CN106452506A - 一种多个数据项一次性采集的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多个数据项一次性采集的方法，提供一作为主站的终端以及通过电力线与该终端相连的复数台作为从站的电能表，终端发起读电能表数据请求，生成主站请求报文，并发送至电能表；电能表对主站请求帧进行校验，且当检测到该主站请求帧中数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合抄读处理；电能表生成从站应答报文，并上传至终端；终端对返回的从站应答报文进行校验；当检测到该从站应答帧数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合解析处理。本发明提出的一种多个数据项一次性采集方法，同时一次性抄读电能表不同类型的数据项，提高了系统通信资源利用率，充分挖掘系统通信资源，提高数据采集效率。
Description
技术领域
本发明涉及表计通信技术领域，特别是一种多个数据项一次性采集的方法。
背景技术
现有电能表主要采用DL/T645-2007协议，根据该协议，大部分数据不具备块抄功能，只有指定的数据项具备块抄功能，但部分块抄数据内容并不是业务所需要，不能同时实现不同类型的数据项块抄功能。
帧是电能表传送信息的基本单元。帧格式如图1所示。根据DL/T645-2007协议规定，主站读数据请求帧如下：
帧格式1：
帧格式2：
帧格式3：
以上帧格式可以看出目前的技术只能根据原有的数据标识进行抄读，无法实现自由组合块抄。
现场本地信道架构如图2所示，图3为载波通信传输示意图。一般工作模式为终端以9600bit/s速率通过载波模块发送下行数据至电力线载波，电力线载波以300bps速率传输至电表载波模块，电表载波模块以2400bit/s速率接收，电能表响应，以2400bit/s速率发送上行数据至电力线载波，电力线载波以300bps速率传输上行数据至终端载波模块，终端载波模块以9600bit/s速率接收上行数据。
目前单一数据项抄读方式效率低，系统抄读交互次数多，系统通信资源未能充分利用，不能满足各种业务发展的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多个数据项一次性采集的方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种多个数据项一次性采集的方法，提供一作为主站的终端以及通过电力线与该终端相连的复数台作为从站的电能表，按照如下步骤实现：
步骤S1：所述终端发起读电能表数据请求，生成主站请求报文，并发送至电能表；所述主站请求报文的主站请求帧中数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于所述多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项数据标识以及设置于所述数据项数据标识之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S2：所述电能表对所述主站请求帧进行校验，且当检测到该主站请求帧中数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合抄读处理；
步骤S3：所述电能表生成从站应答报文，并上传至所述终端；所述从站应答报文的从站应答帧中的数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于所述多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项以及设置于所述数据项之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S4：所述终端对返回的从站应答报文进行校验；
步骤S5：当检测到该从站应答帧数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合解析处理。
在本发明一实施例中，在所述步骤S3中还包括如下步骤：
步骤S31：检验该主站请求帧中数据域中组合抄读数据块分隔符的正确性；
步骤S32：根据该主站请求帧中数据域中各个数据项数据标识，提取电能表中各个数据项标识以及对应的数据项内容，计算各个数据项标识对应数据内容长度之和；
步骤S33：合并生成从站应答报文的从站应答帧中的数据域，计算数据域总长度以及校验和，生成从站应答报文，并上传至所述终端。
在本发明一实施例中，所述多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且该多数据项组合抄读标识符长度为4字节；所述数据项数据标识长度为4字节；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节；所述数据域长度为L=5* n+3。
在本发明一实施例中，所述从站应答帧中的数据域中数据项包括：数据项长度、数据项标识以及数据项内容。
在本发明一实施例中，所述多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且该多数据项组合抄读标识符长度为4字节；所述数据项长度为1字节，所述每个数据项标识长度为4字节，所述每个数据项内容长度为 Ln-4 字节,Ln为所述数据项长度，n为第n个数据项；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节。
在本发明一实施例中，在所述步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S51：校验该从站应答帧数据域中各个数据项长度以及组合抄读数据块分隔符位置正确性；
步骤S52：提取该从站应答帧数据域中各个数据项中数据项标识和数据项内容，分别进行解析；
步骤S53：将数据根据运用要求分解存储到对应数据表中。
在本发明一实施例中，当所述电能表不支持所述主站请求帧中数据项数据标识，则所述从站应答帧中数据项内容为空，且数据项长度为4字节。
在本发明一实施例中，所述主站请求帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN以及所述从站应答帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN的数据项个数NN为BCD码格式，且小于等于20。
在本发明一实施例中，若无后续帧上传，则所述从站应答帧中控制码为91H；若有后续帧上传，则所述从站应答帧中控制码为为B1H，且该从站应答帧格式仅用于已经开启了后续帧主动上报且有事件需要上报，所述终端在后续主动上报请求时应直接请求事件主动上报状态字，不再用组合抄读方式请求后续帧。
