CN108417004A - 一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统和方法，通过集中器下行低压电力线载波、微功率无线或RS‑485等通道采集电能表数据，通过一套专用外置微功率无线模块采集水表、燃气表和热量表等表计的数据。其中外置微功率无线模块上行通过RS‑485通道与集中器通信，下行采用微功率无线通道和接口转换器进行通信。本发明适用于对已实现电能表远程自动采集的台区进行电、水、气、热表等多类型表计集中抄表系统的改造，在不改变原有电能表采集方案、不更换采集设备的基础上实现多类型表计数据的集中采集，改造措施简便，在保证数据采集速率的同时降低改造费用，提高改造效率。

Description

一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统和方法

技术领域

本发明属于远程集中抄表领域，具体涉及一种基于双通道的多类型表计数据集中采集方案。

背景技术

目前，“多表合一”建设推广即电、水、气、热多表集中抄表系统（以下简称多表集抄系统）建设，已被列入国家“互联网+”智慧能源发展重要举措。多表集抄系统旨在通过一套采集设备完成对电、水、气、热等多类型表计的数据集中采集，可实现资源共享，减少公共事业基础设施重复投资，有效降低公共事业综合运营成本，同时自动化水平高，数据采集高效稳定，为建设“智慧城市”提供有力支撑。

在电能表数据远程自动采集方面，电网企业已经建立了一套完整的用电信息采集系统，在全国范围已基本实现对电能表数据的集中采集功能；而水、气、热表等表计的自动化采集建设相对落后，若单独另建一套采集设备采集表计数据，存在设备投入大、建设周期长、运维难度大等一系列问题。一种较好的解决方案是在不改变原有用电信息采集方案、不更换采集设备的基础上进行相应改造，完成多类型表计数据集中采集功能，这样既有效降低设备投资成本，又可以缩短建设周期。

当前用电信息采集系统通过集中器对用户电能表进行单通道的数据采集，对于目前主要采用的通信信道，无论是电力线载波或是微功率无线，均存在通信通道容量相对有限的问题。对于电能表数量较大的台区，单独采集电能表数据已存在一定压力，若新增水、气、热表数据采集业务，系统采集数据量将大幅增加，导致原先数据采集通道过负载，带来数据采集周期长、系统响应慢等问题，难以满足“多表合一”业务开展需求。

发明内容

本发明所解决的技术问题是在不改变原有用电信息采集方案、不更换采集设备的基础上，克服当前集中器单一通道采集多类型表计数据时效率低下，难以适应“多表合一”业务开展的不足。

本发明的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：在不改变原有电能表数据采集方案的基础上，采用外置微功率无线模块搭建一套独立的通信信道，专门负责水、气和/或热表等表计数据的采集，和原用电能表采集信道互不干扰，从而提升多类型表计数据集中效率，满足“多表合一”业务功能要求。

用能信息采集系统主站对用户的用能信息进行采集、分析处理和实时监控；

集中器上行与系统主站通信，下行通过低压电力线载波或微功率无线通道与电能表通信，同时，通过外置微功率无线模块与接口转换器进行通信，进行表计数据采集、存储和管理，并将采集数据上传主站；

外置微功率无线模块建立一个无线通道，用于集中器与接口转换器通信，外置微功率无线模块的主节点模块上行通过RS-485通道与集中器通信，外置微功率无线模块的子节点模块安装于接口转换器上，将主节点模块转发的命令传给接口转换器并将接口转换器返回数据上传主节点；

接口转换器采集水、气和/或热表数据，并将数据通过外置微功率无线模块上传给集中器。

本发明中所使用的集中器符合《Q／GDW 1374.2集中抄表终端技术规范》，集中器负责对电、水、气、热等多种表计的数据采集、处理和存储；集中器可对其所抄读的多表档案信息进行统一管理，根据档案信息抄读对应表计的数据，档案信息主要包括：测量点号、表计地址、采集器/接口转换器地址、规约类型、端口号等。集中器根据档案信息中表计协议类型确定表计的通信规约（DL/T 645-1997、DL/T 645-2007、CJ/T 188-2004等），根据表计的类号区分的表计类型（电、水、气、热等），根据端口号确定表计的采集通道（低压电力线载波、微功率无线、RS-485、外置微功率无线等）。

本发明中，集中器通过电能表采集通道（低压电力线载波或微功率无线）采集电能表数据，其采集通道符合国网相关技术要求；集中器通过外置微功率无线模块和接口转换器采集水、气、热等表计的数据。本发明所述的外置微功率无线模块符合《Q／GDW 1374.3-2013通信单元技术规范》的要求，其包含主节点模块和子节点模块，主节点模块采用220V市电供电，上行通过RS-485通道和集中器通信，通信波特率为9600bps,有效位8位，一个停止位，偶校验，通信规约采用《Q／GDW 1376.2-2013 集中器本地通信模块接口协议》；下行通过微功率无线通道和子节点模块进行通信。

