CN107341954B - 一种基于电力载波的监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电力载波的监测方法及系统，该系统包括：依次连接的待监测设备、监测终端、电力线、通信装置和接收端，其中：监测终端用于获取待监测设备的使用情况信息，并将使用情况信息调制成载波信号发送到电力线上，通过电力线将载波信号发送给通信装置；通信装置用于接收载波信号，对载波信号进行解调后发送给接收端。本发明提供的一种基于电力载波的监测方法及系统，能够提高系统的可实现性，具有灵活性高、便于组网的优点，而且不需要再搭建独立的信道，通过电力线实现数据的转发，便于进行后期组网扩展，通过电力载波的通信方式进行远程监控，可以提高监测的有效性及实时性。

Description

一种基于电力载波的监测方法及系统

技术领域

本发明涉及智能监控领域，尤其涉及一种基于电力载波的监测方法及系统。

背景技术

仪器设备的管理过程中，需要实时监测仪器设备的使用情况，并将收集到的数据进行上报，并进行分析处理，使仪器设备管理员能够实时掌握仪器设备的使用情况。

目前，通常是采用专用监测设备或测试仪器配合计算机网络的监测方案来对仪器设备的使用情况进行监测，然而，专用监测设备具有使用不便的缺点，需要对使用场地进行改造，改造成本很高，不便于组网监测，监控系统的集成度差，不便于后期的扩展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于电力载波的监测方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于电力载波的监测系统，包括：待监测设备，还包括：电力线，以及分别与所述电力线连接的监测终端和通信装置，以及与所述通信装置连接的接收端，其中：

所述监测终端与所述待监测设备连接，用于获取所述待监测设备的使用情况信息，并将所述使用情况信息调制成载波信号发送到所述电力线上，通过所述电力线将所述载波信号发送给所述通信装置；

所述通信装置用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调后发送给所述接收端。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于电力载波的监测系统，通过监测终端对待监测设备进行监测，并通过电力线实现传输待监测设备的使用情况信息，并通过通信装置对电力线中传输的待监测设备的使用情况信息进行处理，发送给接收端，能够提高系统的可实现性，具有灵活性高、便于组网的优点，而且不需要再搭建独立的信道，通过电力线实现数据的转发，便于进行后期组网扩展，通过电力载波的通信方式进行远程监控，可以提高监测的有效性及实时性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述监测终端包括：

监测模块，所述监测模块用于对所述待监测设备进行监测，获取所述待监测设备的电压值和电流值，并分别将所述电压值和所述电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到所述待监测设备的状态信息；

第一宽带载波通信模块，用于将包含所述电压值、所述电流值和所述状态信息的使用情况信息调制成所述载波信号，并发送到所述电力线上，以电力载波的形式发送给所述通信装置。

进一步地，所述监测终端还包括：

存储模块，用于存储所述电压值、所述电流值和所述状态信息。

进一步地，所述监测终端还包括：

主控模块，用于控制所述监测模块对所述待监测设备进行监测，并获取监测得到的所述电压值、所述电流值和所述状态信息；并控制所述存储模块存储所述电压值、所述电流值和所述状态信息；并将所述电压值、所述电流值和所述状态信息打包成数据包，发送给所述第一宽带载波通信模块；

所述第一宽带载波通信模块具体用于将所述数据包调制成所述载波信号，并发送到所述电力线上，以电力载波的形式发送给所述通信装置。

进一步地，所述监测终端还包括：

第一供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述监测终端供电。

进一步地，所述通信装置包括：分别与所述电力线连接的至少一个中继器和至少一个集中器，其中：

所述中继器用于从所述电力线中获取所述载波信号，并发送给上一级中继器或所述集中器；

所述集中器用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调得到所述使用情况信息，并将所述使用情况信息转换成能与所述接收端进行通信的数据形式，发送给所述接收端。

进一步地，所述中继器包括：

第二宽带载波通信模块，用于从所述电力线中获取所述载波信号，并发送给上一级中继器或所述集中器；

第二供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述第二宽带载波通信模块供电。

进一步地，所述集中器包括：

第三宽带载波通信模块，用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调，得到包含所述使用情况信息的数据包；

