CN105336138A - 无线电表自动注册到集中器的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线电表自动注册到集中器的方法与系统，无线电表随机选择时间向外发射携带有自身地址的广播帧，周围能够接收到该广播帧的集中器向无线电表反馈应答报文，应答报文中携带有集中器身份识别标识以及接收到广播帧的信号强度，无线电表选择信号强度最强对应的集中器为注册集中器，发送注册请求至注册集中器，注册集中器接收到注册请求时，反馈注册请求应答报文至无线电表，完成注册。整个过程中，无线电表与注册集中器利用相互之间多次数据交互，自动完成注册过程，无需人工操作，提高注册效率，降低注册错误率，即能够有效提高无线集中抄表系统的效率和准确性。

Description

无线电表自动注册到集中器的方法与系统

技术领域

本发明涉及电表抄表技术领域，特别是涉及无线电表自动注册到集中器的方法与系统。

背景技术

在建设智能电网的过程中，为了提升电网与用户双向互动能力和用电增值服务水平，电力信息采集系统的规模越来越大，集中抄表系统正得到越来越广泛的应用，系统维护、档案管理、资产管理工作量越来越大，维护成本也越来越高，因此需要一种更加智能的无线电表档案收集管理方法。另一方面双向互动对通信带宽提出了新的要求，无线与宽带载波将是未来集中抄表的通信技术方向，未来无线电表将会得到更大规模的应用。目前载波方案的集中抄表系统已具备自动搜索载波电表与载波采集器下挂的RS-485电表的功能，但是无线方案的集中抄表系统尚无法自动搜索到无线电表的功能，目前的方案使用时需要主站下发无线电表档案到集中器。要理清楚哪一只无线电表属于哪一个集中器是件繁锁且易出错的工作。

目前，一般的无线集中抄表系统中，当前的电表档案是由安装电表的施工人员，根据安装位置手工作好记录，再将记录做成表格，导入到主站系统，由主站系统下发给集中器。集中器根据这份表档案决定要抄哪些电表。

由于目前无线集中抄表系统的表档案需要人工收集，人工捋清电表与集中器的对应关系，人工录入主站系统。工作量巨大，错误率较高，错误往往要到现场才能排查出来。由此造成的效率低、维护成本高。

发明内容

基于此，有必要针对现有无线电表无法自动注册到集中器，导致无线集中抄表系统抄表效率低下错误率高的问题，提供一种无线电表自动注册到集中器的方法与系统，以提高无线集中抄表系统的效率和准确性。

一种无线电表自动注册到集中器的方法，包括步骤：

在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射；

接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

发送注册请求至所述注册集中器；

接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

一种无线电表自动注册到集中器的方法，包括步骤：

接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址；

检测接收到所述广播帧的信号强度；

发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

一种无线电表自动注册到集中器的系统，包括客户端，所述客户端包括：

广播帧发送模块，用于在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射；

应答报文接收模块，用于接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

集中器选择模块，用于根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

注册请求发送模块，用于发送注册请求至所述注册集中器；

注册模块，用于接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

一种无线电表自动注册到集中器的系统，包括服务端，所述服务端包括：

广播帧接收模块，用于接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址；

信号强度检测模块，用于检测接收到所述广播帧的信号强度；

发送模块，用于发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

反馈模块，用于当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

本发明无线电表自动注册到集中器的方法与系统，无线电表随机选择时间向外发射携带有自身地址的广播帧，周围能够接收到该广播帧的集中器向无线电表反馈应答报文，应答报文中携带有集中器身份识别标识以及接收到广播帧的信号强度，无线电表选择信号强度最强对应的集中器为注册集中器，发送注册请求至注册集中器，注册集中器接收到注册请求时，反馈注册请求应答报文至无线电表，完成注册。整个过程中，无线电表与注册集中器利用相互之间多次数据交互，自动完成注册过程，无需人工操作，提高注册效率，降低注册错误率，即能够有效提高无线集中抄表系统的效率和准确性。

附图说明

图1为无线集中抄表系统结构示意图；

图2为本发明无线电表自动注册到集中器的方法第一个实施例的流程示意图；

图3为本发明无线电表自动注册到集中器的方法第二个实施例的流程示意图；

图4为本发明无线电表自动注册到集中器的系统第一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于详细解释本发明无线电表自动注册到集中器方法与系统的技术方案，下面先介绍下无线集中抄表系统的主要结构。

如图1所示，无线集中抄表系统包括主站、集中器以及无线电表。其中，主站是指具有选择终端并与终端进行信息交换功能的计算机设备，包括前置采集、数据维护存储、业务处理和综合应用四个部分，其中前置采集部分完成和终端进行通讯的功能。集中器为收集电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。无线电表是用于记录电能信息。主站、集中器以及无线电表之间采用无线通信实现数据交互。

