CN108270287A - 配电终端设备的控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种配电终端设备的控制方法和装置，其中，所述方法包括：按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；判断所述多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收所述上位机发送的控制指令，并将所述控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。通过本发明实施例兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
Description
技术领域
本发明实施例涉及配电技术领域，尤其涉及一种配电终端设备的控制方法和装置。
背景技术
低压配电系统由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成。
目前，数字配电系统通过采用模数转换器(Analog Digital Converter，ADC)与上位机直接接口模式、直接缓存和间接缓存等模式采集配电终端设备的模拟信号。一方面、上位机获取多路配电终端设备的数据，并对多路数据进行分析，判断哪路数据出现异常，并对异常数据的配电终端设备进行控制，上位机的处理负担大。另一方面、多路配电终端设备采用的通信协议不同，数字配电系统支持的通讯协议单一，通信协议兼容性差。
发明内容
本发明实施例提供了一种配电终端设备的控制方法和装置，以解决现有的数字配电系统的上位机处理负担大，以及通信协议兼容性差的问题。
根据本发明实施例的一方面，提供了一种配电终端设备的控制方法，包括：
按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；
判断所述多个状态数据是否异常；
将异常的状态数据上传至上位机；
接收所述上位机发送的控制指令，并将所述控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
根据本发明实施例的一方面，还提供了一种配电终端设备的控制装置，包括：
数据采集模块，用于按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；
数据判断模块，用于判断所述多个状态数据是否异常；
数据上传模块，用于将异常的状态数据上传至上位机；
终端控制模块，用于接收所述上位机发送的控制指令，并将所述控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
根据本发明实施例提供的一种配电终端设备的控制方法和装置，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围。判断多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收上位机发送的控制指令；将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种配电终端设备的控制方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例二的一种配电终端设备的控制方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例二的一种配电终端设备的控制方法中采集配电终端设备的状态数据的流程图；
图4是本发明实施例三的一种配电终端设备的控制装置的结构框图；
图5是本发明实施例四的一种配电终端设备的控制装置的结构框图；
图6是本发明实施例四的数据采集器与上位机和数字配电终端之间的运行流程图。
具体实施方式
下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)和实施例，对本发明实施例的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
实施例一
参照图1，示出了根据本发明实施例一的一种配电终端设备的控制方法的步骤流程图。
本实施例中的配电终端设备的控制方法包括以下步骤：
步骤S100、按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据。
本实施例中，可以按照设定周期采集配电终端设备的状态数据，该设定周期可以根据实际运行情况进行设置，如设置为几秒。本实施例对设定周期的具体时间不做限制。
本实施例中，多路通信总线接口可以为485通信总线接口或者其他通信总线接口，如控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线接口，本实施例对通信总线接口的具体类型不做限制。
本实施例中，不同通信协议可以包括：数字配电系统协议、智能防雷协议、地阻监测协议、交流采样装置通信协议、DL/T 645—1997、DL/T 645—2007、CJ/T188—2004—水表、CJ/T188—2004—热量表、CJ/T188—2004—燃气表、GB/T19582—2008—水表、GB/T19582—2008—热量表、GB/T19582—2008—燃气表等。其中，数字配电系统协议参照Q/GDW376.1—2009标准编写，并扩展了与断路器保护功能、智能防雷产品、能耗相关的应用层协议内容，具体扩展的应用层协议内容如表1和表2：
