CN104616478B - 一种载波式电力采集设备的数据集成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载波式电力采集设备的数据集成方法，其包括如下步骤：1)通过所述载波式电力采集设备的一个集电模块采集获得电力信号；2)通过所述载波式电力采集设备的一个数据集成模块获取和计算此电力信号；3)将所述数据集成模块从载波式电力采集设备拆下，并连接一个外部数据读取设备。本发明数据集成方法简洁，效率高。

Description

一种载波式电力采集设备的数据集成方法

技术领域

本发明涉及智能集中抄表技术，更特定言之，本发明涉及一种载波式单相电测量设备的电力信号数据的集成与存储方法。

背景技术

自动抄表系统(AMR)是指由远程主站服务器通过传输媒体(例如无线、有线、电力线载波(PLC)等)将台区内电能表的电能记录值数据进行抄读的系统，其主要由电能表、采集器、集中器和远程主站服务器组成。集中器是AMR系统中的一个中间组成部分，其通过数据信道与主站进行通讯，完成主站指令，自动完成抄表记录数据，并按照主站指定的规则传输至主站。随着供电市场的规模和复杂程度逐渐加大，对自动抄表系统系统中的集中器也提出了更高的要求。

电力运管部门或电力产品制造商在对电网监测、计量设备进行读取或测试的时候，主要是依靠测试人员利用手持机在台区内的一定预设区域内进行无线方式的数据获取，或者在调试过程中，例如一幢大楼内敷设几百米长的双绞线缆，接入大楼内的电力线路上进行载波抄表，但是由于信号强度等问题，在更换另一幢大楼时可能会出现没有信号或者架线困难等实际问题，而且需要不同测试人员分段工作，因此技术问题凸显：首先是测试过程不可重复性，不同的环境就要重新进行一次测试操作，完全凭借测试人员的现场经验；其次，人力成本和试验成本较大，而且使用并不方便；再者言，测试人员无法控制载波信号的具体发射/接收强度，这就会造成测试人员需要往复尝试，耗费时间，而且采集到的信号的强度无法定性定量的得到分析，反而使得测试结果无法得到分析，对测试过程并无帮助。

在现有技术中，没有涉及到使用便携式现场测试装置，测试人员携带的是不同类型的测试仪器，无法满足到数据汇总和整合的目的。

进一步地在现有技术中，没有涉及到使用分体式电力采集设备，即强电部分与弱电部分相互隔离，并且可拆装，仍普遍使用载波电力线方式读取其数据信息。

发明内容

本发明旨在解决前述缺陷，设计一种单相电力采集设备，可应用于电网电力系统中的数据采集设备，例如电表、采集器或集中器，或者某些场合使用于强电配变终端。本发明另一实施例设计一种与之配套的载波信号测试设备，可以供检测人员便携使用，并且可以模拟台区内的电网状况，测试电测量设备的载波性能。本发明技术效果通过以下技术方案体现：

技术方案1：一种载波式电力采集设备，包括本体，由集电模块和数据集成模块相互插接组成，所述集电模块通过其中的电力信号采集端接入市电用户电力线，且通过其计量电路获取电力信号并加以计算；所述数据集成模块通过其中的MCU获取计算后的电力信号进行数据处理，通过其第一可多次擦写(MTP)存储器加以存储，并通过内置载波模块进行载波数据通讯；其中在集电模块的侧部设有电气插针，在所述数据集成模块的侧部设有与之相配合的电气插槽以实现插接组合。

在一个实施例中，所述集电模块进一步包括第二MTP存储器，用于与所述第一MTP存储器按照一个预设时序TN存储计算后的电力信号。

在一个实施例中，所述集电模块又包括一个时钟，用于触发所述预设时序TN，其中所述预设时序设计以：在所述数据集成模块自集电模块分离时，触发第一预设时序TN1，将当前电力信号停止向所述的MCU发送，而存储于第二MTP存储器；以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，触发第二预设时序TN2，将自预设时序TN1之后存储于第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中。

在一个实施例中，所述第一、第二MTP存储器被划分为多个暂存区块和一个固定存储区块，在所述第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中时，擦除其中的部分暂存区块，并将这些被擦除的暂存区块中的数据移至固定存储区块中。

