CN102184630A - 数据采集集中器及数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息采集技术领域，公开了一种数据采集集中器及数据采集方法，该数据采集集中器包括：数据采集模块，用于采集仪表记录的数据；数据处理模块，用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理和封装；上报模块，用于将所述数据处理模块封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。本发明数据采集集中器及数据采集方法可以应用于电力、水、气等多种场合的抄表，无需铺设专用线路，即可实现对采集数据的传输，而且，数据采集及传输的可靠性高。

Description

数据采集集中器及数据采集方法
技术领域
本发明涉及信息采集技术领域，更具体地说，涉及一种数据采集集中器及数据采集方法。
背景技术
目前，随着国民经济的不断提高，电力事业有了前所未有的发展，电力资源的需求也迅速增长。在电力业务飞速发展的同时，各个部门对信息技术的需求也在日益增多，高科技信息技术的注入为电力事业的发展提供了强有力的基础和保障，它渗入到电力系统的各个部门、各个环节，包括生产部门、管理部门、规划部门等，为电力企业的正常运行提供高效管理服务。
电力系统使用的电力设施在管理上具有一个明显的特点，就是分散地分布在一个特定的地理范围内(如一个城市或一个地区)，这给电力系统的设备管理带来了很多困难。电力部门面临着如何准确及时结算购售电量、系统网损等工作，为了能够更好地为经营决策提供有力的数据依据，采用计算机技术来实现电力部门数据的信息化和自动化势在必行。
在电力系统中，现行的抄表管理模式主要有以下几种：有线485总线方式的抄表方式、电力线载波通信的抄表方式。
485总线方式的抄表系统主要由电能表、采集器、集中器、数据信道机以及主台计算机组成。其中采集器负责将若干个电表的用电数据集中进行处理、计算及打包向上发送。若干个采集器通过双绞线与集中器相连，组成一个485网络。集中转发器负责与主台计算机和采集器进行通信，它与主台计算机之间的通信可选电话线、无线电、专线电缆等多种方式。
485总线抄表系统存在以下缺点：
1.需要铺设专用的485线路，施工布线及维护工作量大、费用高。
2.网线易受人为破坏。
3.线路损坏后，故障点不易查找。
电力线载波通信的抄表方式的工作原理如下：电力线载波通信是指通过调制、解调技术，将信息调制为高频信号后叠加在电力线路上进行传输，再通过解调将信息接收的技术。该项研究，已经有几十年的发展历史。随着自动抄表系统需求的不断增长和Internet技术的飞速发展，利用220V低压电力线传输高速数据的价值越来越为人们所重视，其不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点。但在电力载波通信中，由于低压电力线不同于普通的数据通信线路，载波信号在低压电力线路上不仅会产生衰减，而且噪声干扰问题比较严重，因而无法保证数据的可靠性。
发明内容
本发明实施例针对现有技术中存在的上述问题，提供一种数据采集集中器及数据采集方法，无需铺设专用线路即可实现对不同仪表中数据的采集，并保证数据传输的可靠性。
为此，本发明实施例提供如下技术方案：
一种数据采集集中器，包括：
数据采集模块，用于采集仪表记录的数据；
数据处理模块，用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理和封装；
上报模块，用于将所述数据处理模块封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。
可选地，所述数据采集模块包括：RS232接口和/或RS485接口。
可选地，所述数据采集模块包括：射频模块，用于通过射频方式采集仪表记录的数据。
可选地，所述上报模块，具体用于通过以太网接口或无线模块将所述数据处理模块封装后的数据发送到系统服务器。
优选地，所述数据采集集中器还包括：
存储模块，用于存储所述数据采集模块采集的数据。
一种数据采集方法，包括：
采集仪表记录的数据；
对采集的数据进行处理和封装；
将封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。
可选地，所述采集仪表记录的数据包括：
通过RS232接口和/或RS485接口采集仪表记录的数据。
可选地，所述采集仪表记录的数据还包括：通过射频方式采集仪表记录的数据。
可选地，所述将封装后的数据发送到系统服务器包括：
通过以太网接口或无线模块将封装后的数据发送到系统服务器。
优选地，所述方法还包括：存储采集的数据。