| 编号 | 扩展协议内容 |
| 100 | 长延时保护配置 |
| 101 | 短延时保护配置 |
| 102 | 瞬时保护配置 |
| 103 | 剩余电流保护配置 |
| 104 | 过电流保护配置 |
| 105 | 线路温度保护配置 |
| 106 | 故障电弧保护配置 |
| 107 | 柴油发电机自动启停配置 |
| 108 | 备自投功能配置 |
表1-设置及查询参数
表2-查询数据
上述表1和表2中各扩展的应用层协议内容的编号仅为示例性编号，本实施例对各扩展的应用层协议内容的编号的形式或格式等不做限制。
步骤S102、判断多个状态数据是否异常。
本实施例中，判断多个状态数据是否异常，一种可行的实施方式为：将状态数据的特征值与标准特征值进行比对，若状态数据的特征值与标准特征值相同，则判断状态数据正常；若状态数据的特征值与标准特征值不同，则判断状态数据异常。
步骤S104、将异常的状态数据上传至上位机。
若步骤S102中判断出异常的状态数据，则立即将异常的状态数据上传至上位机。
步骤S106、接收上位机发送的控制指令，并将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
上位机根据接收到的异常状态数据，生成相应的控制指令。本步骤S106在接收到上位机发送的控制指令后，将控制指令通过控制总线接口，如CAN总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制。
根据本发明实施例提供的一种配电终端设备的控制方法，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围。判断多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收上位机发送的控制指令；将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
实施例二
参照图2，示出了根据本发明实施例二的一种配电终端设备的控制方法的步骤流程图。
本实施例在于强调与上述实施例的不同之处，相同之处可以参照上述实施例中的介绍和说明，在此不再赘述。
本实施例中的配电终端设备的控制方法包括以下步骤：
步骤S200、根据多路配电终端设备所支持的通信协议，按照设定周期通过多路通信总线接口向多路配电终端设备发送数据采集命令。
本是实施例中，多路通信总线接口可以为CAN总线接口和485通信总线接口，通过CAN总线接口和485通信总线接口分别向水表、燃气表、热量表等配电终端设备发送数据采集命令。
步骤S202、对采集到的多路配电终端设备的多个有效状态数据按照数字配电系统协议进行封装。
本实施例中，数字配电系统协议包括：数字配电终端协议和/或电气火灾系统协议。
本实施例通过上述步骤S200和步骤S202实现采集不同通信协议的配电终端设备的有效状态数据。图3为本实施例的采集配电终端设备的状态数据的流程图。采集配电终端设备的状态数据的步骤包括：
步骤S300、配置配电终端设备。
预先配置已连接的配电终端设备的设备信息，包括设备编号、设备类型、设备数量、设备通信协议等等。
步骤S302、根据配电终端设备的设备类型向配电终端设备发送数据采集命令。
本实施例中，不同设备类型的配电终端设备所支持的通信协议不同，因此，根据设备类型发送数据采集命令，即根据通信协议发送数据采集命令。
步骤S304、提取配电终端设备的有效状态数据。
接收配电终端设备返回的状态数据，去除状态数据中无效状态数据，得到有效状态数据。例如，状态数据的数值超出正常数值范围很多，则可以确定此状态数据为无效状态数据。
步骤S306、按照数字配电系统协议封装有效状态数据。
对于数字配电终端协议和/或电气火灾系统协议的有效状态数据不需要协议转换，其他协议的有效状态数据需要转换为数字配电系统协议进行封装。
步骤S308、存储和分发封装完成的有效状态数据。
步骤S204、判断多个状态数据是否异常，若状态数据异常，则执行步骤S206；若状态数据正常，则执行步骤S210。
本步骤S204及后续步骤中的状态数据可以认为均是有效状态数据。本步骤S204中，判断多个状态数据是否异常，一种可行的实施方式为：从多个状态数据中分别读取得到对应的多个数据特征值；将多个数据特征值与对应的多个预设阈值进行比较；将数据特征值大于或者等于对应的预设阈值的状态数据确定为异常的状态数据，将数据特征值小于对应的预设阈值的状态数据确定为正常的状态数据。
步骤S206、将异常的状态数据上传至上位机。
上位机根据异常的状态数据生成对应的控制指令。
步骤S208、接收上位机发送的控制指令，并将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
本步骤中，控制总线接口可以为CAN总线接口，将控制指令发送至配电终端设备，实现对配电终端设备的控制作用，以恢复配电终端设备为正常状态。
步骤S210、存储正常的状态数据，并按照设定时间间隔将存储的正常的状态数据上传至上位机。
将正常的状态数据存储至Flash中，并按照设定时间间隔上传至上位机，供上位机对正常的状态数据进行分析和存档。