如图2所示，一种无线电表自动注册到集中器的方法，包括步骤：

S110：在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射。

无线电表在第一预设时间内，随机选择时间将自身地址以广播帧的形式向外发射，发射出去广播帧可以被四周一个或者多个集中器接收到。在这里，采用随机发射广播帧的信息发送数据至四周集中器，使用随机数离散分布，有效进行冲突避让，并且采用广播形式让附近所有集中器都能收到无线电表的广播帧，能够确保数据高效、准确发送至集中器。

S120：接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度。

上述过程具体为：集中器在接收到无线电表的广播帧时，检测接收到的广播帧信号强度，并记录，同时集中器将自身身份识别标识与广播帧信号强度一起打包生成应答报文，发送应答报文至无线电表，无线电表接收集中器反馈回的应答报文。集中器身份识别标识可以为集中器的物理地址等，其用于区分集中器。

S130：根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

接收到无线电表的广播帧信号强度越强，说明该集中器与当前无线电表之间通信质量越好，两者之间数据能够更快、更好进行传输。

S140：发送注册请求至所述注册集中器。

无线电表在选定注册集中器后，发送注册请求到该注册集中器。

S150：接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

注册集中器根据无线电表的注册请求判断是否允许本次注册，并反馈报文至无线电表，无线电表根据反馈回的报文完成自动注册后续操作。

如图3所示，一种无线电表自动注册到集中器的方法，包括步骤：

S210：接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址。

集中器接收到无线电表向外发射的广播帧，该广播帧携带有无线电表自身地址。

S220：检测接收到所述广播帧的信号强度。

集中器检测自身接收到广播帧的信号强度，并记录。

S230：发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

集中器将自身接收到广播帧的信号强度以及自身身份识别标识一起打包发送无线电表，无线电表根据集中器身份标识区分集中器，根据信号强度选择信号强度最强应的集中器为注册集中器。

S240：当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

当集中器被无线电表选定为注册集中器时，无线电表发送注册请求至集中器，集中器接收无线电表的注册请求，并根据无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

本发明无线电表自动注册到集中器的方法，无线电表随机选择时间向外发射携带有自身地址的广播帧，周围能够接收到该广播帧的集中器向无线电表反馈应答报文，应答报文中携带有集中器身份识别标识以及接收到广播帧的信号强度，无线电表选择信号强度最强对应的集中器为注册集中器，发送注册请求至注册集中器，注册集中器接收到注册请求时，反馈注册请求应答报文至无线电表，完成注册。整个过程中，无线电表与注册集中器利用相互之间多次数据交互，自动完成注册过程，无需人工操作，提高注册效率，降低注册错误率，即能够有效提高无线集中抄表系统的效率和准确性。

下面将采用具体实例详细解释上述内容。在具体实例中，无线集中抄表系统包括主站、A、B两个集中器，以及1、2、3、4号无线电表，A、B集中器分别与主站连接，1、2、3、4号无线电表分别与A、B集中器连接。以1号无线电表为例，本发明无线电表自动注册到集中器的方法具体包括如下步骤：

步骤一：1号无线电表在第一预设时间内(30秒)，随机选择时间(第15秒)将1号无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射。

步骤二：A集中器和B集中器均接收到1号无线电表的广播帧，并分别检测接收到1号无线电表的广播帧的信号强度，A集中器检测信号强度为x，B集中器检测信号强度为y，假定x大于y。

步骤三：A集中器将检测到的信号强度x和自身物理地址a打包，生成A应答报文，B集中器将检测到的信号强度y和自身物理地址b打包，生成B应答报文，A集中器发送A应答报文至1号无线电表，B集中器发送B应答报文1号无线电表。

步骤四：1号无线电表接收A应答报文和B应答报文，识别A集中器接收到其广播帧的信号强度大于B集中器接收到广播帧的信号强度，因此选择A集中器为注册集中器，发送注册请求至A集中器。

步骤五：A集中器接收1号无线电表的注册请求，判断是否允许本次注册，并反馈注册请求应答报文至1号无线电表。

对于2号无线电表、3号无线电表以及4号无线电表采取上述步骤一到步骤五相同的操作，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，所述接收集中器反馈回的应答报文的步骤具体为：

等待预设等待时间，接收所有集中器反馈回的应答报文。

预设等待时间是预先设定好的时间，其设定值可以根据实际应用环境或者技术需求设定，例如可以设定为30秒。由于不同集中器与无线电表之间距离不相同，另外新旧集中器可能存在响应速度的差异，等待一定的时间，能够确保无线电表能够接收到所有集中器反馈回的应答报文，避免数据的丢失。