网络通信模块，用于将所述数据包转换成UDP数据包，并发送给所述接收端；

第三供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述第三宽带载波通信模块和所述网络通信模块供电。

进一步地，所述监测系统还包括：

服务器，用于获取并存储所述UDP数据包。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种基于电力载波的监测方法，包括以下步骤：

步骤1，对待监测设备进行监测，获取所述待监测设备的电压值和电流值；

步骤2，分别将所述电压值和所述电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到所述待监测设备的状态信息；

步骤3，将包含所述电压值、所述电流值和所述状态信息的使用情况信息调制成载波信号，并发送到所述电力线上；

步骤4，从所述电力线上获取所述载波信号并进行解调，得到所述使用情况信息；

步骤5，将所述使用情况信息发送给预设的接收端。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于电力载波的监测系统的结构框架图；

图2为本发明另一实施例提供的一种基于电力载波的监测系统的结构框架图；

图3为本发明另一实施例提供的一种基于电力载波的监测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于电力载波的监测系统的结构框架图，该监测系统中包括：依次连接的待监测设备1、监测终端2、电力线3、通信装置4和接收端5，其中：

监测终端2用于获取待监测设备1的使用情况信息，并将使用情况信息调制成载波信号发送到电力线3上，通过电力线3将载波信号发送给通信装置4。

需要说明的是，使用情况信息指的是设备的使用状态，例如，可以通过采集待监测设备1的电压或电流等，来判断该待监测设备1是处于正在运行的工作状态，还是未运行但随时可以运行的待机状态，亦或是停止运行的在线状态等。

待监测设备1指的是需要监控使用情况的仪器和设备等，具体应用场景有很多，例如工业、军事、医疗、互联网等领域中需要被监控的仪器和设备。

监测终端2指的是可以实时地采集待监测设备1电压和电流，并能够将信息调制成电力载波信号的装置。

电力线3指的是可以传导电流的导体，例如，可以为电线。

通信装置4用于接收载波信号，对载波信号进行解调后发送给接收端5。这里的接收端5可以为用户使用的终端，如手机、电脑等，也可以指服务器、无线采集节点等。

需要说明的是，在本实施例提供的监测系统中，可以将待监测设备1、监测终端2、电力线3和通信装置4设置在本地，接收端5设置在本地或云端等，监测终端2可以通过有线或无线的方式监测待监测设备1，监测终端2和通信装置4分别连接在电力线3上，通过电力线3传输信号，通信装置4可以通过有线或无线等方式与接收端5通信。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于电力载波的监测系统，通过监测终端2对待监测设备1进行监测，并通过电力线3实现传输待监测设备1的使用情况信息，并通过通信装置4对电力线3中传输的待监测设备1的使用情况信息进行处理，发送给接收端5，能够提高系统的可实现性，具有灵活性高、便于组网的优点，而且不需要再搭建独立的信道，通过电力线3实现数据的转发，便于进行后期组网扩展，通过电力载波的通信方式进行远程监控，可以提高监测的有效性及实时性。

如图2所示，为本发明另一实施例提供的一种基于电力载波的监测系统的结构框架图，该监测系统包括：依次连接的待监测设备1、监测终端2、电力线3、通信装置4和接收端5，其中：

监测终端2用于获取待监测设备1的使用情况信息，并将使用情况信息调制成载波信号发送到电力线3上，通过电力线3将载波信号发送给通信装置4，下面对监测终端2进行详细说明。

优选地，监测终端2包括：

监测模块21，用于对待监测设备1进行监测，获取待监测设备1的电压值和电流值，并分别将电压值和电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到待监测设备1的状态信息。

例如，可以将待监测设备1的状态信息分为三种，分别是处于正在运行的工作状态，未运行但随时可以运行的待机状态，以及停止运行的在线状态，电流阈值可以设置为0mA和10mA两个值，电压阈值可以设置为198V和242V两个值。

监测模块21在获取到待监测设备1的电流值和电压值后，先将电流值与电流阈值进行判断，当电流值大于等于10mA时，得到该待监测设备1的状态信息为工作状态；当电流值大于0mA且小于10mA时，得到该待监测设备1的状态信息为待机状态；当电流值等于0mA时，再将电压值与电压阈值进行判断，当电压值大于198V且小于242V时，得到该待监测设备1的状态信息为在线状态。