根据本发明实施例提供的一种配电终端设备的控制方法，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围。判断多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收上位机发送的控制指令；将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
实施例三
参照图4，示出了根据本发明实施例三的一种配电终端设备的控制装置的结构框图。
本实施例中的配电终端设备的控制装置包括：数据采集模块400，用于按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；数据判断模块402，用于判断多个状态数据是否异常；数据上传模块404，用于将异常的状态数据上传至上位机；终端控制模块406，用于接收上位机发送的控制指令，并将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
根据本发明实施例提供的一种配电终端设备的控制装置，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围。判断多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收上位机发送的控制指令；将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
实施例四
参照图5，示出了根据本发明实施例四的一种配电终端设备的控制装置的结构框图。
本实施例中的配电终端设备的控制装置包括：数据采集模块500，用于按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；数据判断模块502，用于判断多个状态数据是否异常；数据上传模块504，用于将异常的状态数据上传至上位机；终端控制模块506，用于接收上位机发送的控制指令，并将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
可选地，数据采集模块500包括：命令发送模块5002，用于根据多路配电终端设备所支持的通信协议，按照设定周期通过多路通信总线接口向多路配电终端设备发送数据采集命令；数据封装模块5004，用于对采集到的多路配电终端设备的多个有效状态数据按照数字配电系统协议进行封装。
可选地，数字配电系统协议包括：数字配电终端协议和/或电气火灾系统协议。
可选地，本实施例提供的配电终端设备的控制装置还包括：数据存储模块508，用于在数据判断模块502判断多个状态数据是否异常之后，存储正常的状态数据，并按照设定时间间隔将存储的正常的状态数据上传至上位机。
可选地，判断模块502包括：特征读取模块5020，用于从多个状态数据中分别读取得到对应的多个数据特征值；特征比较模块5022，用于将多个数据特征值与对应的多个预设阈值进行比较；执行模块5024，用于将数据特征值大于或者等于对应的预设阈值的状态数据确定为异常的状态数据，将数据特征值小于对应的预设阈值的状态数据确定为正常的状态数据。
基于上述对配电终端设备的控制装置的介绍，一种可行的实施方式中，以配电终端设备的控制装置为数据采集器为例进行说明。数据采集器包括至少1路CAN总线接口、至少1路网络通信接口、至少4路485通信总线接口，485通信总线接口中，至少1路用于自身状态检测通信，485通信总线接口中，至少3路与配电终端设备相连接。CAN总线和485通信总线具有通信线屏蔽层。
数据采集器的处理器至少包括存储器和多任务操作系统，存储器中存储有多种通信协议和应用程序，处理器可采用STM32处理器。数据采集器通过光纤/以太网与上位机、服务器连接，数据采集器通过CAN总线/485通信总线分别与水表、燃气表、热量表等配电终端设备相连接，可以对上述配电终端设备集中统一管理。
数据采集器的内部结构包括：STM32处理器、信号调理滤波电路、通信模块、存储接口电路、Flash存储模块、电源模块、JTAG接口电路、指示灯模块等。STM32处理器内部模块包括：ADC模块、直接存储器存取(Direct Memory Access，DMA)模块、定时器模块、联合测试工作组(Joint Test Action Group，JTAG)模块。各电路或模块功能如下：1.信号调理滤波电路用于降低配电终端设备的模拟信号在传输过程中产生的噪声。2.通信模块与上位机、配电终端设备进行通信。3.存储接口电路和Flash存储模块作为外部存储器储存数据采集到的配电终端设备的数据。4.电源模块提供合适稳定的电源。5.JTAG接口电路用于下载应用程序。6.ADC模块用于模数转换。7.DMA模块用于传输转换完成的数字数据。8.定时器模块用于驱动ADC模块。9.JTAG模块用于下载应用程序。
数据采集器内部程序包括：以太网接口进程、定时上报进程、数据处理储存进程、事件发生判断进程、轮询进程、总线接口进程、指令确认进程、指令处理进程。上位机、数据采集器和数字配电终端组成数据采集控制系统。数据采集器与上位机和数字配电终端之间的运行流程图如图6所示，处理器控制数字配电终端设备进行数据采样，以太网接口进程与上位机通信，总线接口进程与数字配电终端设备通信。通过轮询进程不断读取和储存数字配电终端设备传来的数据，并通过事件发生判断进程对数据特征进行比对，如果数据特征超过预先设定的阈值，则判定事件发生，将数据通过以太网接口进程上传到上位机，上位机对数字配电终端设备生成相应的控制指令，通过指令确认进程确认指令是否正确、有效，若指令正确、有效，则经由总线接口进程向数字配电终端设备发出控制指令，对数字配电终端设备进行控制，直到数据特征小于设定的阈值，若指令错误、无效，则经由指令处理进程对指令进行撤销；如果数据特征未超过设定的阈值，则通过数据处理存储进程存储数据，通过定时上报进程和以太网接口进程上传到上位机，以便分析和存档。