在其中一个实施例中，所述根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器具体包括：

解析所述应答报文，获取所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

当所述信号强度均小于预设阈值时，返回步骤S110，并计数加1，当计数次数达到预设计数次数时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

当所述信号强度非均小于预设阈值时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

在某些特殊情况下所有集中器接收到无线电表的广播帧信号可能都比较小，均低于预设正常阈值，此时返回步骤S110，并计数加1，当计数次数达到预设计数次数(3次)时，不在返回步骤S110，直接选择接收到过信号强度最强对应的集中器为注册集中器。当不存在所有集中器接收到无线电表的广播帧信号都低于预设正常阈值时，直接选择信号强度最强对应的集中器为注册集中器。在本实施例中，当无线电表收不到应答或信号很差时采用重发机制，并且采用冲突避让技术，确保无线电表与集中器之间数据准确、高效传输。

在其中一个实施例中，所述接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册的步骤具体包括：

接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，判断所述注册集中器是否允许本次注册；

当允许本次注册时，发送自身协议信息至所述注册集中器；

当不允许本次注册时，重新根据所述应答报文，选择所述信号强度次强对应的集中器为新的注册集中器，发送所述注册请求至所述新的注册集中器，当所述新的注册集中器允许注册时，发送自身协议信息至所述新的注册集中器。

无线电表在发送注册请求到注册集中器后，等待注册集中器反馈是否允许本次注册，当允许时，直接发送自身协议信息到注册集中器，完成最终注册，当不允许时，重新根据应答报文，选择信号轻度次强对应的集中器为新的注册集中器，请求在新的注册集中器中注册，当新的注册集中器允许注册时，发送自身协议信息至新的注册集中器，完成最终注册。在实际操作中，上述过程简单来说可以为：无线电表等待注册集中器回复是否同意注册，如同意则注册过程完成。如不同意则无线向信号强度次好的集中器请求注册，直到完成注册。如无线电表没有收到集中器确认报文，则记录注册请求的次数，连续请求三次均无应答，返回步骤S110。

在其中一个实施例中，所述发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器的步骤具体为：

在第二预设时间内，随机选择时间发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

在其中一个实施例中，所述当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表的步骤之后还包括：

接收所述无线电表的自身协议信息，根据所述无线电表的自身协议信息完成所述无线电表注册，反馈注册成功报文至所述无线电表。

如图4所示，一种无线电表自动注册到集中器的系统，包括客户端100，所述客户端100包括：

广播帧发送模块110，用于在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射；

应答报文接收模块120，用于接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

集中器选择模块130，用于根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

注册请求发送模块140，用于发送注册请求至所述注册集中器；

注册模块150，用于接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

如图4所示，一种无线电表自动注册到集中器的系统，包括服务端200，所述服务端200包括：

广播帧接收模块210，用于接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址；

信号强度检测模块220，用于检测接收到所述广播帧的信号强度；

发送模块230，用于发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

反馈模块240，用于当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

本发明无线电表自动注册到集中器的系统，无线电表随机选择时间向外发射携带有自身地址的广播帧，周围能够接收到该广播帧的集中器向无线电表反馈应答报文，应答报文中携带有集中器身份识别标识以及接收到广播帧的信号强度，无线电表选择信号强度最强对应的集中器为注册集中器，发送注册请求至注册集中器，注册集中器接收到注册请求时，反馈注册请求应答报文至无线电表，完成注册。整个过程中，无线电表与注册集中器利用相互之间多次数据交互，自动完成注册过程，无需人工操作，提高注册效率，降低注册错误率，即能够有效提高无线集中抄表系统的效率和准确性。

在其中一个实施例中，所述应答报文接收模块120具体包括：

解析单元，用于解析所述应答报文，获取所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

第一处理单元，用于当所述信号强度均小于预设阈值时，返回所述在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射的步骤，并计数加1，当计数次数达到预设计数次数时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

第二处理单元，用于当所述信号强度非均小于预设阈值时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

下面将采用具体实例详细解释本发明无线电表自动注册到集中器的方法与系统的技术方案及其带来效果。

在无线电表侧，具体包括步骤：

1)无线电表在一定时间内随机选择一个时刻将自身的地址以广播形式向外发送；

2)无线电表等待30秒接收所有能收到的集中器应答；

3)无线电表选择一个信号强度最好的集中器，如果没有收到集中器回复则在一定的时间内随机选择一个间隔重复步骤(1)；如果收到的信号强度低于某个值则计数加1，然后在一定的时间内随机选择一个间隔重复步骤(1)，当计数器加到3时选择一个收到过的信号强度最好的集中器，计数器清0；