主控模块22，用于控制监测模块21对待监测设备1进行监测，并获取监测得到的电压值、电流值和状态信息。并控制存储模块23存储电压值、电流值和状态信息。并将电压值、电流值和状态信息打包成数据包，发送给第一宽带载波通信模块24，例如，可以将这些信息打包成一个40字节的数据包发给第一宽带载波通信模块24。

存储模块23，用于存储电压值、电流值和状态信息。

第一宽带载波通信模块24，用于接收该40字节的数据包，将该数据包调制成载波信号，并发送到电力线3上，以电力载波的形式发送给通信装置4。

第一供电模块25，用于从电力线3上获取交流电，转换为直流电后为监测终端2供电，例如，可以将通过电力线3获得的220V交流电转换为5V直流电，为监测终端2供电。

通信装置4用于接收载波信号，对载波信号进行解调后发送给接收端5，下面对通信装置4进行详细说明。

优选地，通信装置4包括：分别与电力线3连接的至少一个中继器41和至少一个集中器42，中继器41用于从电力线3中获取载波信号，并发送给上一级中继器41或集中器42。集中器42用于接收载波信号，对载波信号进行解调得到使用情况信息，并将使用情况信息转换成能与接收端5进行通信的数据形式，发送给接收端5。其中，中继器41的数量可以根据载波信号在电力线3中的传输距离设置，集中器42可以设置成一个，监测终端2、至少一个中继器41和一个集中器42在电力线3上依次排布，即中继器41在监测终端2和集中器42的中间。

优选地，中继器41包括：

第二宽带载波通信模块411，用于从电力线3中获取载波信号，并发送给上一级中继器41或集中器42。这里的上一级中继器41指的是在该中继器41和集中器42之间的中继器41。

第二供电模块412，用于从电力线3上获取交流电，转换为直流电后为第二宽带载波通信模块411供电。

优选地，集中器42包括：

第三宽带载波通信模块421，用于接收载波信号，对载波信号进行解调，得到包含使用情况信息的数据包。

网络通信模块422，用于将数据包转换成UDP数据包，并发送给接收端5。这里之所以转换成UDP数据包，是为了满足与接收端5之间的通信协议，具体转换成什么形式的数据可以根据需求设置。

第三供电模块423，用于从电力线3上获取交流电，转换为直流电后为第三宽带载波通信模块和网络通信模块供电。

例如，接收端5可以为服务器，用于获取并存储UDP数据包，在接收到UDO数据包后，对数据包进行解析，得到待监测设备1的使用情况，可以将待监测设备1的使用情况存储在服务器中，也可以通过服务器发送给用户使用的终端。

如图3所示，为本发明另一实施例提供的一种基于电力载波的监测方法的流程示意图，该监测方法包括：

S1，监测终端对待监测设备进行监测，获取待监测设备的电压值和电流值。这里的获取方式及获取频率等可以根据实际需求设置，例如，每隔预设时间，就获取待监测设备的电压值和电流值，也可以根据控制命令对待监测设备进行监测，例如，当接收到从电力线发送的控制指令后，根据控制指令获取待监测设备的电压值和电流值。

S2，监测终端分别将电压值和电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到待监测设备的状态信息。

例如，可以将待监测设备的状态信息分为三种，分别是处于正在运行的工作状态，未运行但随时可以运行的待机状态，以及停止运行的在线状态，电流阈值可以设置为0mA和10mA两个值，电压阈值可以设置为198V和242V两个值。

步骤S2可以细化为以下步骤：

监测模块在获取到待监测设备的电流值和电压值后，先将电流值与电流阈值进行判断，当电流值大于等于10mA时，得到该待监测设备的状态信息为工作状态；当电流值大于0mA且小于10mA时，得到该待监测设备的状态信息为待机状态；当电流值等于0mA时，再将电压值与电压阈值进行判断，当电压值大于198V且小于242V时，得到该待监测设备的状态信息为在线状态。

S3，监测终端将包含电压值、电流值和状态信息的使用情况信息调制成载波信号，并发送到电力线上。监测终端可以暂存使用情况信息，当接收到从电力线发送来的控制指令后，根据控制指令将使用情况信息调制成载波信号，再发送到电力线上，也可以根据预设的时间间隔，定时地将得到的使用情况信息调制成载波信号，并发送到电力线上。

