CN103795440A

CN103795440A - 用于电力线通讯的数据处理装置及其数据处理方法

Info

Publication number: CN103795440A
Application number: CN201210458735.XA
Authority: CN
Inventors: 李秉恒; 谢智强; 周泽民; 陈彦廷
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-14
Also published as: TW201417527A; TWI461013B; US20140118163A1

Abstract

本发明提供一种用于电力线通讯的数据处理装置及其数据处理方法。该数据处理装置包含一第一通讯接口、一第二通讯接口、一储存器及一电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口及该储存器的处理器。该第一通讯接口透过一第一电力线与一电表通讯，并用以自该电表接收一第一信号，其中该第一信号包含一电表数据。该第二通讯接口透过一第二电力线与一集中器通讯。该处理器估测该第二电力线的一第一通道参数，以及于判断该第一通道参数大于一通道参数门槛时，储存该电表数据至该储存器。

Description

用于电力线通讯的数据处理装置及其数据处理方法

技术领域

本发明提供一种关于用于电力线通讯的数据处理装置及其数据处理方法。更具体而言，本发明提供一种关于可根据通道传输状态传送电表数据的数据处理装置及其数据处理方法。

背景技术

先进读表系统（Advanced Metering Infrastructure；AMI）主要由智能电表（Smart Meter）、通讯系统及电表信息管理系统（Meter Database ManagementSystem；MDMS）构成。智能电表具有多项特点，例如：支持各种不同电价费率、提供用户能源用电信息以引导引导用户节电、以及加速停电检测与修复等等，因而逐渐被用以取代传统电表。近年来，由于智能电表带给人类的众多便利，以及节能减炭的环保趋势，许多国家纷纷投入资源并积极发展先进读表系统。

先进读表系统通常使用电力线通讯（Power Line Communications；PLC）作为有线的数据传输方式，其中智能电表会定期将一电表数据传送至集中器（Concentrator），再由集中器传送电表数据至后端系统的服务器。然而，于电力线通讯系统架构下，普遍会有上下行传输功率不匹配的情况，因而造成由电表传送至集中器的电表数据，其传输效率及准确率不佳等问题。下行传输功率经常高于上行传输功率，也就是由集中器传送至电表的信号传输功率会高于由电表传送至集中器的信号传输功率。

一般而言，解决上述问题的方式是在电力线通讯系统中加入中继器（Repeater），并利用中继器的功率放大器加强传送电表数据的信号的传输功率，进而增加电力线通讯的抗衰减能力。然而，传统的中继器，无论收到的信号的衰减量高或低，皆以相同功率传送（通常选用可放大的最大功率），因此容易造成额外的能源浪费。

此外，传统的中继器，不管当时的后端通道状况是否适合通讯，均将电表数据转送至集中器乃至后端系统的服务器。因此，当后端通道状态明显无法通讯的时候，传统的中继器仍会将电表数据送出，进而造成集中器无法正确收到该电表数据，且中继器亦不会再重传该笔电表数据，因此很容易造成电表数据遗失。同时，集中器因未收到该电表数据而会重复发送请求信号，连带增加整体电力线通讯系统的负荷。

有鉴于此，在此技术领域中亟需一种能够改善由电表传送至集中器的电表数据的传输效率及准确率不佳等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于电力线通讯的数据处理装置及其数据处理方法。

本发明提供的数据处理装置可安装至任一电力线通讯系统中的集中器与电表之间，且用以估测集中器与电表之间传输媒介（即电力线）的通道参数，并借由该通道参数判断电表到集中器之间的该电力线是否适合传输电表数据。当判断电表到集中器之间的该电力线不适合传输该电表数据时，暂时将该电表数据储存至一储存器，并等待一段时间，直至电表到集中器之间的该电力线适合传输该电表数据时再行传送。据此，相较于传统的电力线通讯系统，本发明提供的数据处理装置及其数据处理方法可根据通道传输状态判断是否转送电表数据至集中器，故可有效改善由电表传送至集中器的电表数据的传输效率及准确率不佳等问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于电力线通讯的数据处理装置，该数据处理装置包含一第一通讯接口、一第二通讯接口、一储存器及一处理器。该第一通讯接口用以透过一第一电力线与一电表通讯，并用以自该电表接收一第一信号，其中该第一信号包含一电表数据。该第二通讯接口用以透过一第二电力线与一集中器通讯。该处理器电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口以及该储存器，并用以执行下列操作：估测该第二电力线的一第一通道参数；以及于判断该第一通道参数大于一通道参数门槛时，储存该电表数据至该储存器。

