CN107798847A - 一种基于nfc进行参数配置的用电信息采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于NFC进行参数设置的用电信息采集系统，包括：电能计量设备单元、通信模块单元、移动终端单元和远程主站单元；通信模块单元通过串口与电能计量设备单元进行通信连接，通过RF射频场与移动终端单元进行通信连接，通过4G模块与远程主站单元进行通信连接；移动终端单元通过移动网络与远程主站单元进行通信连接；通信模块单元安装在所述电能计量设备单元，通过网络与远程主站单元进行电能数据传输；根据不同参数的类型，移动终端单元选择与所述通信模块单元直接通信，或向所述远程主站单元获取到相应参数后再下发给所述通信模块单元。通过上述系统，可有效提高电能计量设备安装和维护工作的效率和便捷性，提高电能数据采集系统的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及用电信息采集领域，具体涉及一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统及方法。
背景技术
在目前市场上的用电信息采集系统中，电能计量设备的运维主要方式为使用电脑通过网络或串口与设备通信，多有不便。首先，维护人员须随身携带电脑、连接线等工具，其次，现场环境复杂大多不便电脑办公；最后，在一些重要的厂站，不允许外部人员自带电脑接入，而厂站电脑安装设备厂家的维护软件涉及操作系统类型和版本兼容问题、电力系统软件安装规定、时间成本、操作可行性等一系列问题。随着越来越多的手机厂商对NFC功能的支持，本发明将NFC技术用于电能计量设备的维护，维护人员随行带一部有NFC功能并安装设备厂家维护软件的手机近距离接触设备，即可对设备进行参数配置和软件升级，省去其它环节。NFC近场通信技术是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。且NFC通信速率满足电力设备少量参数及应用程序的需求，通信流程简单，用户界面通俗易操作。
发明内容
为了克服现有电能计量设备安装和维护工作的专业性和低效率的问题，本发明提供了一种基于NFC的用电信息采集系统，具有通信模块参数配置功能，可以有效提高电能计量设备安装和维护工作的效率和便捷性。
本发明基于如下的技术方案实现：
一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统，包括：电能计量设备单元、通信模块单元、移动终端单元和远程主站单元；所述通信模块单元通过串口与电能计量设备单元进行通信连接，通过RF射频场与所述移动终端单元进行通信连接,通过4G模块与远程主站单元进行通信连接；所述移动终端单元通过移动网络与所述远程主站单元进行通信连接；
所述通信模块单元包括主控模块、具有数据存储器的NFC模块、天线模块、4G模块和安全认证模块，主控模块通过I2C总线与NFC模块进行通信连接，通过串口与4G模块进行通信连接；
所述移动终端单元为智能手持设备，其包括NFC模块、网络通信模块和软件维护模块；
所述远程主站单元具备网络通信模块、安全认证模块和参数下发模块；
所述通信模块单元安装在所述电能计量设备单元，通过网络与远程主站单元进行电能数据传输；
根据不同参数的类型，所述移动终端单元选择与所述通信模块单元直接通信，或向所述远程主站单元获取到相应参数后再下发给所述通信模块单元。
优选地，所述电能计量设备单元为电能采集器、集中器或电表。
优选地，所述智能手持设备是NFC智能手机。
一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集方法，应用上述的用电信息采集系统，包括如下步骤：
所述通信模块单元中的NFC模块通过天线模块接收到数据后写入其数据存储器中，并告知主控模块，主控模块通过I2C总线读取NFC模块数据存储器中的数据，处理后将返回数据传回给NFC模块，NFC模块将数据写入数据存储器后等待移动终端单元读取；
对于普通参数，移动终端单元通过与通信模块单元建立NFC通信连接，读取参数时移动终端单元将请求指令下发至通信模块单元，通信模块单元将参数数据传回移动终端单元,移动终端单元解析并显示参数数据；设置参数时移动终端单元将设置参数下发至通信模块单元，通信模块单元完成数据处理并将处理结果传回移动终端单元；