S4，通信装置从电力线上获取载波信号并进行解调，得到使用情况信息。

S5，通信装置将使用情况信息发送给预设的接收端。应当理解，在通信装置和接收端进行通信传输之前，需要将使用情况信息转换为可传输的信号格式。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的监测方法，可以参考前述装置实施例中的对应功能，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于电力载波的监测系统，包括：待监测设备，其特征在于，还包括：电力线，以及分别与所述电力线连接的监测终端和通信装置，以及与所述通信装置连接的接收端，其中：

所述监测终端与所述待监测设备连接，用于获取所述待监测设备的使用情况信息，并将所述使用情况信息调制成载波信号发送到所述电力线上，通过所述电力线将所述载波信号发送给所述通信装置；

所述通信装置用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调后发送给所述接收端；

所述监测终端包括：

监测模块，所述监测模块用于对所述待监测设备进行监测，获取所述待监测设备的电压值和电流值，并分别将所述电压值和所述电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到所述待监测设备的状态信息，所述状态信息包括：工作状态、待机状态和在线状态；

第一宽带载波通信模块，用于将包含所述电压值、所述电流值和所述状态信息的使用情况信息调制成所述载波信号，并发送到所述电力线上，以电力载波的形式发送给所述通信装置；

所述监测模块具体用于先将电流值与预设的电流阈值进行比较，当所述电流值大于或等于第一电流阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为工作状态；当所述电流值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为待机状态；当所述电流值等于第二电流阈值时，再将电压值与预设的电压阈值进行比较，当所述电压值大于第一电压阈值且小于第二电压阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为在线状态。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测终端还包括：

存储模块，用于存储所述电压值、所述电流值和所述状态信息。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述监测终端还包括：

主控模块，用于控制所述监测模块对所述待监测设备进行监测，并获取监测得到的所述电压值、所述电流值和所述状态信息；并控制所述存储模块存储所述电压值、所述电流值和所述状态信息；并将所述电压值、所述电流值和所述状态信息打包成数据包，发送给所述第一宽带载波通信模块；

所述第一宽带载波通信模块具体用于将所述数据包调制成所述载波信号，并发送到所述电力线上，以电力载波的形式发送给所述通信装置。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测终端还包括：

第一供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述监测终端供电。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的监测系统，其特征在于，所述通信装置包括：分别与所述电力线连接的至少一个中继器和至少一个集中器，其中：

所述中继器用于从所述电力线中获取所述载波信号，并发送给上一级中继器或所述集中器；

所述集中器用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调得到所述使用情况信息，并将所述使用情况信息转换成能与所述接收端进行通信的数据形式，发送给所述接收端。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述中继器包括：

第二宽带载波通信模块，用于从所述电力线中获取所述载波信号，并发送给上一级中继器或所述集中器；

第二供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述第二宽带载波通信模块供电。

7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述集中器包括：

第三宽带载波通信模块，用于接收所述载波信号，对所述载波信号进行解调，得到包含所述使用情况信息的数据包；

网络通信模块，用于将所述数据包转换成UDP数据包，并发送给所述接收端；

第三供电模块，用于从所述电力线上获取交流电，转换为直流电后为所述第三宽带载波通信模块和所述网络通信模块供电。

8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，还包括：

服务器，用于获取并存储所述UDP数据包。

9.一种基于电力载波的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对待监测设备进行监测，获取所述待监测设备的电压值和电流值；

步骤2，分别将所述电压值和所述电流值与预设的电压阈值和预设的电流阈值进行比较，得到所述待监测设备的状态信息，所述状态信息包括：工作状态、待机状态和在线状态；

步骤3，将包含所述电压值、所述电流值和所述状态信息的使用情况信息调制成载波信号，并发送到所述电力线上；

步骤4，从所述电力线上获取所述载波信号并进行解调，得到所述使用情况信息；

步骤5，将所述使用情况信息发送给预设的接收端；

其中，步骤2具体包括：

先将电流值与预设的电流阈值进行比较，当所述电流值大于或等于第一电流阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为工作状态；当所述电流值小于第一电流阈值且大于第二电流阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为待机状态；当所述电流值等于第二电流阈值时，再将电压值与预设的电压阈值进行比较，当所述电压值大于第一电压阈值且小于第二电压阈值时，得到所述待监测设备的状态信息为在线状态。

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