为达到上述目的，本发明还提出一种用于电力线通讯的数据处理方法。一数据处理装置包含一第一通讯接口、一第二通讯接口、一储存器及一电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口及该储存器的处理器。该第一通讯接口透过一第一电力线与一电表通讯，且该第二通讯接口透过一第二电力线与一集中器通讯。该数据处理方法包含下列步骤：

(a)使该第一通讯接口自一电表接收一第一信号，其中该第一信号包含一电表数据；

(b)使该处理器估测该第二电力线的一第一通道参数；以及

(c)使该处理器于判断该第一通道参数大于一通道参数门槛时，储存该电表数据至该储存器。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为本发明的第一实施例所述的数据处理系统1的示意图；

图2为本发明的第二实施例所述的数据处理系统9的示意图；以及

图3为本发明的第三实施例所述的数据处理方法的流程图。

主要元件符号说明：

1：数据处理装置

11：第一通讯接口

13：第二通讯接口

15：储存器

17：处理器

19：功率放大器

3：电表

5：集中器

71：第一电力线

73：第二电力线

9：数据处理装置

具体实施方式

本发明的内容可透过以下实施例来解释，但本发明的实施例并非用以限制本发明必须在如以下实施例中所述的任何特定的环境、应用或方式方能实施。因此，以下实施例的说明仅在于阐释本发明，而非用以限制本发明。在以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且绘示于图式中的各元件之间的尺寸比例仅为便于理解，而非用以限制为实际的实施比例。

本发明的第一实施例如图1所示，其描绘一用于电力线通讯的数据处理装置1，且数据处理装置1介于一电表3与一集中器5之间。数据处理装置1可用于先进读表系统的架构下，其中电表3为一智能电表，用以接收集中器5的命令以及根据命令传输数据至集中器5，且其本质上具有支持各种不同电价费率、提供用户能源用电信息以引导引导用户节电、以及加速停电检测与修复等等功能。集中器5为电表3与后端系统的服务器（未绘示于图）之间的通讯桥梁，用以使电表3与后端系统的服务器进行通讯及数据传输。因电表3与集中器5的相关运作已可为本领域普通技术人员轻易理解，于此不多赘述。

数据处理装置1包含一第一通讯接口11、一第二通讯接口13、一储存器15以及一电性连接至第一通讯接口11、第二通讯接口13以及储存器15的处理器17。第一通讯接口11透过一第一电力线71与电表3通讯，并自电表3接收一第一信号20，其中第一信号20包含一电表数据60。第二通讯接口13则透过一第二电力线73与集中器5通讯。于其他实施例，第一通讯接口11可透过一第一电力线71与多个电表通讯，并自所述电表接收多个电表数据。此外，这些电表与数据处理装置1及集中器5之间的运作关系，可透过电表3与数据处理装置1及集中器5之间的运作而轻易思及，故本实施例仅以单一个电表，也就是电表3，进行后续描述，但此实施方式非用以限定本发明。

第一通讯接口11可包含一第一电力线接口（未绘示于图）及一第一调变器（未绘示于图），其中该第一电力线接口用以与第一电力线71相容，可用以接收第一电力线71上流载的数据，且第一调变器用以调变第一电力线71上流载的数据为数据处理装置1可处理的数据型态。相似地，第二通讯接口13可包含一第二电力线接口（未绘示于图）及一第二调变器（未绘示于图），其中该第二电力线接口用以与第二电力线71相容，可用以传送数据至第二电力线73上，且第二调变器用以调变数据处理装置1处理后的数据为可供第二电力线73上流载的数据型态。该第一电力线接口亦可具有传送数据至第一电力线71上的功能，而该第二电力线接口亦可具有自第二电力线73上接收数据的功能。

