CN102509440A - 一种远程抄表系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程抄表系统，解决现有技术中位于矿井井上的集中器不能读取位于矿井井下多功能电表的问题。本发明包括：多功能电表，用于测量待测线路的电能信息；在确定满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器；第一转换器，用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；第二转换器，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；集中器，用于将接收的电能信息发送至抄表服务器；抄表服务器，用于接收集中器发送的电能信息，存储并处理。本发明提供的系统还用于将抄表服务器发送的电能信息获取指令传输至多功能电表。本发明还提供了与系统相适应的方法。

Description

一种远程抄表系统及方法

技术领域

本发明涉及远程抄表技术领域，尤其涉及一种远程抄表系统及方法。

背景技术

普通的自动抄表系统只能在地面使用，如图1所示。该抄表系统包括：多台多功能电表、抄表服务器和集中器。多功能电表用于采集电源的电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率、正向无功电能/功率等数据，可以通过通信接口与集中器或采集器通信，用于上报采集的数据；集中器，用于读取多功能电表数据的设备，每台集中器可读取多台多功能电表，下文简称为集中器；抄表服务器，用于控制接收至少一个集中器的读取多功能电表数据。普通的自动抄表系统中，多功能电表和集中器采用RS485接口进行通信；而集中器与服务器则通过以太网、GPRS、CDMA接口进行通信。

矿井井下使用的电器设备必须是防爆或本安型，经过煤矿安全认证才能在井下使用，因此上述普通的自动抄表系统还不能直接应用到矿井井下。这主要是由于集中器通常为普通型，不能在矿井井下使用。普通的自动抄表系统无法适用抄取矿井井下的电表。如果将集中器适用在矿井井下使用，必须重新设计，并测试，通过煤矿安全认证获得MA标志才能在矿井井下使用，这样的集中器价格非常昂贵。如果直接将集中器安置在矿井井上，又会因为矿井井上离矿井井下较远，而RS485接口传输距离有限，通常小于2Km，因此矿井井上的集中器在地面无法读取矿井井下距离较远的电表。

发明内容

本发明的目的是提供了一种远程抄表系统及相应的方法，以解决现有技术中由于矿井井下的多功能电表数据不能远距离传输，从而导致放置于矿井井上的集中器因距离较远而无法获取多功能电表发送的电能信息的问题。

本发明提供的一种远程抄表系统，该系统包括：一个或多个多功能电表、第一转换器、矿用以太网，第二转换器、集中器和抄表服务器，其中，一个或多个多功能电表与第一转换器相连，第一转换器与矿用以太网相连，矿用以太网与第二转换器相连，第二转换器连接集中器，集中器与抄表服务器相连；

多功能电表，用于测量待测线路的电能信息；在满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器；

第一转换器，用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；

矿用以太网，在矿井井下和地面使用，用于传输数据的以太网；

第二转换器，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

集中器，用于将接收的电能信息发送至抄表服务器；

抄表服务器，用于接收集中器发送的电能信息，存储并处理。

所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到来自内部的电能信息获取指示。

所述触发条件包括：是否收到来自外部的电能信息获取指示，

则所述抄表服务器，还用于发出电能信息获取指示；

所述集中器，还用于将获得的来自抄表服务器的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器；

所述第二转换器，还用于将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网；

所述第一转换器，还用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表；

所述多功能电表，用于在接收到电能信息获取指示时，则确定满足触发条件。

所述多功能电表包括：

测量部件，用于测量待测线路的电能信息；

决策部件，用于判断是否满足触发条件，其中，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到内部或外部的电能信息获取指示；

传输部件，用于在满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器。

所述第一转换器包括：

第一转换接口，用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；

第二转换接口，用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表。

所述第二转换器包括：

第三转换接口，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

第四转换接口，用于将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网。

所述矿用以太网包括第一以太网交换机和第二以太网交换机，其中，

第一以太网交换机，用于将第一转换器输出的电能信息传输至第二以太网交换机；将第二以太网输出的电能获取指示传输至第一转换器；

第二以太网交换机，用于将第一以太网交换机输出的电能信息传输至第二转换器；将第二转换器输出的电能获取指示传输至第一以太网交换机。

第一以太网交换机位于矿井井下，第二以太网交换机位于矿井井上。

所述电能信息包括：电源的电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率和正向无功电能/功率信息中的一种或几种。

