CN106790586A - 一种城市多能源联合采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市多能源联合采集方法，依托现有的低压用电信息采集通讯网络，以通信接口转换器作为多表采集节点，综合运用微功率无线Lora技术和总线技术，通过对异构能源表计的数据协同并发处理与协议重构以及流程动态加载的多能源数据处理平台复用，实现公用事业采集集中器对电、水、气、热表的通信连接和数据采集，实现业务互通、渠道整合、资源共享和服务提升，方便广大消费者，采用通信接口转换器采集，通过对异构能源表计的数据协同并发处理与协议重构，实现公用事业采集集中器对电、水、气、热表的通信连接和数据采集，实现业务互通、渠道整合、资源共享和服务提升，具有良好的应用前景。

Description

一种城市多能源联合采集方法

技术领域

本发明涉及电力系统稳定与控制技术领域，具体涉及一种城市多能源联合采集方法。

背景技术

目前，各个公用事业单位是各自为阵，分别采用自己的信息采集系统，各采集系统所用的标准和技术也各不相同，缺乏统一管理，相互之间存在无线干扰，总的建设成本也相当高。目前，市场上尚无水、电、气、热四表联合信息采集终端，或者类似产品，此类似产品的主要客户是自来水公司、燃气公司、热源供应商等。该产品需要利用现有的电力信息采集通信网络和主站系统，实现对水、电、热、气四表联合集中抄表。

当前国内的多表联合抄表产品尚未推向市场，仅是在北京、上海、云南等少数地方进行了试点，主要是面向水表、电表、气表集中安装的新型小区，采用无线通信方案，有一定的局限性。国外方面，日本的方案是将用户智能电表作为通信网关，同时具备电力线载波（FSK/OFDM）和微功率无线（RF）两种通信方式。用户所有设备采用IEEE802.15.4G标准接入。而在美国，千兆级以太网普及，州级区域以太网覆盖率99.7%，电力/水利/燃气等能源设备采用有线方式接入RTU，再接入区域以太网。在英国，水、电、气表安装了无线模块，与分布全国大部分地区的专用基站进行通信，通信中心频率为400MHz,一次通信成功率在99%以上，但由于需要建设专用基站，初期建设成本很大。远程自动集抄已在配用电电力信息采集系统中运用多年，已形成较成熟的体系，在全国大部分地区已实现自动抄表，日抄表成功率也接近100%。相对于电表信息采集，其他三个事业部门的表计信息采集明显滞后，出于事业部门的总体投资和资源的整合利用方面考虑，需要借助已有的电力信息采集，进行四表联合抄表，高效利用现有的网络架构和科技成果，实现系统资源的综合利用，节约大量的财政支出和社会资源。政府对此项目表示支持，在各个公用事业部中起到协调的作用，并敦促制定统一的行业标准。粗略地说，有多少套住房就有相应数目的联合抄表系统需求。目前中国共有4.3亿家庭，抄表系统的使用寿命按10年计算，平均每年的联合抄表系统终端设备需求约为4000万套，也就是说每年将有数十亿的市场。使用客户是居民楼所有业主，购买客户是水、气、热事业单位，购买方式为各事业单位集中采购、集中安装，使用寿命一般为10~20年。

2015年，国家发改委、能源局出台“关于促进智能电网发展的指导意见”，明确指出完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制，支持水、气、电集采集抄，建设跨行业能源运行动态数据集成平台，鼓励能源与信息基础设施共享复用。国家电网公司也重点推动“四表合一”工程，利用电力系统现有采集平台实现水、电、气、热等公共事业数据一体化远程抄收模式，目的在于打造新型用能服务模式、全面支撑智慧城市建设，减少抄表工作量和硬件重复建设，是当前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服如何实现“四表合一”工程，减少抄表工作量和硬件重复建设的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），采集平台选择需要进行数据召测的水、气、热计量装置，并选择抄表任务下发给集中器；

步骤（B），集中器收到采集系统的主站任务后，对相关的水、气、热计量装置发送抄表命令，下达到相关联的通信接口转换器；

步骤（C），通信接口转换器在下行专用频道或总线上唤醒并将抄表命令下发给指定的水、气、热计量装置；

步骤（D），指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，将采集数据通过总线或无线方式发送数据报文给通信接口转换器；