可选择地，当第一通讯接口11自电表3收到第一信号20后，处理器17可先判断第一信号20的一信号衰减是否小于（或不大于）一信号衰减门槛，其中该信号衰减门槛可由设计者根据不同的传输情况而设定为不同的数值或范围。若处理器17判断第一信号20的该信号衰减小于（或不大于）该信号衰减门槛，表示此时第一电力线71的通道状态可能不佳，而第一通讯接口11收到的第一信号20所载的电表数据60可能不正确，故处理器17将不会对此时所接收到的电表数据60进行处理，并直接移除电表数据60。

可选择地，当第一通讯接口11自电表3收到第一信号20后，处理器17亦可先判断第一信号20的一比特错误率是否小于（或不大于）一比特错误率门槛，或者可在判断第一信号20的一信号衰减是否小于（或不大于）一信号衰减门槛后，再判断第一信号20的一比特错误率是否小于（或不大于）一比特错误率门槛，其中该比特错误率门槛可由设计者根据不同的传输情况而设定为不同的数值或范围。若处理器17判断第一信号20的该比特错误率小于（或不大于）该比特错误率，表示此时第一电力线71的通道状态可能不佳，而第一通讯接口11收到的第一信号20所载的电表数据60可能不正确，故处理器17将不会对此时所接收到的电表数据60进行处理，并直接移除电表数据60。

于第一电力线71的通道状态良好的情况下，或可选择地，于处理器17判断第一信号20的该信号衰减小于（或不大于）该信号衰减门槛及/或第一信号20的该比特错误率小于（或不大于）该比特错误率门槛的情况下，处理器17将根据第二电力线73的通道状态，进一步处理第一信号20所载的电表数据60。

进一步言，处理器17可借由不同的通道估测技术，估测出第二电力线73的一第一通道参数40（未绘示于图），然后处理器17可判断第一通道参数40是否大于（或不小于）一通道参数门槛，其中该通道参数门槛可由设计者根据不同的传输情况而设定为不同的数值或范围。于本实施例，第二电力线73的第一通道参数40可为第二电力线73的一通道衰减值，且该通道参数门槛为一通道衰减门槛，惟第一通道参数40及该通道参数门槛的数量及其类型并非用以限定本发明。

当处理器17判断第一通道参数40大于（或不小于）该通道参数门槛时，或者说，当处理器17判断该第二电力线73的该通道衰减值大于（或不小于）该通道衰减门槛时，则处理器17认定第二电力线73此时并不适合用以传输电表数据60。此时，处理器17将电表数据60储存至储存器15，并等待第二电力线73适合传输电表数据60时，再将电表数据60传送至集中器5。

于一时间间隔后，处理器17可再次估测第二电力线73的一第二通道参数42，其中该时间间隔可由设计者根据不同的传输情况而设定为不同的数值或范围。当处理器17判断第二通道参数42小于该通道参数门槛时，或者说，当处理器17判断该第二电力线73的该通道衰减值小于该通道衰减门槛时，则处理器17认定此时第二电力线73已适合传输电表数据60，处理器17将透过第二通讯接口13传输一第二信号22至集中器5，其中第二信号22包含储存于储存器15的电表数据60。若此时第二通道参数42仍大于该通道参数门槛，则处理器17继续等待另一时间间隔后，再次估测第二电力线73的一第三通道参数44，并重复上述运作。上述处理器17等待的所述时间间隔可以相同亦可不同。

于本实施例，上述通道衰减门槛亦可以表示为平均通道衰减门槛或是任一频带的通道衰减门槛。举例而言，处理器17可估测第二电力线73的一平均通道衰减值，并判断该平均通道衰减值是否大于（或不小于）该平均通道衰减门槛（例如40dB），进而评估第二电力线73的通道状态。处理器17亦可估测第二电力线73的任一频带的一通道衰减值，并判断该频带的该通道衰减值是否大于（或不小于）该频带的该通道衰减门槛（例如60dB），进而评估第二电力线73的通道状态。上述有关通道衰减门槛的实施范例仅为了易于说明，而非用以限定本发明。