在一个实施例中，将所述第一预设时序TN1和第二预设时序TN2耦合至多个暂存区块中，并在包含所述第一预设时序TN1与第二预设时序TN2之间的暂存区块中生成连接识别符，用以在第一MTP存储器中建立时钟连续的电力信号。

在一个实施例中，所述数据集成模块进一步包括显示模块，用于显示第一MTP存储器中的数据信息。

在一个实施例中，所述显示模块在所述数据集成模块自集电模块分离时，显示第一预设时序TN1时刻的电量信息，以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，显示固定存储区块中的电量信息。

在一个实施例中，所述的第一MTP存储器或第二MTP存储器包括MOS开关阵列，用于控制多个暂存区块或固定存储区块的读写操作。

在一个实施例中，所述电气插针或电气插槽耦合有隔离模块，用于屏蔽在接插过程中集电模块中的强电部分产生的电磁干扰。

在一个实施例中，所述载波式电力采集设备是电表、数据采集器或集中器中的一者。

技术方案2：一种载波式电力采集设备的数据集成方法，包括了步骤：1)通过所述载波式电力采集设备的一个集电模块采集获得电力信号；2)通过所述载波式电力采集设备的一个数据集成模块获取和计算此电力信号；3)将所述数据集成模块从载波式电力采集设备拆下，并连接一个外部数据读取设备。该数据集成方法简洁，效率高。

进一步地，所述外部数据读取设备是作为一个移动式电力管理主站。

在步骤3)中进一步包括步骤：

通过所述集电模块的时钟在所述数据集成模块自集电模块分离时，触发第一预设时序TN1，将当前电力信号停止向数据集成模块的MCU发送，而存储于第二MTP存储器；以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，触发第二预设时序TN2，将自预设时序TN1之后存储于第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中；

将所述第一、第二MTP存储器划分为多个暂存区块和一个固定存储区块，在所述第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中时，擦除其中的部分暂存区块，并将这些被擦除的暂存区块中的数据移至固定存储区块中；

将所述第一预设时序TN1和第二预设时序TN2耦合至多个暂存区块中，并在包含所述第一预设时序TN1与第二预设时序TN2之间的暂存区块中生成连接识别符，用以在第一MTP存储器中建立时钟连续的电力信号。

所述数据集成模块进一步包括显示模块，用于显示第一MTP存储器中的数据信息。

进一步地，所述显示模块在所述数据集成模块自集电模块分离时，显示第一预设时序TN1时刻的电量信息，以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，显示固定存储区块中的电量信息。

进一步地，所述的第一MTP存储器或第二MTP存储器包括MOS开关阵列，用于控制多个暂存区块或固定存储区块的读写操作。

载波式电力采集设备的数据集成方法进一步包括：在所述第一MTP存储器的部分暂存区块中设置数据关联，将其中一部分暂存区块插入电力信号关联数据，并与其中另一部分暂存区块中插入的电力信号建立对应关系。

进一步地，将第二MTP存储器中的已转移电力信号所在存储区域在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。将第一MTP存储器的暂存区域中的电力信号及其关联数据移至固定存储区块中，在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。

基于此，本发明技术效果突出体现，首先，本实施例电力采集设备可以实现方便拆装，弱电部分，即数据集成模块可以由安装人员取下，载波模块和数据存储在其中，方便测试人员进行测试，而且在拆下弱电部分的过程中，强电部分，即集电模块仍能够正常计量或数据采集，而在重新组装时，数据能够正确读取；其次，与之配套的设备可以作为一个工作主站，同时又能模拟电网状态。

附图说明

图1为本发明载波式电力采集设备的功能模块框图；

图2为两种MTP之间的数据关联读写示意图。

具体实施方式

参照图1和2，载波式电力采集设备的一个实施例，例如载波表包括由可相互插接的集电模块2和数据集成模块1组成的一个立方体形状的本体，当然，对于ANSI型电表，可以组成一个圆台形状结构，底部为集电模块，顶部为数据集成模块，所述集电模块2通过其中的电力信号采集端34接入220V或380V交流AC市电用户电力线，读取交流电力线电压和电流信号，即图示的L线和N线进出线端，通过A/D电路转换成为数字信号值，且通过其计量电路3获取电压U和电流I的电力信号并加以计算；所述数据集成模块1通过其中的MCU 14获取计算后的电力信号P＝ΣU·I进行数据处理，通过其第一可多次擦写(MTP)存储器16加以存储，并通过内置PLC载波模块15进行外部载波数据通讯；其中如图1所示的，在集电模块2的顶部设有电气插针31，在所述数据集成模块1的底部设有与之相配合的电气插槽以实现插接组合。