本发明实施例数据采集集中器及数据采集方法，可以通过有线和/或无线方式支持多种规格的仪表数据采集，并且在处理上相互独立，互不干扰，而且，通过通用网络将数据发送到系统服务器。利用本发明实施例的数据采集集中器，不需要铺设专用线路，施工简单，安装成本低，而且抗干扰能力强，数据采集及传输的可靠性高。组网灵活性好，应用范围广，不仅可应用于电力，还可应用于水、气等场合的抄表。
附图说明
图1是本发明实施例数据采集集中器的一种结构示意图；
图2是本发明实施例数据采集集中器的具体应用结构示意图；
图3是本发明实施例数据采集方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
如图1所示，是本发明实施例数据采集集中器的一种结构示意图。
在该实施例中，所述数据采集集中器包括：
数据采集模块101，用于采集仪表记录的数据；
数据处理模块102，用于对所述数据采集模块101采集的数据进行处理和封装；
上报模块103，用于将所述数据处理模块102封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。
在本发明实施例中，数据采集模块101可以采集多种不同类型仪表的数据，比如，电表、气表、水表等，该数据采集模块101包括一个或多个：RS232接口、和/或RS485接口、和/或射频模块，因此，可以根据需要，同时通过各种串口有线方式和射频无线方式采集仪表记录的数据。
在本发明实施例中，上报模块103具体可以通过以太网接口或无线模块将所述数据处理模块102封装后的数据发送到系统服务器。
因此，对于不同的数据发送方式，数据处理模块102需要对所述数据采集模块101采集的数据进行不同的处理和封装。
比如，数据处理模块102通过对数据采集模块101采集的数据进行帧过滤和解析。因为实际发送的数据包，需要封装成包含了接收者物理地址的特殊格式的数据帧，所有的节点都可以收到数据帧并检查帧头，只有该帧的接收者才接收该帧，其他接收者不经处理直接丢弃，即前面提到的帧过滤。数据处理模块102检查经过帧过滤后得到的数据包的MAC(Media AccessControl，媒体接入控制)地址，如果该MAC地址与所述数据采集集中器的MAC地址相同，则对该数据包进行解析，具体可以是对其检查包头、提取命令，然后添加包头后再发送到系统服务器。如果该MAC地址与所述数据采集集中器的MAC地址不同，即对于非本节点的数据包，对其更新路由，然后再转发，如果找不到路由表，则将该数据包丢弃。
本发明实施例的数据采集集中器可以作为远程抄表系统的中心设备，连通系统服务器和用户表，安装于台区变压器低压侧，采集所有表的数据并对采集的数据进行处理和封装，将封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。从而无需铺设专用线路即可实现对不同仪表中数据的采集，并保证数据传输的可靠性。
另外，在本发明实施例中，所述数据采集集中器还可进一步包括：采集模块(未图示)，用于存储数据采集模块101采集的数据，以方便对采集数据的查询。
需要说明的是，以上所描述的数据采集集中器实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
例如，图2是本发明实施例数据采集集中器的具体应用结构示意图。
该实施例的数据采集集中器集成了无线和有线数据采集功能，可以同时处理来自无线和有线的采集数据，而且，通过不同方式的数据采集在逻辑上相互独立，无互相依赖，也无互相干扰。
在该实施例中，将数据采集、处理和上报功能集成于一体，由高性能增强嵌入式CPU来实现，即图2中所示的核心板模块200，并且配有串口201、USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)接口202、以太网接口203。其中，串口201可以包括RS232接口和/或RS485接口。除此之外，还可以配有射频模块204和无线模块205，该无线模块205可以是GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)模块或GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)模块或CDMA(CodeDivision Multiple Access，称码分多址)模块。
需要说明的是，上述各接口及模块可根据需要同时选用，也可以选择其中的部分接口。
比如，核心板模块200可以通过串口201采集仪表数据，也可以通过射频模块204采集仪表数据，同时处理来自串口201和射频模块204的数据，它们之间相互独立，做到了有线和无线的无缝集成。其中，射频模块204可以通过微功率无线射频和仪表通信，采集仪表数据。