步骤（E），通信接口转换器对收到的数据报文，按照上行微功率无线互联互通通信协议或载波通信方式进行组帧，并明确标识仪表类型，然后通过现有的用电信息采集通讯信道发送组帧后的数据报文到集中器；

步骤（F），集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储；

步骤（G），集中器按照不同仪表类型建立相应数据区并进行多日存储，并按照扩展协议把各类型的仪表数据通过GPRS网络送入公用事业数据采集平台；

步骤（H），公用事业数据采集平台根据收到的数据，区分表计类型，对水、气、热采集数据按照扩展协议进行解析，并将数据展示到公用事业数据采集平台；

步骤（I），根据公用事业数据服务平台的要求，采集平台定期重复步骤（A）-步骤（H），进行数据同步。

前述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（C），指定的水、气、热计量装置为即插即用接入，通信接口转换器在接收到抄表命令会自动解析表计类型，同时采用广播全透明方式发出数据请求，收到反馈数据会自动提取表计档案参数并记忆对应的通信通道，当再次接收同一表计抄读命令，则会根据内部映射端口下行发出抄表请求，实现异构能源表计通道自识别及自管理。

前述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（D），所述无线方式为无线LoRa扩频调制通信方式，采用动态循环编码比特流方式对唤醒算法进行重设计，缩短探测窗口宽度。

前述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（D），指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，支持群抄和点抄两种模式，可根据不同的现场环境动态切换，所述群抄模式由转换器发起命令后即进入等待表计数据返回状态；所述点抄模式针对指定表计发起抄读命令；而且，采用不同类型能源表计抄表通道互隔离以及采集设备和不同系统主站的通道互隔离。

前述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（F），集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储，针对异构能源表计不同类型的通讯规约建立协议库模型，通过对数据通信协议共性结构分析和转换重构，统一各异构能源表计通信协议的接口输出，实现对异构能源表计数据混合并发处理。

前述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于： 步骤（I），采集平台内设置有软件自诊断机制和采集处理功能模块动态加载功能。

本发明的有益效果是：本发明的城市多能源联合采集方法，采用通信接口转换器采集，通过对异构能源表计的数据协同并发处理与协议重构，实现公用事业采集集中器对电、水、气、热表的通信连接和数据采集，实现业务互通、渠道整合、资源共享和服务提升，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的城市多能源联合采集方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的城市多能源联合采集方法，包括以下步骤，

步骤（A），采集平台选择需要进行数据召测的水、气、热计量装置，并选择抄表任务下发给集中器；

步骤（B），集中器收到采集系统的主站任务后，对相关的水、气、热计量装置发送抄表命令，下达到相关联的通信接口转换器；

步骤（C），通信接口转换器在下行专用频道或总线上唤醒并将抄表命令下发给指定的水、气、热计量装置，指定的水、气、热计量装置为即插即用接入，通信接口转换器在接收到抄表命令会自动解析表计类型，同时采用广播全透明方式发出数据请求，收到反馈数据会自动提取表计档案参数并记忆对应的通信通道，当再次接收同一表计抄读命令，则会根据内部映射端口下行发出抄表请求，实现异构能源表计通道自识别及自管理；

步骤（D），指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，将采集数据通过总线或无线方式发送数据报文给通信接口转换器，所述无线方式为无线LoRa扩频调制通信方式，采用动态循环编码比特流方式对唤醒算法进行重设计，缩短探测窗口宽度，能够降低不需要参与通信的节点的误唤醒概率和功耗，同时根据场景应用加入能源节点星型路由算法，构建新型超低功耗无线抄表网，解决无线抄表网功耗高和通信不稳定的问题。指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，支持群抄和点抄两种模式，可根据不同的现场环境动态切换，所述群抄模式由转换器发起命令后即进入等待表计数据返回状态；所述点抄模式针对指定表计发起抄读命令；而且，采用不同类型能源表计抄表通道互隔离以及采集设备和不同系统主站的通道互隔离；

步骤（E），通信接口转换器对收到的数据报文，按照上行微功率无线互联互通通信协议或载波通信方式进行组帧，并明确标识仪表类型，然后通过现有的用电信息采集通讯信道发送组帧后的数据报文到集中器；