在一个实施例中，所述集电模块2进一步包括第二MTP存储器32，用于与所述第一MTP存储器16按照一个预设时序TN存储经过计算后的电力信号P。即在正常工作状态下，第一MTP存储器16与第二MTP存储器32中的数据应保持相同和同步。而由于在模块1和2分离的过程中，不能影响载波表的正常计量，因此设计两个存储器。而按照电测量技术原理，电能、电量W＝∫P·t，因此在宝成正常电力信号存储的情况下，同时要保持时钟信号TN的正常。

因此在另一个实施例中，所述集电模块2又包括一个时钟，用于触发所述预设时序TN，其中所述预设时序TN设计以：在所述数据集成模块1自集电模块2分离时，触发第一预设时序TN1，将当前电力信号P停止向所述的MCU 14发送，而存储于第二MTP存储器32；以及在所述数据集成模块1插接至集电模块2时，触发第二预设时序TN2，将自预设时序TN1之后存储于第二MTP存储器32中的电力信号插入至第一MTP存储器16中。

在载波式电力采集设备的数据集成方法中，包括了步骤：1)通过所述载波式电力采集设备的一个集电模块采集获得电力信号；2)通过所述载波式电力采集设备的一个数据集成模块获取和计算此电力信号；3)将所述数据集成模块从载波式电力采集设备拆下，并连接一个外部数据读取设备。

其中在步骤3)中进一步包括步骤：

通过所述集电模块的时钟在所述数据集成模块自集电模块分离时，触发第一预设时序TN1，将当前电力信号停止向数据集成模块的MCU发送，而存储于第二MTP存储器；以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，触发第二预设时序TN2，将自预设时序TN1之后存储于第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中；

将所述第一、第二MTP存储器划分为多个暂存区块和一个固定存储区块，在所述第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中时，擦除其中的部分暂存区块，并将这些被擦除的暂存区块中的数据移至固定存储区块中；

将所述第一预设时序TN1和第二预设时序TN2耦合至多个暂存区块中，并在包含所述第一预设时序TN1与第二预设时序TN2之间的暂存区块中生成连接识别符，用以在第一MTP存储器中建立时钟连续的电力信号。

所述数据集成模块进一步包括显示模块，用于显示第一MTP存储器中的数据信息。

进一步地，所述显示模块在所述数据集成模块自集电模块分离时，显示第一预设时序TN1时刻的电量信息，以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，显示固定存储区块中的电量信息。

进一步地，所述的第一MTP存储器或第二MTP存储器包括MOS开关阵列，用于控制多个暂存区块或固定存储区块的读写操作。

载波式电力采集设备的数据集成方法进一步包括：在所述第一MTP存储器的部分暂存区块中设置数据关联，将其中一部分暂存区块插入电力信号关联数据，并与其中另一部分暂存区块中插入的电力信号建立对应关系。

进一步地，将第二MTP存储器中的已转移电力信号所在存储区域在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。将第一MTP存储器的暂存区域中的电力信号及其关联数据移至固定存储区块中，在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。

参照图2的一个实施例中，所述第一、第二MTP存储器被划分为多个暂存区块和一个固定存储区块，第一MTP包含有6个第一暂存区块和一个固态存储区块，其中暂存区块IV至VI分别对应暂存区块I至III中的数据内容，而同样地在所述第二MTP存储器中，设置3个第三暂存区块与之一一对应。当第三暂存区块中的电力信号插入至第一MTP存储器16中时，擦除其中的部分暂存区块(即图中所示的“blank”区域)，并将这个被擦除的暂存区块中的数据P＝ΣU·I移至第一MTP 16的固定存储区块中去。同样地，在第二暂存区块I和II中的数据与暂存区块I和III中的数据保持同步的情况下，可以删除第二暂存区块I和II中的电力信息，用于下一次的重新写入。