再比如，在和系统服务器的通信中，核心板模块200可以通过以太网接口203与系统服务器进行通信，在这种情况下，该数据采集集中器可以作为一个DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机设置协议)客户端；另外，核心板模块200还可以通过无线模块205与系统服务器进行通信。从而做到了有线和无线方式的兼容。
由此可见，本发明实施例的数据采集集中器采用高性能增强嵌入式CPU，嵌入式的操作系统，短距离的无线射频技术。可利用移动公网GPRS/CDMA或以太网和电力负荷管理主站进行通讯。数据采集集中器可以直接接收主站的命令来将用户的仪表参数、以及运行中的一些重要信息和告警信息主动上报。数据采集集中器支持多种规格的仪表数据采集，并且在处理上相互独立，互不干扰。利用本发明实施例的数据采集集中器，不需要铺设专用线路，施工简单，安装成本低，而且抗干扰能力强，数据采集及传输的可靠性高。组网灵活性好，应用范围广，不仅可应用于电力，还可应用于水、气等场合的抄表需求。
相应地，本发明实施例还提供一种数据采集方法，如图3所示，是该方法的流程图，包括以下步骤：
步骤301，采集仪表记录的数据。
其中，所述仪表可以包括以下任意一项或多项：电表、气表、水表。
具体地，可以通过有线方式，比如通过RS232接口和/或RS485接口采集仪表记录的数据，还可以通过射频方式采集仪表记录的数据，比如通过433MHz射频技术、或者Zibee技术(一种短距离、低功耗的无线通信技术)、或者2.4GHz射频技术。
步骤302，对采集的数据进行处理和封装。
比如，不论是对有线方式还是无线方式采集到的数据进行如下表1所示封装格式：
表1：
Figure BDA0000060050790000061
其中，各字段的含义如下：
开始码1：数据包的开始标识1；
终端地址：数据包传送地址；
数据包序列号：每一个数据包的编号；
开始码2：数据包的开始标识2；
控制码：数据包的类型；
数据长度：本数据包的内容的长度；
数据内容：要上传的数据；
校验码：从数据内容的第一个字节到最后一个字节做异或运算；
结束码：数据包结束标识。
当然，还可以采用其他封装格式，对此本发明实施例不做限定。
步骤303，将封装后的数据发送到系统服务器。
具体地，可以通过以太网接口或无线模块将封装后的数据发送到系统服务器。
需要说明的是，在本发明实施例中，还可以将采集的数据保存在本地，以方便对采集数据的查询。
本发明实施例的数据采集方法，可以应用于电力、水、气等多种场合的抄表。利用本发明方法，无需铺设专用线路，即可实现对采集数据的传输，而且，数据采集及传输的可靠性高。
本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见相应部分说明即可。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据采集集中器，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集仪表记录的数据；
数据处理模块，用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理和封装；
上报模块，用于将所述数据处理模块封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。
2.如权利要求1所述的数据采集集中器，其特征在于，所述数据采集模块包括：RS232接口和/或RS485接口。
3.如权利要求1或2所述的数据采集集中器，其特征在于，所述数据采集模块包括：
射频模块，用于通过射频方式采集仪表记录的数据。
4.如权利要求1所述的数据采集集中器，其特征在于，
所述上报模块，具体用于通过以太网接口或无线模块将所述数据处理模块封装后的数据发送到系统服务器。
5.如权利要求1至4任一项所述的数据采集集中器，其特征在于，还包括：
存储模块，用于存储所述数据采集模块采集的数据。
6.一种数据采集方法，其特征在于，包括：
采集仪表记录的数据；
对采集的数据进行处理和封装；
将封装后的数据通过通用网络发送到系统服务器。
7.如权利要求6所述的数据采集方法，其特征在于，所述采集仪表记录的数据包括：
通过RS232接口和/或RS485接口采集仪表记录的数据。
8.如权利要求6或7所述的数据采集方法，其特征在于，所述采集仪表记录的数据还包括：
通过射频方式采集仪表记录的数据。
9.如权利要求6所述的数据采集方法，其特征在于，所述将封装后的数据发送到系统服务器包括：
通过以太网接口或无线模块将封装后的数据发送到系统服务器。
10.如权利要求6至9任一项所述的数据采集方法，其特征在于，所述方法还包括：
存储采集的数据。
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