在本发明一实施例中，当返回的数据域超过200字节或不支持该方式抄读时，所述电能表采用异常应答，且不出现工作异常情况，所述从站应答帧中数据域字段为错误信息字ERR。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出了一种多个数据项一次性采集方法，可以同时一次性抄读电能表不同类型的数据项。大大提高系统通信资源利用率，充分挖掘系统通信资源，提高数据采集效率，提高数据采集频率和密度。可以为各专业运用需求提供更多更全面的数据，支持各种业务发展的需求。基于现有协议，减少系统改动和电能表、终端等设备的开发工作量，编程及解析简单明了，易于大规模使用。
附图说明
图1为帧格式示意图。
图2为现场本地信道架构图。
图3为载波通信传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明提供一种多个数据项一次性采集的方法，提供一作为主站的终端以及通过电力线与该终端相连的复数台作为从站的电能表，按照如下步骤实现：
步骤S1：终端发起读电能表数据请求，生成主站请求报文，并发送至电能表；主站请求报文的主站请求帧中数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项数据标识以及设置于数据项数据标识之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S2：电能表对主站请求帧进行校验，且当检测到该主站请求帧中数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合抄读处理；
步骤S3：电能表生成从站应答报文，并上传至终端；从站应答报文的从站应答帧中的数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项以及设置于数据项之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S4：终端对返回的从站应答报文进行校验；
步骤S5：当检测到该从站应答帧数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合解析处理。
进一步的，在本实施例中，在步骤S3中还包括如下步骤：
步骤S31：检验该主站请求帧中数据域中组合抄读数据块分隔符的正确性；
步骤S32：根据该主站请求帧中数据域中各个数据项数据标识，提取电能表中各个数据项标识以及对应的数据项内容，计算各个数据项标识对应数据内容长度之和；
步骤S33：合并生成从站应答报文的从站应答帧中的数据域，计算数据域总长度以及校验和，生成从站应答报文，并上传至终端。
进一步的，在本实施例中，在数据抄读过程中，主站请求帧格式如下表1：
a) 功能：请求读电能表数据；
b) 控制码：C=11H；
c) 数据域长度：L=5* n+3（其中n为要抄读的数据项（块）标识个数）；
d)组合抄读数据块分隔符（BB）；
表1
如下表2所示，多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且每个多数据项组合抄读标识符长度为4字节；每个数据项数据标识长度为4字节；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节；数据域长度为L=5* n+3。
表2
进一步的，在本实施例中，从站应答帧中的数据域中数据项包括：数据项长度、数据项标识以及数据项内容；数据项长度包括数据项标识以及数据项内容的，不包括组合抄读数据块分隔符。如下表3所示，多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且该多数据项组合抄读标识符长度为4字节；数据项长度为1字节，每个数据项标识长度为4字节，每个数据项内容长度为 Ln-4 字节,Ln为数据项长度，n为第n个数据项；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节。
表3
进一步的，在本实施例中，在步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S51：校验该从站应答帧数据域中各个数据项长度以及组合抄读数据块分隔符位置正确性；
步骤S52：提取该从站应答帧数据域中各个数据项中数据项标识和数据项内容，分别进行解析；
步骤S53：将数据根据运用要求分解存储到对应数据表中。
进一步的，在本实施例中，当电能表不支持主站请求帧中数据项数据标识，则从站应答帧中数据项内容为空，且数据项长度为4字节。也即，请求的部分数据项（块）不支持时应采用正常应答方式应答，采用数据标识加空数据内容方式，即不支持的对应数据项（块）数据内容相应为空，数据长度Ln为4。
进一步的，在本实施例中，主站请求帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN以及从站应答帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN的数据项个数NN为BCD码格式，且小于等于20，电能表响应时间（请求帧接收完成到电能表响应帧开始发送）不超过500ms。
进一步的，在本实施例中，若无后续帧上传，，也即无后续帧（即无事件需要上报）返回组合抄读数据，则从站应答帧中控制码为91H；若有后续帧上传，也即有后续帧（即有事件需要上报）返回组合抄读数据，则从站应答帧中控制码为为B1H。如下表4以及表5所示：
表4
表5
进一步的，“后续帧（有事件需要上报）返回组合抄读数据”格式仅适用于已经开启了后续帧主动上报且有事件需要上报时的情况。终端或主站在后续主动上报请求时应直接请求事件主动上报状态字，不再用组合抄读方式请求后续帧。
进一步的，在本实施例中，当返回的数据域超过200字节或不支持该方式抄读时，电能表采用异常应答，且不出现死机等工作异常情况，从站应答帧中数据域字段为错误信息字ERR。错误信息字ERR为“其他错误”，即01H。
从站异常应答帧格式如下表6所示：
a)控制码：C=D1H
b)数据域长度:L=01H
c)帧格式：
表6
本发明提出的一种多个数据项一次性采集的方法，基于现有协议，为尽量减少系统改动和电能表、终端等设备的开发工作量，提出一种多个数据项一次性采集技术的抄读方法。可以只抄读1个数据项，兼容原有抄读方式；也可以自由组合抄读N个不同类型或相同类型数据项，其中N为自然数（0＜N＜20）。利用多数据项组合抄读标识符（EEEEEENN）鲜明的区分多数据项组合抄读与原有单一数据项抄读，有利于程序的编程及解读，不增加电能表及采集终端、主站等负担。设定组合抄读数据块分隔符（BB）将各个数据项（块）明显的区分，便于解析。当请求的部分数据项（块）不支持时采用数据标识加空数据内容的正常应答方式应答，避免因部分数据项（块）不支持抄读而全部抄读失败的。