本发明中所述的接口转换器，上行通信通过微功率无线子节点模块和外置微功率无线主节点进行通信，下行可通过M-BUS、RS-485或低功耗微功率无线和水、气、热表进行通信；其负责屏蔽水、气、热表等不同类型表计之间硬件接口的差异，对水、气、热表等表计的数据不进行加工和处理，具体数据的处理由集中器完成。对于新类型的表计通信规约，在集中器软件中添加对应的通信协议支持来实现数据采集。

本发明中集中器在进行档案同步时，将表计所属转换器地址同步到微功率无线模块中，用于外置微功率无线模块组网，避免由于水、气、热表通信规约不统一带来的表计档案信息无法通过转换器常规搜表程序确定的问题。

一种基于双通道的多类型表计数据集中采集方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、用能信息采集系统主站首先对需要进行采集的各类型表计建立档案信息，主要包括表计测量点号、表计地址、规约类型、端口号、所属接口转换器的地址、大小类号等信息，并将档案信息下发给集中器；

步骤2、集中器收到表计档案信息后，根据其端口号信息将电能表地址同步到低压电力线载波模块或微功率无线模块等下行通信模块，将水、气和/或热表的接口转换器地址同步到外置微功率无线模块中；

步骤3、电能表地址同步到下行通信模块后，下行通信模块根据电能表地址信息进行相应组网或自学习；接口转换器地址同步到外置微功率无线模块后，外置微功率无线模块主节点使用其地址和接口转换器的子节点组网；

步骤4、组网或自学习完成后，集中器通过下行通信模块直接抄读电能表数据并进行存储；集中器通过外置微功率无线模块，将水、气和/或热表相关抄读报文发送给接口转换器，接口转换器接收到抄读报文内容时，先判断是否是抄读本接口转换器下表计的数据，如果不是则直接丢弃，如果是则将收到的抄读报文直接转发给对应的水、气和/或热表表计，并将表计返回的数据通过外置微功率无线模块返回给集中器；

步骤5、集中器收到表计返回的数据后，将数据进行相应的解析处理、保存；

步骤6、集中器将抄读到表计数据上传给主站。

本发明的有益效果：

本发明对已实现电能表远程集抄功能的台区，在进行多表集抄系统改造时，可以有效解决由于集中器单通道容量限制导致的多类型表计数据采集效率低，无法满足“多表合一”业务开展需求的问题。本发明不需要对原有台区进行数据采集区域拆分或增加集中器、接口转换器等专用采集设备即可实现对台区内多类型表计的数据集中采集，可显著降低多表集抄系统改造费用、提升改造效率。

附图说明

图1是基于双通道的多类型表计数据集中采集方案架构。

图2是基于双通道的多类型表计数据集中采集流程图。

具体实施方式

下面结合实施案例对本发明作进一步说明。在本案例中使用低压电力线载波通道进行电能表数据的采集，但本发明对电能表数据的采集并不限于低压电力线载波通道。

本发明基于现有用电信息采集系统通信架构完成多表集抄系统的升级改造，实现对电、水、气、热等多类型表计数据的集中采集。本发明的数据集中采集架构如图1所示，包括用能信息采集系统主站（简称系统主站）、集中器、低压电力线载波、外置微功率无线模块、接口转换器和表计（包括电、水、气、热表等）；其中，系统主站可对用户信息进行管理，可对用户的用能信息进行采集、分析处理和实时监控；集中器上行通过GPRS无线公网、以太网等通道和系统主站通信，下行通过低压电力线载波通道与电能表通信，通过外置微功率无线模块与接口转换器进行通信，其主要负责表计数据采集、存储和管理，并将采集数据上传主站；低压电力线载波负责电能表数据的抄读，抄读前需要将电能表地址同步到低压电力线载波模块中；外置微功率无线模块主要负责建立一个无线通道，用于集中器与接口转换器通信，外置微功率无线模块的主节点模块上行通过RS-485通道与集中器通信，负责所属表计档案管理、组网、抄读数据转发等功能，外置微功率无线模块的子节点模块安装于接口转换器上，负责将主节点模块转发的命令给接口转换器并将接口转换器返回数据上传主节点；接口转换器负责采集水、气、热表数据，并将数据通过外置微功率无线模块上传给集中器。

如图2所示，本发明的具体实施步骤描述如下：

步骤1、系统主站首先对需要进行采集的各类型表计建立相关档案信息，主要包括表计测量点号、表计地址、规约类型、端口号、所属接口转换器的地址、大小类号等信息，并将档案信息通过GPRS无线公网、以太网等通信通道下发给集中器。