对于特殊参数，首先，移动终端单元获取电能计量设备单元及通信模块单元的设备信息；然后，移动终端单元通过与远程主站单元建立移动网络通信连接，在身份认证成功后，将设备信息发送给远程主站单元，远程主站单元的参数下发模块根据设备信息返回相应的特殊参数；最后，移动终端单元将从远程主站单元获取到的特殊参数设置到通信模块单元中。
优选地，所述普通参数为通信模块厂家自行设置的参数，包括通讯参数和工作模式。
优选地，所述特殊参数包含费率设置参数、与设备所在厂站地区及设备类型相关的参数；所述设备信息包括区域码、设备地址和通信模块类型。
优选地，所述移动终端单元与所述远程主站单元进行通信连接的移动网络为4G网络。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1)本技术方案借助于智能手机等具备NFC功能的移动终端，用户利用预装的维护软件，登录授权的用户名密码，即可实现对电能计量设备的普通参数设置及软件升级功能；且可通过移动终端的移动互联功能(3G、4G、WIFI甚至未来的5G等)登录远程主站系统获取特殊参数，并将特殊参数写入电能计量设备，这大大提升了电能计量设备安装和维护工作的效率和便捷性；同时，提高了主站系统对下属终端进行个性化参数配置的实时性和准确性，为电网智能化管理提供有效保障。
2)本技术方案提供的一种基于NFC进行通信模块参数配置功能的用电信息采集系统，只需在现有的电能采集系统中安装具备NFC模块接口的通信模块即可，不需增加其它部件，成本低，适合大范围推广。且本方案可扩展性极强，可根据不同厂家和类型的电能计量设备进行参数模型定制。
附图说明
图1是一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统框图；
图2是一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统普通参数配置流程图；
图3是一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统特殊参数配置的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
一种基于NFC进行模块参数设置的用电信息采集系统，其具有电能数据采集功能和通信模块参数配置功能，如图1所示，该用电信息采集系统包括电能计量设备单元、具备NFC功能和网络通信功能的通信模块单元、一部具备网络功能和NFC功能的移动终端单元、远程主站(调度或营销主站系统)单元,各单元相互协作完成电能数据采集任务、参数配置及软件升级任务。NFC近场通信技术是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。
电能计量设备单元可以是电能采集器、集中器、电表等；通信模块单元由主控模块、NFC模块、天线模块、4G模块和安全认证模块组成；移动终端单元(NFC智能手机、其它智能手持设备)由NFC模块、网络通信模块、维护软件组成；远程主站(调度或营销主站系统)单元具备网络通信模块、安全认证模块和参数下发模块。
一种基于NFC进行模块参数设置的用电信息采集方法，采用上述的用电信息采集系统，通信模块单元内的NFC模块通过天线模块接收到数据后写入其E2PROM中，并告知主控模块，主控模块通过I2C总线读取NFC模块E2PROM中的数据，处理后将返回数据传回给NFC模块，NFC模块将数据写入E2PROM后等待移动终端单元读取。
对于普通参数(比如通讯参数、工作模式等通信模块厂家可自行设置的参数)，移动终端通过与通信模块单元建立NFC通信连接，读取参数时移动终端将请求指令下发至通信模块单元，通信模块单元将参数数据传回移动终端,移动终端解析并显示参数数据；设置参数时移动终端将设置参数下发至通信模块单元，通信模块单元完成数据处理并将处理结果传回移动终端。
对于特殊参数(比如费率设置、与设备所在厂站地区及设备类型相关的参数)，首先，移动终端获取电能计量设备单元和通信模块单元的设备信息(区域码、设备地址、通信模块类型等)；然后，移动终端通过与远程主站单元建立移动网络(比如4G)通信连接，在身份认证成功后，将设备信息发送给远程主站单元，远程主站单元的参数下发模块根据设备信息返回相应的特殊参数；最后，移动终端将从主站获取到的特殊参数设置到电能计量设备中。