在另一个实施例中，暂存区块IV至VI中的数据设置为电力信号关联数据，即电力信号P不能仅作为测试过程的唯一数据，因为它不能直观地反映载波通信的质量，需要通过关联关系进一步计算出(例如)通讯波特率、相移以及有功/无功功率等可供计算机分析的数据。

其中，如图2所示，因为在“blank”区域插入至暂存区块II之前的这段时间内，即数据集成模块1被拆下读取数据的过程中，区块II中的数据为空，那么其对应了暂存区块V中的关联数据则无从引用，因此需要在第二时序TN2生成之后进行关联。

进一步地，将所述第一预设时序TN1和第二预设时序TN2耦合至暂存区块I和暂存区块III中，并在包含所述第一预设时序TN1与第二预设时序TN2之间的暂存区块II中的数据首尾部分，生成连接识别符HD1和HD2，用以在第一MTP存储器16中建立时钟连续的电力信号。技术人员应当了解的是，存储的内容是具有时序T的次序的，并非是随机存储数据信息。

在图1和2的一个实施例中，所述数据集成模块1进一步包括显示模块11，用于显示第一MTP存储器16的固定存储区域中的数据信息。即，在拆下模块1的过程中，它将不显示任何计量的电量内容，而是可以根据控制键13的操作指示，显示前述关联数据的内容。

在一个实施例中，所述显示模块11在所述数据集成模块1自集电模块2分离时，显示第一预设时序TN1时刻的电量信息，以及在所述数据集成模块1插接至集电模块2时，显示固定存储区块中的电量信息。

在一个实施例中，所述的第一MTP存储器或第二MTP存储器包括MOS开关阵列，用于控制多个暂存区块或固定存储区块的读写操作。

Claims (8)

1.一种载波式电力采集设备的数据集成方法，包括了步骤：1）通过所述载波式电力采集设备的一个集电模块采集获得电力信号；2）通过所述载波式电力采集设备的一个数据集成模块获取和计算此电力信号；3）将所述数据集成模块从载波式电力采集设备拆下，并连接一个外部数据读取设备，其特征在于在步骤3）中进一步包括步骤：

通过所述集电模块的时钟在所述数据集成模块自集电模块分离时，触发第一预设时序TN1，将当前电力信号停止向数据集成模块的MCU发送，而存储于第二MTP存储器；以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，触发第二预设时序TN2，将自预设时序TN1之后存储于第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中；

将所述第一、第二MTP存储器划分为多个暂存区块和一个固定存储区块，在所述第二MTP存储器中的电力信号插入至第一MTP存储器中时，擦除其中的部分暂存区块，并将这些被擦除的暂存区块中的数据移至固定存储区块中；

将所述第一预设时序TN1和第二预设时序TN2耦合至多个暂存区块中，并在包含所述第一预设时序TN1与第二预设时序TN2之间的暂存区块中生成连接识别符，用以在第一MTP存储器中建立时钟连续的电力信号。

2.根据权利要求1所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于：所述外部数据读取设备是作为一个移动式电力管理主站。

3.根据权利要求1所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于：所述数据集成模块进一步包括显示模块，用于显示第一MTP存储器中的数据信息。

4.根据权利要求3所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于：所述显示模块在所述数据集成模块自集电模块分离时，显示第一预设时序TN1时刻的电量信息，以及在所述数据集成模块插接至集电模块时，显示固定存储区块中的电量信息。

5.根据权利要求1所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于：所述的第一MTP存储器或第二MTP存储器包括MOS开关阵列，用于控制多个暂存区块或固定存储区块的读写操作。

6.根据权利要求1所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于进一步包括：在所述第一MTP存储器的部分暂存区块中设置数据关联，将其中一部分暂存区块插入电力信号关联数据，并与其中另一部分暂存区块中插入的电力信号建立对应关系。

7.根据权利要求1所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于进一步包括：将第二MTP存储器中的已转移电力信号所在存储区域在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。

8.根据权利要求7所述的载波式电力采集设备的数据集成方法，其特征在于进一步包括：将第一MTP存储器的暂存区域中的电力信号及其关联数据移至固定存储区块中，在此次时序下进行全部擦除，用于下一时序插入电力信号。