所述多功能电表和第一转换器位于矿井井下；所述第二转换器、集中器和抄表服务器位于矿井井上。

本发明还提供了一种远程抄表方法，该方法包括：

当在满足触发条件时，多功能电表将其测量的电能信息通过RS485格式传输至第一转换器；

第一转换器将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输；

第二转换器将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

集中器将接收的电能信息发送至抄表服务器；

抄表服务器接收集中器发送的电能信息，存储并处理。

所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否接收到来自内部的电能信息获取指示。

该方法进一步包括：

抄表服务器发出电能信息获取指示；

集中器将获得的来自抄表服务器的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器；

第二转换器将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输；

第一转换器将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表；

多功能电表接收到电能信息获取指示则为满足触发条件。

所述矿用以太网包括第一以太网交换机和第二以太网交换机，其中，第一以太网交换机位于矿井井下，第二以太网交换机位于矿井井上。

所述电能信息包括：电源的电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率和正向无功电能/功率信息中的一种或几种。

所述多功能电表和第一转换器位于矿井井下；所述第二转换器、集中器和抄表服务器位于矿井井上。

本发明提供的技术方案将矿井井下多功能电表发送的电能信息先经第一转换器转换为以太网格式，通过以太网标格式传输给矿用以太网，矿用以太网将电能信息传输至第二转换器，第二转换器通过RS485格式将电能信息发送至集中器，集中器将电能信息发送给抄表服务器。该系统可以将多功能电表发送的电能信息从矿井井下远距离传输至矿井井上，解决矿井井上地面集中器不能远距离获取矿井井下多功能电表电能信息的问题。

附图说明

图1为本发明现有集中器抄收地面多功能电表框图；

图2为本发明的实施例系统结构示意图；

图3为本发明的实施例方法流程图；

图4为本发明实施例外部触发电表发送电能信息的方法流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中的集中器放置于矿井井上时，不能获取放置于矿井井下的多功能电表的电能信息，本发明提供了一种远程抄表系统。本抄表系统将集中器放置于地面，多功能电表放置于井下。多功能电表采集到的电能通过转换器转换为以太网格式，并通过矿用以太网传输给集中器，这样，多功能电表就可以与位于矿井上的集中器进行通信，实现了远距离传输。

如图2所示，本发明的一种远程抄表系统包括：一个或一个以上多功能电表21、第一转换器24、矿用以太网26、第二转换器25、集中器22和抄表服务器23，其中，一个或多个多功能电表21与第一转换器24相连，第一转换器24与矿用以太网26相连，矿用以太网26与第二转换器25相连，第二转换器25连接集中器22。一个抄表系统可以有多个这样的分支，每个分支包括：一个或多个多功能电表、一个第一转换器、一个第二转换器、一个与抄表服务器相连集中器。

多功能电表21，用于测量待测线路的电能信息；在满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器，其中，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到来自内部或外部的电能信息获取指示。

多功能电表在矿井井下作业时一般置于防爆盒中。多功能电表置于矿井井下测量某条线路的电能信息，比如：电源电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率和正向无功电能/功率等电能信息中的一个或几个。

多功能电表在被触发后会发送电能信息。触发的条件为设定的定时器超时，收到来自外部的电能信息获取指示或者收到来自内部的电能信息获取指示。发送的电能信息通过RS485格式发出。采用RS485格式的接口为慢速接口，常用宽带为1.2Kbits或2.4Kbits，而RS485格式的信号传输的距离不远，不能适应从矿井井下至矿井井上的远距离传输。

较优地，多功能电表包括：测量部件211、决策部件213和传输部件212。其中，测量部件211用于测量待测线路的电能信息；决策部件213用于判断是否满足触发条件，其中，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到内部或外部的电能信息获取指示；传输部件212用于在满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器。

第一转换器24用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网26；还可用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表。

第一转换器应采用通过煤矿安全认证的转换器，适用于矿井井下工作。第一转换器将不适宜远距离传输的RS485格式信息转换为以太网格式经由矿用以太网可远距离传输至第二转换器。第一转换器将RS485格式的电能信息进行格式转换时，除起始位、停止位和校验位外的其他数据全部转换为以太网数据。

多功能电表发送电能信息的触发条件除自身设定定时器超时，或者，内部发送电能信息获取指示，还包括来自外部的指示。多功能电表来自外部的电能信息获取指示由第一转换器将从矿用以太网接收的电能信息获取指示转换成RS485格式发送给多功能电表，触发多功能电表发送电能信息。一个第一转换器可连接多个多功能电表。

