CN107481505A - 一种用电信息采集装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用电信息采集装置、系统及方法，其中，该装置包括：电表采集器和光线路终端；电表采集器的一端用于通过串行接口与电表相连，并获取电表发送的第一信息，第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且第一信息包括电表采集的用电信息；电表采集器的另一端通过光纤与光线路终端相连，并将获取的第一信息转发至光线路终端；光线路终端用于提取第一信息中的用电信息，并将用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将第二信息发送至主站系统，第二通信协议为主站系统支持的协议。该装置由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理，改造成本大大降低。

Description

一种用电信息采集装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及用电信息采集技术领域，特别涉及一种用电信息采集装置、系统及方法。

背景技术

现有的低压电力线载波、短程无线、公网PSTN(Public Switched TelephoneNetwork，公共交换电话网)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)等不能完全满足系统对稳定性、实时性、大容量、安全性、多业务性的需求。随着通信传输技术光纤化、EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)技术在公网通信接入通信技术中独占鳌头。与其它技术相比，EPON技术在组网可靠性、带宽可分配、维护成本低、网络可扩展性等方面均有优势，适用于对可靠性有较高要求的用电信息采集业务的接入应用。

EPON系统有局侧的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、用户侧的ONU(Optical Network Unit，光网络单元)和光分配网络ODN(Optical DistributionNetwork)组成，为单纤双向系统。下行方向(OLT到ONU)，OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方向(ONU到OLT)，ONU发送的信号只会到达OLT，不会到达其他ONU。为避免数据冲突、提高网络利用率，上行方向采用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)多址接入方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。ODN在OLT和ONU间提供光通道，如图1所示。

在下行方向上，OLT通过1：N的无源分路器将Ethernet帧发送给每个ONU。N通常为4～64，这类似于共享媒质网络。EPON的下行方向是广播式的发送以太帧，各个ONU根据各自的MAC地址提取属于自己的数据信息。

在上行方向上，由于无源光合路器(Passive Optical Combiner)的方向属性，从ONU来的数据帧只能到达OLT，而不能到达其它ONU。从这一点上来说，上行方向的EPON网络就如同一个点－点(Point-to-Point)网络。然而，不同于其它的点－点网络，来自不同ONU的EPON数据帧可能会发生数据冲突。因此，在上行方向(用户-网络)ONU需要一些仲裁机制来避免数据冲突，同时公平地分配信道资源。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在基于EPON技术的现有用电信息采集系统中，II型集中器终端是集中抄表系统中的关键设备，其通过下行信道自动抄收并存储各种具有RS485通信功能的智能电表电量数据，其下行信道RS-485串行通信信道；同时通过上行光纤信道与主站进行数据通信。其中，II型集中器完成智能电表的DL/T645协议向376.1协议间的互相转换；II型集中器数据通过OLT等上层网络接入主站，直接与主站通信。该模式搭建起了主站系统与II型集中器基于传输376.1报文的IP数据包通道。此时主站提供标准的Q/GDW376.1数据接口即可。II型集中器安装于每个表箱或者智能电表旁，安装较为分散，同时此方案要求II型集中器功能强大具有协议转换、数据存储等功能，还需要光纤通信功能模块等，故II型集中器研发、制造成本大，功耗高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用电信息采集装置、系统及方法，从而克服现有依靠集中器采集用电信息成本较高的缺陷。

本发明实施例提供的一种用电信息采集装置，包括：电表采集器和光线路终端；所述电表采集器的一端用于通过串行接口与电表相连，并获取电表发送的第一信息，所述第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且所述第一信息包括电表采集的用电信息；所述电表采集器的另一端通过光纤与所述光线路终端相连，并将获取的所述第一信息转发至所述光线路终端；所述光线路终端用于提取所述第一信息中的用电信息，并将所述用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将所述第二信息发送至主站系统，所述第二通信协议为所述主站系统支持的协议。

在一种可能的实现方式中，所述用电信息包括电表地址。

在一种可能的实现方式中，所述光线路终端还用于设置电表地址与端口号之间的对应关系，并将所述对应关系发送至所述主站系统。

在一种可能的实现方式中，所述光线路终端还用于接收所述主站系统下发的第三信息，所述第三信息为基于所述第二通信协议封装的信息，且所述第三信息包括主站数据和端口号；所述光线路终端提取出所述第三信息中的主站数据和端口号，并根据所述端口号以及所述对应关系确定相对应的电表地址；所述光线路终端将所述主站数据转换为基于所述第一通信协议的第四信息，并根据所述电表地址将所述第四信息发送至相对应的电表采集器；所述电表采集器用于将所述第四信息转发至与所述电表地址相对应的电表。