本发明的第二实施例如图2所示，其描绘一用于电力线通讯的数据处理装置9。除本实施例中特别说明的元件外，其他元件均可理解为前述实施例所相对应的元件，且本实施例将沿用前述实施例所述的部分元件的标号，其中具有相同标号的元件可理解为本质上相同或近似的元件。与前述实施例相关的技术内容，因可根据前述实施例而轻易思及，于本实施例将不再重复赘述。

如图2所示，数据处理装置9包含一第一通讯接口11、一第二通讯接口13、一储存器15、一处理器17以及一功率放大器19。不同于第一实施例的数据处理装置1，本实施例的数据处理装置9还包含功率放大器19，其中功率放大器19电性连接至处理器17及第二通讯接口13。于其他实施例中，功率放大器19亦可内建于第二通讯接口19中，并电性连接至处理器17。

如同第一实施例所述，当处理器17判断第二通道参数42小于该通道参数门槛时，或者说，当处理器17判断该第二电力线73的该通道衰减值小于该通道衰减门槛时，处理器17将透过第二通讯接口13传输一第二信号22至集中器5，此时，功率放大器19可用以放大第二信号22的一传输功率。

于本实施例，功率放大器19可为一固定式功率放大器或者为一可调式功率放大器。当功率放大器19为一固定式功率放大器时，功率放大器19采用一固定放大功率，放大第二信号22的该传输功率。然而，当功率放大器19为一可调式功率放大器时，处理器17可根据42第二通道参数42决定第二信号22的该传输功率。换言之，处理器17可根据第二电力线73的通道状态，控制功率放大器19对第二信号22的该传输功率进行不同的功率放大。换言之，当功率放大器19为一可调式功率放大器时，功率放大器19可根据第二电力线73的第二通道参数42（例如通道衰减值）调整第二信号22的该传输功率的放大程度，借以避免造成传输功率的浪费。

除了上述步骤，本实施例的数据处理装置9亦能执行第一实施例所描述的所有操作及具备所对应的所有功能，且所属技术领域具有通常知识者可直接了解本实施例的数据处理方法9如何基于第一实施例的揭露内容执行此等操作及具备此等功能，于此不再赘述。

本发明的第三实施例如图3所示，其为一用于电力线通讯的数据处理方法的流程图。本实施例所述的数据处理方法可用于一数据处理装置，例如第一实施例所述的数据处理装置1。因此，本实施例所述的数据处理装置可包含一第一通讯接口、一第二通讯接口、一储存器及一电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口及该储存器的处理器。该第一通讯接口透过一第一电力线与一电表通讯，且该第二通讯接口透过一第二电力线与一集中器通讯。

如图3所示，于步骤S31中，使该第一通讯接口自一电表接收一第一信号，其中该第一信号包含一电表数据。于其他实施例，步骤S31可包含以下限定条件：该第一信号的一信号衰减小于（或不大于）一信号衰减门槛及/或该第一信号的一比特错误率小于（或不大于）一比特错误率门槛。于步骤S33中，使该处理器估测该第二电力线的一第一通道参数。于步骤S35中，使该处理器于判断该第一通道参数大于（或不小于）一通道参数门槛时，储存该电表数据至该储存器。

于步骤S35后，本实施例所述的数据处理方法可还包含下列步骤：于步骤S37中，使该处理器于一时间间隔后估测该第二电力线的一第二通道参数；以及于步骤S39中，使该处理器于判断该第二通道参数小于该通道参数门槛时，透过该第二通讯接口传输一第二信号至该集中器，其中该第二信号包含储存于该储存器的该电表数据。本实施例所述的该第一通道参数及该第二通道参数可各自为该第二电力线的一通道衰减值，且该通道参数门槛可为一通道衰减门槛。

本实施例所述的数据处理方法亦可用于第二实施例所述的数据处理装置9。如此，本实施例所述的数据处理还包含一电性连接至该处理器及该第二通讯接口的功率放大器。于是，步骤S39还包含步骤S391，使该功率放大器放大该第二信号的一传输功率。于其他实施例，本实施例所述的功率放大器可为一可调式功率放大器。如此，步骤S391还包含步骤S393，使该处理器根据该第二通道参数决定该第二信号的该传输功率。