较优地，第一转换器包括第一转换接口241和第二转换接口242。其中，第一转换接口241可以用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；第二转换接口242可以用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表。

较优地，矿用以太网26包括第一以太网交换机261和第二以太网交换机262。其中，第一以太网交换机261可以用于将第一转换器输出的电能信息传输至第二以太网交换机；将第二以太网交换机输出的电能获取指示传输至第一转换器；第二以太网交换机262可以用于将第一以太网交换机输出的电能信息传输至第二转换器；将第二转换器输出的电能获取指示传输至第一以太网交换机。两台以太网交换机基于IEEE 802.3进行数据交换。本实施例可以通过第一以太网交换机和第二以太网交换机双向传输第一转换器和第二转换器之间需要传输的数据。当然，具体包括的交换机个数并不限定于两台，可以视距离和容量增加或减少。并且，矿用以太网适宜矿井井下使用。

第二转换器25，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；还可用于将接收的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网26。

集中器不能识别以太网格式的信息，因此需要第二转换器将电能信息通过RS485格式发送至集中器。第二转换器将从以太网接收到的电能信息从以太网格式转换成RS485格式，供集中器接收。第二转换器在将以太网数据转换成RS485格式时，以太网数据中的净荷数据(去掉以太包头尾、IP包头尾、TCP/UDP包头尾)加上起始位、停止位和校验位后转换成RS485格式标准数据。其中，起始位为0，停止位为1。

第二转换器25还可用于将多功能电表外部的电能信息获取指示，从集中器接收并经过格式转换，再通过以太网格式远距离传输至井下。从集中器接收的指示格式为RS485，需经第二转换器进行格式转换，将指示转换为矿用以太网格式再通过矿用以太网远距离传输至位于井下的第一转换器。

较优地，第二转换器25包括第三转换接口251，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；第四转换接口252，用于将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网。

集中器不能识别以太网格式的信息，因此需要第二转换器将电能信息通过RS485格式发送至集中器。

集中器22用于将接收的电能信息发送至抄表服务器；还用于将从抄表服务器接收的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器。

集中器放置于矿井井上，可选择任意型集中器，不需要为了适应矿井井下的特殊情况而专门安置防爆或本安型集中器，节约了系统安装成本和产品研发费用。集中器将接收到的多功能电表上报的用电情况数据汇总发送给抄表服务器。集中器接收RS485格式信息，因此第二转换器将从以太网接收的电能信息通过RS485格式发送至集中器。

集中器将从抄表服务器接收的电能信息获取指示发送至第二转换器，最终传输至多功能电表触发其发送电能信息。

抄表服务器23，用于接收集中器发送的电能信息，存储并处理；发出电能信息获取指示传输至集中器。

在一个远程抄表系统中，抄表服务器接收多个集中器上报的电能信息，并进行汇总处理等。而多功能电表被触发的外部电能信息获取指示也是由抄表服务器发送，再经由集中器、第二转换器、第二以太网交换机、第一以太网交换机、第一转换器到达多功能电表，触发多功能电表发送电能信息。

位于井下的多功能电表被触发的方式有：自身设定的定时器超时，内部的电能信息获取指示，还有来自外部的电能信息获取指示。来自外部的电能信息获取指示由抄表服务器发送，经由本远程抄表系统将不能远距离传输得信息格式转换成矿用以太网格式进行远距离传输后，再转换回多功能电表可读取的信息格式触发多功能电表发送电能信息。

本系统实施例中的远程抄表系统，可以将位于井下的多功能电表发送的不能远距离传输的信息经过格式转换，转换成矿用以太网的传输格式经矿用以太网远距离传输至井上，再经格式转换后将电能信息提供给集中器，最后发送至抄表服务器。解决了多功能电表发出的信息不能从井下远距离传输至井上，而不能供位于井上的集中器接收的问题。

本发明还提供了远程抄表方法，下面结合附图说明抄表方法的实施例。

如图3所示，远程抄表方法包括：

步骤S301，当在满足触发条件时，多功能电表将其测量的电能信息通过RS485格式传输至第一转换器。

步骤S302，第一转换器将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输。

步骤S303，第二转换器将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器。

步骤S304，集中器将接收的电能信息发送至抄表服务器。

步骤S305，抄表服务器接收集中器发送的电能信息，存储并处理。

本实施例中，多功能电表被触发的方式有自身的定时器超时，收到内部的电能信息获取指示或者收到来自外部的电能信息获取指示。下面结合附图对接收来自外部的电能信息获取指示进行说明。