为了让本领域技术人员进一步了解本发明所提出的方法，下面结合具体实施例进行说明。
每次传输数据均应有完整的帧格式，帧格式由数据域+12个字节（帧起始符2字节，地址域6字节，控制码1字节，数据域长度1字节，校验码1字节，结束符1字节）组成，以下将此12个字节简称为帧格式固定模板。按照以上速率计算传输1个字节约需要0.042s，帧格式固定模板约需0.5s。若采用本发明中一次性抄读不同类型的数据项，每次抄读N个数据项只需要发送一次帧格式固定模板，上行下行通信均节约了（N-1）*0.5s时间，即共节约2*（N-1）*0.5s。当N越大节约时间越多。
理论计算，抄读1个单字节数据上行下行通信耗时约1.4s，连续抄读20个单字节数据上行下行通信耗时约28s。当采用本发明一次性抄读此20个单字节数据上行下行通信耗时约10.7s，本发明传输速率提高了2.5倍。
因实际中帧与帧之间有一定的间隔，DL/T645-2007协议规定不超过0.5s。经过实际测量，抄读1个单字节数据上行下行通信耗时约2.2s，连续抄读20个单字节数据上行下行通信耗时约44.0s。当采用本发明一次性抄读此20个单字节数据上行下行通信耗时约4.7s，本发明传输速率提高了9倍。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多个数据项一次性采集的方法，提供一作为主站的终端以及通过电力线与该终端相连的复数台作为从站的电能表，其特征在于，按照如下步骤实现：
步骤S1：所述终端发起读电能表数据请求，生成主站请求报文，并发送至电能表；所述主站请求报文的主站请求帧中数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于所述多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项数据标识以及设置于所述数据项数据标识之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S2：所述电能表对所述主站请求帧进行校验，且当检测到该主站请求帧中数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合抄读处理；
步骤S3：所述电能表生成从站应答报文，并上传至所述终端；所述从站应答报文的从站应答帧中的数据域包括：设置于字段首部的多数据项组合抄读标识符、设置于所述多数据项组合抄读标识符之后的复数个数据项以及设置于所述数据项之间的组合抄读数据块分隔符；
步骤S4：所述终端对返回的从站应答报文进行校验；
步骤S5：当检测到该从站应答帧数据域中的多数据项组合抄读标识符后，进行多数据项组合解析处理。
2.根据权利要求1所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，在所述步骤S3中还包括如下步骤：
步骤S31：检验该主站请求帧中数据域中组合抄读数据块分隔符的正确性；
步骤S32：根据该主站请求帧中数据域中各个数据项数据标识，提取电能表中各个数据项标识以及对应的数据项内容，计算各个数据项标识对应数据内容长度之和；
步骤S33：合并生成从站应答报文的从站应答帧中的数据域，计算数据域总长度以及校验和，生成从站应答报文，并上传至所述终端。
3.根据权利要求1所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，所述多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且该多数据项组合抄读标识符长度为4字节；所述数据项数据标识长度为4字节；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节；所述数据域长度为L=5* n+3。
4.根据权利要求1所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，所述从站应答帧中的数据域中数据项包括：数据项长度、数据项标识以及数据项内容。
5.根据权利要求4所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，所述多数据项组合抄读标识符为EEEEEENN，其中，NN为该次抄读的数据项个数，且该多数据项组合抄读标识符长度为4字节；所述数据项长度为1字节，所述每个数据项标识长度为4字节，所述每个数据项内容长度为 Ln-4 字节,Ln为所述数据项长度，n为第n个数据项；组合抄读数据块分隔符为BB，其长度为1字节。
6.根据权利要求4所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S51：校验该从站应答帧数据域中各个数据项长度以及组合抄读数据块分隔符位置正确性；
步骤S52：提取该从站应答帧数据域中各个数据项中数据项标识和数据项内容，分别进行解析；
步骤S53：将数据根据运用要求分解存储到对应数据表中。
7.根据权利要求4所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，当所述电能表不支持所述主站请求帧中数据项数据标识，则所述从站应答帧中数据项内容为空，且数据项长度为4字节。
8.根据权利要求3或4所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，所述主站请求帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN以及所述从站应答帧中多数据项组合抄读标识符EEEEEENN的数据项个数NN为BCD码格式，且小于等于20。
9.根据权利要求1所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，若无后续帧上传，则所述从站应答帧中控制码为91H；若有后续帧上传，则所述从站应答帧中控制码为为B1H，且该从站应答帧格式仅用于已经开启了后续帧主动上报且有事件需要上报，所述终端在后续主动上报请求时应直接请求事件主动上报状态字，不再用组合抄读方式请求后续帧。
10.根据权利要求1所述的一种多个数据项一次性采集的方法，其特征在于，当返回的数据域超过200字节或不支持该方式抄读时，所述电能表采用异常应答，且不出现工作异常情况，所述从站应答帧中数据域字段为错误信息字ERR。
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