监控管理系统
CN201555837U (zh) * 2009-11-26 2010-08-18 杭州电子科技大学 一种基于传感器网络的空气质量监测设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102223276A (zh) * 2011-07-06 2011-10-19 宁夏隆基宁光仪表有限公司 窄带电力线载波通信的ip组网方法
CN102223276B (zh) * 2011-07-06 2013-08-28 宁夏隆基宁光仪表有限公司 窄带电力线载波通信的ip组网方法
CN103516546A (zh) * 2013-08-19 2014-01-15 北京佳讯飞鸿电气股份有限公司 面向双中心组网的ip终端设备管理系统及其方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012253078B2 (en) Data acquisition concentrator and data acquisition method
CN101924391B (zh) 基于无线自组网的配电网馈线自动化系统及其组网方法
US20170134092A1 (en) Data transfer facilitation across a distributed mesh network using light and optical based technology
CN201698576U (zh) 一种用电信息采集系统和采集器
CN201937603U (zh) 用电信息采集系统和集中器
CN204884143U (zh) 无公网信号覆盖的专变通信装置
CN110419066A (zh) 传感器装置和传感器网络系统
CN104362756A (zh) 家庭用电实时分析系统
CN203027500U (zh) 基于Zigbee实现的智能设备数据采集系统
CN201859536U (zh) 用户用电信息通用传输模块
CN202948551U (zh) 应用于电力信息采集中的数据传输装置
CN102571148A (zh) 一种基于中压电力载波技术的电力网通讯系统
CN205211147U (zh) 电力集中器及传输电力数据的系统
CN102014056A (zh) 大用户信息通用传输模块及其数据传输方法
CN105551216A (zh) 传输电力数据的方法及装置
CN105577817A (zh) 基于433m通信的农业物联网系统
CN201967139U (zh) 无线拉远集中器
CN205212878U (zh) 新型的充电桩智能组网设备
CN206194118U (zh) 一种用电信息采集装置及系统
CN107948279A (zh) 一种多配电室间电力载波通讯方法
CN204156599U (zh) 一种配电网的通信系统
CN210693936U (zh) 一种实现单主机串联无线组网的设备及系统
CN211047233U (zh) 基于NB-IoT技术的DTU智能数据采集系统
CN211240086U (zh) 基于ptn和sdh联合传输的电力无线专网综合业务网络系统
CN104217562A (zh) 基于无线传感器网络的阴极保护数据自动采集方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110413