4)无线电表向集中器发起注册请求，并将自身的协议信息放在请求帧里；

5)无线电表等待集中器回复是否同意注册，如同意则注册过程完成。如不同意则无线向信号强度次好的集中器请求注册，直到完成注册。如无线电表没有收到集中器确认报文，则记录注册请求的次数，连续请求三次均无应答，则重复步骤1)。

在集中器侧，具体包括步骤：

1)无线集中器接收到报文；

2)判断报文是否是无线电表发来的广播帧，如果是则在收到广播帧30S内选择一个随机时刻，向无线电表发送一个应答，并将接收到广播时的信号强度信息放在应答帧里；

3)如果不是广播帧，判断是否是无线电表的注册请求帧，如果是则回复确认，同意注册。如果不是注册帧，则重新回到接收状态；

4)将注册的无线电表的信息(表地址、表规约等)添加到表档案；

5)无线集中器将表档案上报给主站。

上述过程中，将原本集中式的、人工收集录入管理的无线电表档案，变成了分布式的、自动注册上报形成电表档案。原来需要人工逐个台区逐个电表收集档案，现在分布式所有无线电表同时进行注册。分布式并行处理极大地提高了效率。原来需要人工处理，现在自动完成，无需人工干预，降低了出错概率，降低了人力成本，降低了集中抄表系统的维护成本。

另外，在本发明无线电表自动注册到集中器的方法与系统中无线电表向集中器发起注册请求，并将自身的协议信息放在请求帧里。无线电表选择集中器发起注册请求，而不是集中器要求无线电表来注册。将主动权放在无线电表端，避免了同一无线电表存在于多个集中器的情况。同时分布式的处理方式，提高了效率

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，包括步骤：

在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射；

接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

发送注册请求至所述注册集中器；

接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

2.根据权利要求1所述的无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，所述接收集中器反馈回的应答报文的步骤包括为：

等待预设等待时间，接收所有集中器反馈回的应答报文。

3.根据权利要求1或2所述的无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，所述根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器的步骤具体包括：

解析所述应答报文，获取所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

当所述信号强度均小于预设阈值时，返回所述在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射的步骤，并计数加1，当计数次数达到预设计数次数时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

当所述信号强度非均小于预设阈值时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

4.根据权利要求1或2所述的无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，所述接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册的步骤具体包括：

接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，判断所述注册集中器是否允许本次注册；

当允许本次注册时，发送自身协议信息至所述注册集中器，完成注册；

当不允许本次注册时，重新根据所述应答报文，选择所述信号强度次强对应的集中器为新的注册集中器，发送所述注册请求至所述新的注册集中器，当所述新的注册集中器允许注册时，发送自身协议信息至所述新的注册集中器，完成注册。

5.一种无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，包括步骤：

接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址；

检测接收到所述广播帧的信号强度；

发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。

6.根据权利要求5所述的无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，所述发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器的步骤包括为：

在第二预设时间内，随机选择时间发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

7.根据权利要求5或6所述的无线电表自动注册到集中器的方法，其特征在于，所述当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表的步骤之后还包括：

接收所述无线电表的自身协议信息，根据所述无线电表的自身协议信息完成所述无线电表注册，反馈注册成功报文至所述无线电表。

8.一种无线电表自动注册到集中器的系统，其特征在于，包括客户端，所述客户端包括：

广播帧发送模块，用于在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射；

应答报文接收模块，用于接收集中器反馈回的应答报文，其中，所述应答报文携带有集中器身份标识以及所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

集中器选择模块，用于根据所述应答报文，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

注册请求发送模块，用于发送注册请求至所述注册集中器；

注册模块，用于接收所述注册集中器根据所述注册请求反馈回的报文，完成自动注册。

9.根据权利要求8所述的无线电表自动注册到集中器的系统，其特征在于，所述应答报文接收模块具体包括：

解析单元，用于解析所述应答报文，获取所述集中器接收到所述广播帧的信号强度；

第一处理单元，用于当所述信号强度均小于预设阈值时，返回所述在第一预设时间内，随机选择时间将无线电表自身地址以广播帧的形式向外发射的步骤，并计数加1，当计数次数达到预设计数次数时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

第二处理单元，用于当所述信号强度非均小于预设阈值时，选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器。

10.一种无线电表自动注册到集中器的系统，其特征在于，包括服务端，所述服务端包括：

广播帧接收模块，用于接收无线电表发送的广播帧，其中，所述广播帧携带有无线电表自身的地址；

信号强度检测模块，用于检测接收到所述广播帧的信号强度；

发送模块，用于发送所述信号强度以及集中器自身身份标识至所述无线电表，以供所述无线电表选择所述信号强度最强对应的集中器为注册集中器；

反馈模块，用于当接收到所述无线电表的注册请求时，根据所述无线电表的注册请求，反馈注册请求应答报文至所述无线电表。