在一种可能的实现方式中，所述第一通信协议为DL/T 645协议，所述第二通信协议为376.1协议。

在一种可能的实现方式中，所述串行接口为RS485接口。

在一种可能的实现方式中，所述电表采集器设有四路RS485接口。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种用电信息采集系统，包括：电表、主站系统和任一上述的用电信息采集装置；所述电表与所述用电信息采集装置中的电表采集器相连，所述主站系统与所述用电信息采集装置中的光线路终端相连；所述电表用于将采集的用电信息封装为第一通信协议的第一信息，并将所述第一信息发送至所述电表采集器；所述主站系统用于接收所述光线路终端发送的第二信息，并提取所述第二信息中的用电信息。

在一种可能的实现方式中，所述主站系统通过Q/GDW376.1接口与所述光线路终端相连。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种用电信息采集方法，包括：电表采集器获取电表发送的第一信息并将获取的所述第一信息转发至光线路终端，所述第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且所述第一信息包括电表采集的用电信息；所述光线路终端在接收到所述第一信息后提取所述第一信息中的用电信息，并将所述用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将所述第二信息发送至主站系统，所述第二通信协议为所述主站系统支持的协议。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：所述光线路终端接收所述主站系统下发的第三信息，所述第三信息为基于所述第二通信协议封装的信息，且所述第三信息包括主站数据和端口号；所述光线路终端提取出所述第三信息中的主站数据和端口号，并根据所述端口号以及电表地址与端口号之间的对应关系确定相对应的电表地址；所述光线路终端将所述主站数据转换为基于所述第一通信协议的第四信息，并根据所述电表地址将所述第四信息发送至相对应的电表采集器；所述电表采集器将所述第四信息转发至与所述电表地址相对应的电表。

本发明实施例提供的一种用电信息采集装置、系统及方法，电表采集器只用于转发获取的用电信息，电表采集器设备结构简单；同时，由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理。该装置兼容现有的主站系统和电表，在主站系统和电表不需要改动的情况下即可以布设该用电信息采集装置，改造成本大大降低。此外，根据电表地址与端口号之间的对应关系可以准确地将主站数据下发至相对应的电表，从而可以避免数据冲突。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中EPON接入网结构图；

图2为本发明实施例中用电信息采集装置的结构图；

图3为本发明实施例中用电信息采集系统的结构图；

图4为本发明实施例中用电信息采集方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

根据本发明实施例，提供了一种用电信息采集装置，图2为该装置的结构图(图2虚线框内所示)，具体包括：电表采集器10和光线路终端20。

其中，电表采集器10的一端用于通过串行接口与电表相连，并获取电表发送的第一信息，第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且第一信息包括电表采集的用电信息；电表采集器10的另一端通过光纤与光线路终端20相连，并将获取的第一信息转发至光线路终端20。其中，第一通信协议为电表支持的协议，该用电信息具体为电表采集的信息，包括电压、用电量等；本发明实施例中，电表采集器内部集成ONU模块，实现与光线路终端之间的光通信。

光线路终端20用于提取第一信息中的用电信息，并将用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将第二信息发送至主站系统，第二通信协议为主站系统支持的协议。

本发明实施例中，电表采集器10只用于转发获取的第一信息，不需要额外的处理能力，故电表采集器设备简单。而光线路终端20即为OLT，由OLT执行协议转换过程，将第一通信协议格式的第一信息转换为主站系统支持的第二通信协议格式的第二信息，从而在不改变主站系统接口的情况下即可以正常接收用电信息。同时，由于OLT支持多个ONU，从而可以由OLT统一执行协议转换过程，不需要具有协议转换功能的传统II型集中器，故可以节约成本。

本发明实施例提供的一种用电信息采集装置，电表采集器只用于转发获取的用电信息，电表采集器设备结构简单；同时，由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理。