步骤（F），集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储；

步骤（G），集中器按照不同仪表类型建立相应数据区并进行多日存储，并按照扩展协议把各类型的仪表数据通过GPRS网络送入公用事业数据采集平台，所述扩展协议为Q/GDW1376.1 协议；

步骤（H），公用事业数据采集平台根据收到的数据，区分表计类型，对水、气、热采集数据按照扩展协议进行解析，并将数据展示到公用事业数据采集平台；

步骤（I），根据公用事业数据服务平台的要求，采集平台定期重复步骤（A）-步骤（H），进行数据同步。

所述集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储，针对异构能源表计不同类型的通讯规约建立协议库模型，通过对数据通信协议共性结构分析和转换重构，统一各异构能源表计通信协议的接口输出，实现对异构能源表计数据混合并发处理，增强对多种异构能源协议类型的兼容性。

所述采集平台内设置有软件自诊断机制和采集处理功能模块动态加载功能，软件自诊断机制，当设备受到外界干扰导致崩溃死机时通过软件开门狗能快速自动恢复至正常运行状态，同时对出现的负荷过流能及时切断电源并做出可视化预警；所述采集处理功能模块动态加载功能，能实现同一终端平台针对异构能源表计的复用。

综上所述，本发明的城市多能源联合采集方法，采用通信接口转换器采集，通过对异构能源表计的数据协同并发处理与协议重构，实现公用事业采集集中器对电、水、气、热表的通信连接和数据采集，实现业务互通、渠道整合、资源共享和服务提升，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），采集平台选择需要进行数据召测的水、气、热计量装置，并选择抄表任务下发给集中器；

步骤（B），集中器收到采集系统的主站任务后，对相关的水、气、热计量装置发送抄表命令，下达到相关联的通信接口转换器；

步骤（C），通信接口转换器在下行专用频道或总线上唤醒并将抄表命令下发给指定的水、气、热计量装置；

步骤（D），指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，将采集数据通过总线或无线方式发送数据报文给通信接口转换器；

步骤（E），通信接口转换器对收到的数据报文，按照上行微功率无线互联互通通信协议或载波通信方式进行组帧，并明确标识仪表类型，然后通过现有的用电信息采集通讯信道发送组帧后的数据报文到集中器；

步骤（F），集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储；

步骤（G），集中器按照不同仪表类型建立相应数据区并进行多日存储，并按照扩展协议把各类型的仪表数据通过GPRS网络送入公用事业数据采集平台；

步骤（H），公用事业数据采集平台根据收到的数据，区分表计类型，对水、气、热采集数据按照扩展协议进行解析，并将数据展示到公用事业数据采集平台；

步骤（I），根据公用事业数据服务平台的要求，采集平台定期重复步骤（A）-步骤（H），进行数据同步。

2.根据权利要求1所述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（C），指定的水、气、热计量装置为即插即用接入，通信接口转换器在接收到抄表命令会自动解析表计类型，同时采用广播全透明方式发出数据请求，收到反馈数据会自动提取表计档案参数并记忆对应的通信通道，当再次接收同一表计抄读命令，则会根据内部映射端口下行发出抄表请求，实现异构能源表计通道自识别及自管理。

3.根据权利要求1所述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（D），所述无线方式为无线LoRa扩频调制通信方式，采用动态循环编码比特流方式对唤醒算法进行重设计，缩短探测窗口宽度。

4.根据权利要求1所述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（D），指定的水、气、热计量装置根据规定的通信协议，支持群抄和点抄两种模式，可根据不同的现场环境动态切换，所述群抄模式由转换器发起命令后即进入等待表计数据返回状态；所述点抄模式针对指定表计发起抄读命令；而且，采用不同类型能源表计抄表通道互隔离以及采集设备和不同系统主站的通道互隔离。

5.根据权利要求1所述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于：步骤（F），集中器对收到组帧后的数据报文进行解析，提取其中的仪表类型与数据信息，并按照不同仪表类型进行数据的单日存储，针对异构能源表计不同类型的通讯规约建立协议库模型，通过对数据通信协议共性结构分析和转换重构，统一各异构能源表计通信协议的接口输出，实现对异构能源表计数据混合并发处理。

6.根据权利要求1所述的一种城市多能源联合采集方法，其特征在于： 步骤（I），采集平台内设置有软件自诊断机制和采集处理功能模块动态加载功能。