CN102761975A - Cfda自组网信息采集平台 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种CFDA自组网信息采集平台，与电路系统中的主站连接通信，所述平台包括采集器、集中器以及网关；所述采集器，用于采集电表参数，通过CFDA网络传送至集中器；所述集中器，用于接收所述采集器传送的电表参数，并通过网关传送至主站；所述网关，促成集中器与主站之间的通信。本发明的CFDA自组网信息采集平台，可为用户实时准确的数据采集、监测、控制提供无缝的、高速实时的、可靠的、低成本的解决方案。

Description

CFDA自组网信息采集平台

技术领域

本发明涉及到信息采集领域，特别涉及到一种CFDA自组网的信息采集平台。

背景技术

电力系统中传统的人工抄表，即由抄表人员每月逐户查抄电表，消耗了大量的人力、物力，而且采集数据的时间跨度大、采集数据的准确度低，无法满足“周期性、实时性、准确性”的要求，从而“远程自动化抄表”则成为现代化电力系统中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种CFDA自组网信息采集平台，提升了电力系统中抄表的效率。

本发明提出一种CFDA自组网信息采集平台，与电路系统中的主站连接通信，所述平台包括采集器、集中器以及网关；

所述采集器，用于采集电表参数，通过CFDA网络传送至集中器；

所述集中器，用于接收所述采集器传送的电表参数，并通过网关传送至主站；

所述网关，促成集中器与主站之间的通信。

优选地，所述集中器还用于接收主站发送的关于采集器的ID映射表，建立CFDA自组网。

优选地，所述集中器中设置有CAC。

优选地，所述采集器中设置有DAU。

优选地，所述集中器，用于发送建立路由信标；

所述采集器，用于转发所述建立路由信标；以及，记录周围的场强信息并反馈回集中器。

优选地，所述集中器还用于发送场强收集指令。

优选地，所述集中器还用于接收采集器反馈的场强信息；以及，根据所述场强信息建立路由表。

优选地，所述采集器还用于通过TDMA协议确认转发的时隙，以及通过CSMA协议建立转发的侦测以及回避机制。

优选地，所述场强信息包括：采集器的ID以及信号强度。

优选地，所述网关为GPRS网关。

本发明的CFDA自组网信息采集平台，可为用户实时准确的数据采集、监测、控制提供无缝的、高速实时的、可靠的、低成本的解决方案。

附图说明

图1是本发明CFDA自组网信息采集平台一实施例中结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

CFDA(Cellular Fixed-wireless Digital Access)微蜂窝式固定节点无线数据接入系统是一种自组织的MESH网络结构特征的无线数据接入系统。

参照图1，本发明提出一种CFDA自组网信息采集平台的一实施例。该平台可与电路系统中的主站100连接通信；上述平台包括采集器30、集中器20以及网关10；该采集器30，用于采集电表参数，通过CFDA网络传送至集中器20；该集中器20，用于接收上述采集器30传送的电表参数，并通过网关10传送至主站100；该网关10，促成集中器20与主站100之间的通信。

上述CFDA中主要包括DAU(Distributing Access Unit，分布接入单元)、CAC(Cellular Access Center，蜂窝接入中心)以及网关10(GPRS网关)。在CFDA中，DAU和CAC是与用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，共同构成完整的数据采集接入系统。因此，CFDA实际上是一个通信中间件；用户的数据采集设备将采集到的数据交给DAU发送；CAC接收DAU发出的数据，再通过上述GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)网关交给用户数据处理设备进行后续处理。本实施例中，该数据采集设备可为采集器30，该用户数据处理设备可为电力系统中的主站100。

上述CFDA自组网信息采集平台，是将CFDA无线自组网作为集中器20的下行采集通道，实现集中器20和电表之间的数据的透明传输，具体的方式如下：将电表作为一个计量点，同时也是一个数据采集点，DAU安装在电表侧；DAU的安装既可以嵌入到电表中，与电表形成一体化的设计，成为CFDA无线电表，同时也可以设置于采集器30与电表的485总线相连，形成485采集器30；将CAC安装在集中器20侧，集中器20可以将CAC嵌入到集中器20中，也可以通过485或232接口与集中器20连接。构建好以上的机构之后，即可开通组网，形成CFDA的下行网络，该网络可以形成集中器20和电表之间的透明的通信通道，实现电表和集中器20之间的透明数据采集，集中器20可以通过645规约，直接读取网内任意电表的参数。本实施例中，DAU设置于采集器30，CAC设置于集中器20。安装在集中器20的CAC与安装在采集器30的DAU之间可以通信，而DAU相互之间按照指定路由协议转发通信。