在上述实施例的基础上，用电信息包括电表地址；光线路终端20还用于设置电表地址与端口号之间的对应关系，并将对应关系发送至主站系统。

本发明实施例中，每个电表具有唯一的电表地址，由光线路终端20设置相对应的socket端口号，并保存电表地址与端口号之间的对应关系；同时，OLT发起与主站的握手心跳机制，告知主站系统socket端口号与电表地址的对应关系，方便主站系统下发信息。本实施例中，OLT充当低压集抄产品中的集中器，支持2040个路由表项，最大支持电表2040个。

本发明实施例中，当主站系统需要下发信息是，主站系统向光线路终端下发第三信息，此时光线路终端20用于接收主站系统下发的第三信息，该第三信息为基于第二通信协议封装的信息，且第三信息包括主站数据和端口号。光线路终端20提取出第三信息中的主站数据和端口号，并根据端口号以及本地存储的对应关系确定相对应的电表地址；光线路终端20之后将主站数据转换为基于第一通信协议的第四信息，并根据电表地址将第四信息发送至相对应的电表采集器10。本发明实施例中，在下行通信过程中，仍然由OLT集中执行协议转换过程，将第二通信协议格式的第三信息转换为第一通信协议格式的第四信息。同时，根据电表地址与端口号之间的对应关系可以准确地将主站数据下发至相对应的电表。该主站数据具体可以为主站下发的指令等。

电表采集器10在接收到该第四信息后，将第四信息转发至与电表地址相对应的电表。

在一种可能的实现方式中，第一通信协议为DL/T 645协议，第二通信协议为376.1协议。即本发明实施例中，由OLT内部的各功能模块来完成DL/T645协议向376.1协议的转换，然后上传至采集系统的主站系统。OLT内部模块实现地址解析协议(ARP)、Internet控制报文协议(ICMP)、IP协议、用户数据报协议(UDP)等协议的解析和封包。将以太网发送缓冲区的串口帧封装在UDP包中，并传给IP层；同时，接收以太网数据帧并向上层层解包，分离应用层数据，然后数据的解析处理交由多串口发送模块完成，实现RS485串口流与以太网端口流的透明转换。此时主站系统也只用提供标准Q/GDW376.1接口即可，无需改动现有已部署主站系统。

在一种可能的实现方式中，串行接口为RS485接口。

在一种可能的实现方式中，电表采集器10设有四路RS485接口。即电表采集器最多可与四个电表相连，采集四个电表的用电信息。

本发明实施例提供的一种用电信息采集装置，电表采集器只用于转发获取的用电信息，电表采集器设备结构简单；同时，由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理。该装置兼容现有的主站系统和电表，在主站系统和电表不需要改动的情况下即可以布设该用电信息采集装置，改造成本大大降低。此外，根据电表地址与端口号之间的对应关系可以准确地将主站数据下发至相对应的电表，从而可以避免数据冲突。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种用电信息采集系统，参见图3所示，包括：电表、主站系统和上述的用电信息采集装置。其中，电表与用电信息采集装置中的电表采集器相连，主站系统与用电信息采集装置中的光线路终端相连。

电表用于将采集的用电信息封装为第一通信协议的第一信息，并将第一信息发送至电表采集器；主站系统用于接收光线路终端发送的第二信息，并提取第二信息中的用电信息。其中，主站系统通过Q/GDW376.1接口与光线路终端相连。

本发明实施例提供的用电信息采集系统，采用OLT实现用电信息采集业务的DL/T645协议到376.1协议的转换，并完成电表RS485数据的IP化。电表采集器只用于转发获取的用电信息，电表采集器设备结构简单；同时，由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理。该装置兼容现有的主站系统和电表，在主站系统和电表不需要改动的情况下即可以布设该用电信息采集装置，改造成本大大降低。此外，根据电表地址与端口号之间的对应关系可以准确地将主站数据下发至相对应的电表，从而可以避免数据冲突。

本发明实施例还提供一种用电信息采集方法，参见图4所示，包括步骤401-402：

步骤401：电表采集器获取电表发送的第一信息并将获取的第一信息转发至光线路终端。

其中，第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且第一信息包括电表采集的用电信息。

步骤402：光线路终端在接收到第一信息后提取第一信息中的用电信息，并将用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将第二信息发送至主站系统，第二通信协议为主站系统支持的协议。