如图2所示，对于普通参数(比如通讯参数、工作模式等)，移动终端成功登录维护软件后，选择所需读取参数项(可多选)，靠近通信模块单元建立NFC连接后发送读取指令，通信模块单元收到参数读取指令后迅速处理并将参数数据传回移动终端,移动终端解析并显示参数数据；这一系列过程在几秒钟内完成(程序下载时间稍长)。参数设置时移动终端将编辑好的参数项选中(可多选)，靠近通信模块单元建立NFC连接后发送设置指令，通信模块单元完成数据处理并将处理结果传回移动终端。
如图3所示对于特殊参数(比如费率时段设置)，移动终端需先向远程主站查询，再向电能计量设备设置。移动终端通过NFC通道获取电能计量设备单元和通信模块单元的设备信息(区域码、设备地址、通信模块类型等)，然后通过与移动网络(比如4G)登陆远程主站单元，身份认证成功后，将设备信息发送给远程主站单元，远程主站单元的参数下发模块根据设备信息返回相应的特殊参数；最后，移动终端将获取到的特殊参数再通过NFC通道设置到电能计量设备中。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (7)
1.一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集系统，其特征在于，包括：电能计量设备单元、通信模块单元、移动终端单元和远程主站单元；所述通信模块单元通过串口与电能计量设备单元进行通信连接，通过RF射频场与所述移动终端单元进行通信连接,通过4G模块与远程主站单元进行通信连接；所述移动终端单元通过移动网络与所述远程主站单元进行通信连接；
所述通信模块单元包括主控模块、具有数据存储器的NFC模块、天线模块、4G模块和安全认证模块，主控模块通过I2C总线与NFC模块进行通信连接，通过串口与4G模块进行通信连接；
所述移动终端单元为智能手持设备，其包括NFC模块、网络通信模块和软件维护模块；
所述远程主站单元具备网络通信模块、安全认证模块和参数下发模块；
所述通信模块单元安装在所述电能计量设备单元，通过网络与远程主站单元进行电能数据传输；
根据不同参数的类型，所述移动终端单元选择与所述通信模块单元直接通信，或向所述远程主站单元获取到相应参数后再下发给所述通信模块单元。
2.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于：所述电能计量设备单元为电能采集器、集中器或电表。
3.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于：所述智能手持设备是NFC智能手机。
4.一种基于NFC进行参数配置的用电信息采集方法，应用权利要求1-3任一项所述的用电信息采集系统，其特征在于包括如下步骤：
所述通信模块单元中的NFC模块通过天线模块接收到数据后写入其数据存储器中，并告知主控模块，主控模块通过I2C总线读取NFC模块数据存储器中的数据，处理后将返回数据传回给NFC模块，NFC模块将数据写入数据存储器后等待移动终端单元读取；
对于普通参数，移动终端单元通过与通信模块单元建立NFC通信连接，读取参数时移动终端单元将请求指令下发至通信模块单元，通信模块单元将参数数据传回移动终端单元,移动终端单元解析并显示参数数据；设置参数时移动终端单元将设置参数下发至通信模块单元，通信模块单元完成数据处理并将处理结果传回移动终端单元；
对于特殊参数，首先，移动终端单元获取电能计量设备单元及通信模块单元的设备信息；然后，移动终端单元通过与远程主站单元建立移动网络通信连接，在身份认证成功后，将设备信息发送给远程主站单元，远程主站单元的参数下发模块根据设备信息返回相应的特殊参数；最后，移动终端单元将从远程主站单元获取到的特殊参数设置到通信模块单元中。
5.根据权利要求4所述的用电信息采集方法，其特征在于：所述普通参数为通信模块厂家自行设置的参数，包括通讯参数和工作模式。
6.根据权利要求4所述的用电信息采集方法，其特征在于：所述特殊参数包含费率设置参数、与设备所在厂站地区及设备类型相关的参数；所述设备信息包括区域码、设备地址和通信模块类型。
7.根据权利要求4所述的用电信息采集方法，其特征在于：所述移动终端单元与所述远程主站单元进行通信连接的移动网络为4G网络。
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