上述集中器20接收主站100的读表指令后，将该读表指令发送给下一级的采集器30；接收该读表指令的采集器30通过多跳路由的方式，再进一步转发其他的采集器30；接收到该读表指令的采集器30可采集与其关联电表的电表参数，该电表参数至少包括电表所显示的用电度数等；一个采集器30可与一个或多个电表关联，采集电表参数；该采集器30在采集到电表参数后，通过其他采集器30转发或者直接反馈给集中器20；该集中器20在收集到CFDA网络中电表参数后，通过GPRS网关发送给主站100，以便主站100完成对电表进行优化调度、控制或者计费等功能。

上述CFDA自组网信息采集平台，在进行自动化抄表之前，需要先进行CFDA自组网。

上述主站100可用于规划网络结构，确定微蜂窝地域及数量，形成蜂窝结构；并根据该蜂窝结构确定CAC的编码方案；以及根据该CAC的编码方案，分配频率资源给CAC，确定DAU的物理ID及逻辑ID，形成两者的ID映射表。

设置有CAC的集中器20，可从该主站100中下载该ID映射表，并在确定所有的DAU都在线后，指示CAC建路由，组网络。

首先，上述集中器20的CAC发出建立路由信标(组网信标)，由于CFDA中网络特性，该组网信标只能发送至CAC附近的第一级采集器30中DAU，本实施例中的CFDA为8级7跳(MESH)的网络结构。因此，该组网信标还需通过接收到该组网信标的DAU继续转发，才能使其被CFDA中的所有DAU接收；且该DAU转发组网信标至其他DAU后，还可收集相应DAU的场强信息；该场强信息可包括：采集器30的ID以及信号强度等；该周围的场强信息可以是该采集器30可以转发到的其他采集器30的场强信息。上述采集器30可将收集的场强信息以多跳路由的方式进行传输，反馈至集中器20。该采集器30与采集器30之间，以及采集器30与集中器20之间通过GPRS方式进行通信。

上述集中器20还用于发送场强收集指令。该集中器20的CAC在发送组网信标后的设定时隙内，再发送场强收集指令，进行场强信息的收集。该场强收集指令可通过多跳路由的方式在采集器30间转发，接收到该收集场强指令的采集器30可将相应的场强信息(其收集的场强信息)反馈给集中器20。

上述集中器20还用于接收采集器30反馈的场强信息；以及，根据上述场强信息建立路由表。该集中器20接收采集器30反馈的场强信息后，建立相应的场强信息数据库，并通过对该场强信息数据库中的相应场强信息进行分析后，建立上述CFDA网络的路由表，组建CFDA网络。

上述采集器30还用于通过TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)协议确认转发的时隙，以及通过CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)协议建立转发的侦测以及回避机制。增强了CFDA网络中数据传输的可靠性，提升了传输效率。

集中器20的CAC发送组网信标开始组网过程后，进入组网进程第一阶段即网络测量阶段，在此阶段，网络拒绝响应任何操作指令；然后，进入组网进程第二阶段即网络学习阶段，在此阶段，网络可以响应主站100的终止进程指令和回送学习结果指令；回送学习结果为组网进程第二阶段的一部分，将学习的结果根据回送学习结果指令进行回送，该指令为状态开关指令，如开启，则学习成功一个，回送一个，如关闭，则停止；再是，进程结束，CAC向集中器20的MCU发送进程结束指令。集中器20的MCU在收到该指令后，表示组网结束，在该指令中包括：在网节点数和不在网节点数。如此，可自动组建高效、可靠的CFDA网络，进行电表参数的采集，极大地提高了电表参数采集的效率。

上述CFDA自组网信息采集平台，兼具分布式和集中式系统的特征，应用于电力自动抄表系统，具有网络覆盖率高、结构灵活、可靠性高、通用性强、施工铺设简单、维护方便以及工程总成本低等特点。基于CFDA自组网技术，可为用户实时准确的数据采集、监测、控制提供无缝的、高速实时的、可靠的、低成本的解决方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种CFDA自组网信息采集平台，与电路系统中的主站连接通信，其特征在于，所述平台包括采集器、集中器以及网关；

所述采集器，用于采集电表参数，通过CFDA网络传送至集中器；

所述集中器，用于接收所述采集器传送的电表参数，并通过网关传送至主站；

所述网关，促成集中器与主站之间的通信。

2.根据权利要求1所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述集中器还用于接收主站发送的关于采集器的ID映射表，建立CFDA自组网。

3.根据权利要求2所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述集中器中设置有CAC。

4.根据权利要求3所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述采集器中设置有DAU。

5.根据权利要求4所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述集中器，用于发送建立路由信标；

所述采集器，用于转发所述建立路由信标；以及，记录周围的场强信息并反馈回集中器。

6.根据权利要求5所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述集中器还用于发送场强收集指令。

7.根据权利要求5所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述集中器还用于接收采集器反馈的场强信息；以及，根据所述场强信息建立路由表。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述采集器还用于通过TDMA协议确认转发的时隙，以及通过CSMA协议建立转发的侦测以及回避机制。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述场强信息包括：采集器的ID以及信号强度。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的CFDA自组网信息采集平台，其特征在于，所述网关为GPRS网关。

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