除了上述步骤，本实施例所述的数据处理方法亦能执行第一实施例及第二实施例所描述的所有操作及具备所对应的所有功能，且所属技术领域具有通常知识者可直接了解本实施例的数据处理方法如何基于第一实施例及第二实施例的揭露内容执行此等操作及具备此等功能，于此不再赘述。

综上所述，本发明提供的数据处理装置可安装至任一电力线通讯系统中的集中器与电表之间，且用以估测集中器与电表之间传输媒介（即电力线）的通道参数，并借由该通道参数判断电表到集中器之间的该电力线是否适合传输电表数据。当判断电表到集中器之间的该电力线不适合传输该电表数据时，暂时将该电表数据储存至一储存器，并等待一段时间，直至电表到集中器之间的该电力线适合传输该电表数据时再行传送。据此，相较于传统的电力线通讯系统，本发明提供的数据处理装置及其数据处理方法可根据通道传输状态判断是否转送电表数据至集中器，故可有效改善由电表传送至集中器的电表数据的传输效率及准确率不佳等问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种用于电力线通讯的数据处理装置，该数据处理装置包含：

一第一通讯接口，用以透过一第一电力线与一电表通讯，并用以自该电表接收一第一信号，其中该第一信号包含一电表数据；

一第二通讯接口，用以透过一第二电力线与一集中器通讯；

一储存器；以及

一处理器，电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口以及该储存器，并用以执行下列操作：

估测该第二电力线的一第一通道参数；以及

于判断该第一通道参数大于一通道参数门槛时，储存该电表数据至该储存器。

2.如权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，该处理器还执行下列操作：

于一时间间隔后，估测该第二电力线的一第二通道参数；以及

于判断该第二通道参数小于该通道参数门槛时，透过该第二通讯接口传输一第二信号至该集中器，其中该第二信号包含储存于该储存器的该电表数据。

3.如权利要求2所述的数据处理装置，其特征在于，该第一通道参数及该第二通道参数各自为该第二电力线的一通道衰减值，且该通道参数门槛为一通道衰减门槛。

4.如权利要求2所述的数据处理装置，其特征在于，该数据处理装置还包含一功率放大器，该功率放大器电性连接至该处理器及该第二通讯接口，并用以放大该第二信号的一传输功率。

5.如权利要求4所述的数据处理装置，其特征在于，该功率放大器为一可调式功率放大器，且该处理器还根据该第二通道参数决定该第二信号的该传输功率。

6.如权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，该第一信号的一信号衰减小于一信号衰减门槛。

7.如权利要求4所述的数据处理装置，其特征在于，该第一信号的一比特错误率小于一比特错误率门槛。

8.一种用于电力线通讯的数据处理方法，一数据处理装置包含一第一通讯接口、一第二通讯接口、一储存器及一电性连接至该第一通讯接口、该第二通讯接口及该储存器的处理器，该第一通讯接口透过一第一电力线与一电表通讯，该第二通讯接口透过一第二电力线与一集中器通讯，该数据处理方法包含下列步骤：

(b)使该处理器估测该第二电力线的一第一通道参数；以及

9.如权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，该数据处理方法还包含下列步骤：

(d)使该处理器于一时间间隔后估测该第二电力线的一第二通道参数；以及

(e)使该处理器于判断该第二通道参数小于该通道参数门槛时，透过该第二通讯接口传输一第二信号至该集中器，其中该第二信号包含储存于该储存器的该电表数据。

10.如权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，该第一通道参数及该第二通道参数各自为该第二电力线的一通道衰减值，且该通道参数门槛为一通道衰减门槛。

11.如权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，该数据处理装置还包含一功率放大器，该功率放大器电性连接至该处理器及该第二通讯接口；该步骤(e)还包含下列步骤：

(e1)使该功率放大器放大该第二信号的一传输功率。

12.如权利要求11所述的数据处理方法，其特征在于，该功率放大器为一可调式功率放大器；该步骤(e1)还包含下列步骤：

(e2)使该处理器根据该第二通道参数决定该第二信号的该传输功率。

13.如权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，该第一信号的一信号衰减小于一信号衰减门槛。

14.如权利要求13所述的数据处理方法，其特征在于，该第一信号的一比特错误率小于一比特错误率门槛。