在上述实施例的基础上，该方法还包括数据下行传输过程，具体包括如下步骤：

步骤A1、光线路终端接收主站系统下发的第三信息，第三信息为基于第二通信协议封装的信息，且第三信息包括主站数据和端口号。

步骤A2、光线路终端提取出第三信息中的主站数据和端口号，并根据端口号以及电表地址与端口号之间的对应关系确定相对应的电表地址；光线路终端将主站数据转换为基于第一通信协议的第四信息，并根据电表地址将第四信息发送至相对应的电表采集器。

步骤A3、电表采集器将第四信息转发至与电表地址相对应的电表。

本发明实施例提供的一种用电信息采集方法，电表采集器只用于转发获取的用电信息，使得电表采集器设备结构简单；同时，由光线路终端集中执行协议转换过程，可以节约成本，且方便统一管理。此外，在主站系统和电表不需要改动的情况下即可以采用该用电信息采集方法执行采集过程，主站系统和电表的改造成本大大降低。同时，根据电表地址与端口号之间的对应关系可以准确地将主站数据下发至相对应的电表，从而可以避免数据冲突。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用电信息采集装置，其特征在于，包括：电表采集器和光线路终端；

所述电表采集器的一端用于通过串行接口与电表相连，并获取电表发送的第一信息，所述第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且所述第一信息包括电表采集的用电信息；

所述电表采集器的另一端通过光纤与所述光线路终端相连，并将获取的所述第一信息转发至所述光线路终端；

所述光线路终端用于提取所述第一信息中的用电信息，并将所述用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将所述第二信息发送至主站系统，所述第二通信协议为所述主站系统支持的协议。

2.根据权利要求1所述的用电信息采集装置，其特征在于，所述用电信息包括电表地址。

3.根据权利要求2所述的用电信息采集装置，其特征在于：所述光线路终端还用于设置电表地址与端口号之间的对应关系，并将所述对应关系发送至所述主站系统。

4.根据权利要求3所述的用电信息采集装置，其特征在于，

所述光线路终端还用于接收所述主站系统下发的第三信息，所述第三信息为基于所述第二通信协议封装的信息，且所述第三信息包括主站数据和端口号；

所述光线路终端提取出所述第三信息中的主站数据和端口号，并根据所述端口号以及所述对应关系确定相对应的电表地址；所述光线路终端将所述主站数据转换为基于所述第一通信协议的第四信息，并根据所述电表地址将所述第四信息发送至相对应的电表采集器；

所述电表采集器用于将所述第四信息转发至与所述电表地址相对应的电表。

5.根据权利要求1-4任一所述的用电信息采集装置，其特征在于，所述第一通信协议为DL/T 645协议，所述第二通信协议为376.1协议。

6.根据权利要求1-4任一所述的用电信息采集装置，其特征在于，所述串行接口为RS485接口。

7.一种用电信息采集系统，其特征在于，包括：电表、主站系统和权利要求1-6任一所述的用电信息采集装置；所述电表与所述用电信息采集装置中的电表采集器相连，所述主站系统与所述用电信息采集装置中的光线路终端相连；

所述电表用于将采集的用电信息封装为第一通信协议的第一信息，并将所述第一信息发送至所述电表采集器；

所述主站系统用于接收所述光线路终端发送的第二信息，并提取所述第二信息中的用电信息。

8.根据权利要求7所述的用电信息采集系统，其特征在于，所述主站系统通过Q/GDW376.1接口与所述光线路终端相连。

9.一种用电信息采集方法，其特征在于，包括：

电表采集器获取电表发送的第一信息并将获取的所述第一信息转发至光线路终端，所述第一信息为基于第一通信息协议封装的信息，且所述第一信息包括电表采集的用电信息；

所述光线路终端在接收到所述第一信息后提取所述第一信息中的用电信息，并将所述用电信息转换为基于第二通信协议的第二信息，之后将所述第二信息发送至主站系统，所述第二通信协议为所述主站系统支持的协议。

10.根据权利要求9所述的用电信息采集方法，其特征在于，还包括：

所述光线路终端接收所述主站系统下发的第三信息，所述第三信息为基于所述第二通信协议封装的信息，且所述第三信息包括主站数据和端口号；

所述光线路终端提取出所述第三信息中的主站数据和端口号，并根据所述端口号以及电表地址与端口号之间的对应关系确定相对应的电表地址；所述光线路终端将所述主站数据转换为基于所述第一通信协议的第四信息，并根据所述电表地址将所述第四信息发送至相对应的电表采集器；

所述电表采集器将所述第四信息转发至与所述电表地址相对应的电表。