如图4所示，接收来自外部的电能信息获取指示的流程为：

步骤S401，抄表服务器发出电能信息获取指示。

步骤S402，集中器将获得的来自抄表服务器的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器。

步骤S403，第二转换器将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输。

步骤S404，第一转换器将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表。

本发明提供的方法将多功能电表发送的电能信息经由转换器转换成以太网格式，通过矿用以太网从矿井井下传输至矿井井上，由于目前矿井通常都有矿用以太网做数据传输，因此该网络不用新建。这样即使集中器位于矿井井上，也可以获取位于矿井井下且距离较远的多功能电表发送的电能信息。实现了位于矿井井上的集中器可以抄取位于矿井井下距离较远的多功能电表读数，也避免花费将集中器设计成适用矿井井下作业的成本，同时也不需要对矿井井下的传输路线重新布局。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种远程抄表系统，其特征在于，该系统包括：一个或多个多功能电表、第一转换器、矿用以太网，第二转换器、集中器和抄表服务器，其中，一个或多个多功能电表与第一转换器相连，第一转换器与矿用以太网相连，矿用以太网与第二转换器相连，第二转换器连接集中器，集中器与抄表服务器相连；

多功能电表，用于测量待测线路的电能信息；在确定满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器；

第一转换器，用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；

矿用以太网，在矿井井下和地面使用，用于传输数据的以太网；

第二转换器，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

集中器，用于将接收的电能信息发送至抄表服务器；

抄表服务器，用于接收集中器发送的电能信息，存储并处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到来自内部的电能信息获取指示。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发条件包括：是否收到来自外部的电能信息获取指示，

则所述抄表服务器，还用于发出电能信息获取指示；

所述集中器，还用于将获得的来自抄表服务器的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器；

所述第二转换器，还用于将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网；

所述第一转换器，还用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表；

所述多功能电表，还用于在接收到电能信息获取指示时，则确定满足触发条件。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多功能电表包括：

测量部件，用于测量待测线路的电能信息；

决策部件，用于判断是否满足触发条件，其中，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否收到内部或外部的电能信息获取指示；

传输部件，用于在满足触发条件时将电能信息通过RS485格式传输至第一转换器。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一转换器包括：

第一转换接口，用于将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网；

第二转换接口，用于将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二转换器包括：

第三转换接口，用于将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

第四转换接口，用于将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述矿用以太网包括第一以太网交换机和第二以太网交换机，其中，

第一以太网交换机，用于将第一转换器输出的电能信息传输至第二以太网交换机；将第二以太网输出的电能获取指示传输至第一转换器；

第二以太网交换机，用于将第一以太网交换机输出的电能信息传输至第二转换器；将第二转换器输出的电能获取指示传输至第一以太网交换机。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，第一以太网交换机位于矿井井下，第二以太网交换机位于矿井井上。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电能信息包括：电源的电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率和正向无功电能/功率信息中的一种或几种。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多功能电表和第一转换器位于矿井井下；所述第二转换器、集中器和抄表服务器位于矿井井上。

11.一种远程抄表方法，其特征在于，该方法包括：

当确定满足触发条件时，多功能电表将其测量的电能信息通过RS485格式传输至第一转换器；

第一转换器将接收的电能信息通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输；

第二转换器将从矿用以太网接收到的电能信息通过RS485格式传输至集中器；

集中器将接收的电能信息发送至抄表服务器；

抄表服务器接收集中器发送的电能信息，存储并处理。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述触发条件包括：设定的定时器是否超时，或者，是否接收到来自内部的电能信息获取指示。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

抄表服务器发出电能信息获取指示；

集中器将获得的来自抄表服务器的电能信息获取指示通过RS485格式传输至第二转换器；

第二转换器将接收到的电能信息获取指示通过以太网格式传输给矿用以太网进行传输；

第一转换器将从矿用以太网接收到的电能信息获取指示通过RS485格式发送至多功能电表；

则当多功能电表接收到电能信息获取指示时，确定满足触发条件。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述矿用以太网包括第一以太网交换机和第二以太网交换机，其中，第一以太网交换机位于矿井井下，第二以太网交换机位于矿井井上。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述电能信息包括：电源的电压、电流、功率因数、正向有功电能/功率和正向无功电能/功率信息中的一种或几种。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多功能电表和第一转换器位于矿井井下；所述第二转换器、集中器和抄表服务器位于矿井井上。

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