根据本发明实施例提供的一种配电终端设备的控制装置，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，兼容多种通信协议的配电终端设备，扩大了配电终端设备的控制方案的应用范围。判断多个状态数据是否异常；将异常的状态数据上传至上位机；接收上位机发送的控制指令；将控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备，对配电终端设备进行控制，避免了上位机因判断配电终端设备的状态数据是否异常而产生的工作量，减轻了上位机的运行压力。
本发明实施例将配电终端设备的正常数据存储起来，定时向上位机上报，以便上位机进行分析和存档，减少了上位机的存储空间。
本发明实施例对上位机生成的控制指令进行确认，提高了指令的正确率，减少了控制配电终端设备的出错几率。
需要指出，根据实施的需要，可将本发明实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明实施例的目的。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。
以上实施方式仅用于说明本发明实施例，而并非对本发明实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明实施例的范畴，本发明实施例的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种配电终端设备的控制方法，其特征在于，包括：
按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；
判断所述多个状态数据是否异常；
将异常的状态数据上传至上位机；
接收所述上位机发送的控制指令，并将所述控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据，包括：
根据多路配电终端设备所支持的通信协议，按照设定周期通过多路通信总线接口向所述多路配电终端设备发送数据采集命令；
对采集到的所述多路配电终端设备的多个有效状态数据按照数字配电系统协议进行封装。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字配电系统协议包括：数字配电终端协议和/或电气火灾系统协议。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所述多个状态数据是否异常之后，所述方法还包括：
存储正常的状态数据，并按照设定时间间隔将存储的正常的状态数据上传至所述上位机。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，判断所述多个状态数据是否异常，包括：
从所述多个状态数据中分别读取得到对应的多个数据特征值；
将所述多个数据特征值与对应的多个预设阈值进行比较；
将数据特征值大于或者等于对应的预设阈值的状态数据确定为异常的状态数据，将数据特征值小于对应的预设阈值的状态数据确定为正常的状态数据。
6.一种配电终端设备的控制装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于按照设定周期，通过多路通信总线接口采集多路支持不同通信协议的配电终端设备的多个状态数据；
数据判断模块，用于判断所述多个状态数据是否异常；
数据上传模块，用于将异常的状态数据上传至上位机；
终端控制模块，用于接收所述上位机发送的控制指令，并将所述控制指令通过控制总线接口发送至对应的配电终端设备。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块，包括：
命令发送模块，用于根据多路配电终端设备所支持的通信协议，按照设定周期通过多路通信总线接口向所述多路配电终端设备发送数据采集命令；
数据封装模块，用于对采集到的所述多路配电终端设备的多个有效状态数据按照数字配电系统协议进行封装。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数字配电系统协议包括：数字配电终端协议和/或电气火灾系统协议。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
数据存储模块，用于在所述数据判断模块判断所述多个状态数据是否异常之后，存储正常的状态数据，并按照设定时间间隔将存储的正常的状态数据上传至所述上位机。
10.根据权利要求6或9所述的装置，其特征在于，所述判断模块，包括：
特征读取模块，用于从所述多个状态数据中分别读取得到对应的多个数据特征值；
特征比较模块，用于将所述多个数据特征值与对应的多个预设阈值进行比较；
执行模块，用于将数据特征值大于或者等于对应的预设阈值的状态数据确定为异常的状态数据，将数据特征值小于对应的预设阈值的状态数据确定为正常的状态数据。
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