步骤2、集中器收到表计档案信息后，根据其端口号信息将电能表地址同步到低压电力线载波模块，将水、气、热表的接口转换器地址同步到外置微功率无线模块中。

步骤3、电能表地址同步到低压电力线载波模块后，模块根据电能表地址信息进行相应组网或自学习；接口转换器地址同步到外置微功率无线模块后，外置微功率无线模块主节点使用其地址和接口转换器的子节点组网。

步骤4、组网或自学习完成后，集中器通过低压电力线载波通道直接抄读电能表数据并进行存储；集中器通过外置微功率无线模块，将水、气、热表相关抄读报文发送给接口转换器，接口转换器接收到抄读报文内容时，先判断是否是抄读本接口转换器下表计的数据，如果不是则直接丢弃，防止过多抄读对水、气、热表造成损害，如果是抄读本接口转换器下表计的数据，则将收到的抄读报文直接转发给对应的水、气、热表表计，并将表计返回的数据通过外置微功率无线模块返回给集中器。

步骤5、集中器收到表计返回的数据后，将数据进行相应的解析处理、保存等操作。

步骤6、集中器通过响应主站召测或主动上报的方式，将抄读到表计数据上传给主站。

综上所述，本发明的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集方案，解了由于集中器单通道容量限制导致的多类型表计数据集中采集时效率低下问题，提升了多类型表计数据集中采集效率，同时针对电、水、气、热表等多类型表计集中抄表系统的改造措施简便，可有效降低改造实施成本，提高改造效率，有利于“多表合一”业务的大规模推广应用。

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案例的限制，上述实施案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 (7)

1.一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：用能信息采集系统主站对用户的用能信息进行采集、分析处理和实时监控；

集中器上行与系统主站通信，下行通过低压电力线载波或微功率无线通道与电能表通信，同时，通过外置微功率无线模块与接口转换器进行通信，进行表计数据采集、存储和管理，并将采集数据上传主站；

外置微功率无线模块建立一个无线通道，用于集中器与接口转换器通信，外置微功率无线模块的主节点模块上行通过RS-485通道与集中器通信，外置微功率无线模块的子节点模块安装于接口转换器上，将主节点模块转发的命令传给接口转换器并将接口转换器返回数据上传主节点；

接口转换器采集水、气和/或热表数据，并将数据通过外置微功率无线模块上传给集中器。

2.根据权利要求1所述的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：集中器通过低压电力线载波或微功率无线通道采集电能表数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于： 集中器对所抄读的多表档案信息进行统一管理，根据表计档案信息选择不同的通信端口采集不同表计的数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：外置微功率无线模块，上行通过RS-485通道和集中器进行通信，通信规约符合《Q／GDW1376.2-2013 集中器本地通信模块接口协议》，通信波特率为9600bps,有效位8位，一个停止位，偶校验；下行采用微功率无线通道和接口转换器进行通信；外置微功率无线模块符合《Q／GDW 1379.4-2013通信单元技术规范》标准要求。

5.根据权利要求1所述的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：接口转换器上行通过微功率无线模块和集中器进行通信，下行通过M-BUS、RS-485和低功耗微功率无线通道与水、气和/或热表进行通信。

6.根据权利要求1所述的一种基于双通道的多类型表计数据集中采集系统，其特征在于：接口转换器只负责对抄表数据进行转发，数据解析和保存由集中器进行处理。

7.一种基于双通道的多类型表计数据集中采集方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、用能信息采集系统主站首先对需要进行采集的各类型表计建立档案信息，主要包括表计测量点号、表计地址、规约类型、端口号、所属接口转换器的地址、大小类号等信息，并将档案信息下发给集中器；

步骤2、集中器收到表计档案信息后，根据其端口号信息将电能表地址同步到低压电力线载波模块或微功率无线模块下行通信模块，将水、气和/或热表的接口转换器地址同步到外置微功率无线模块中；

步骤3、电能表地址同步到下行通信模块后，下行通信模块根据电能表地址信息进行相应组网或自学习；接口转换器地址同步到外置微功率无线模块后，外置微功率无线模块主节点使用其地址和接口转换器的子节点组网；

步骤4、组网或自学习完成后，集中器通过下行通信模块直接抄读电能表数据并进行存储；集中器通过外置微功率无线模块，将水、气和/或热表相关抄读报文发送给接口转换器，接口转换器接收到抄读报文内容时，先判断是否是抄读本接口转换器下表计的数据，如果不是则直接丢弃，如果是则将收到的抄读报文直接转发给对应的水、气和/或热表表计，并将表计返回的数据通过外置微功率无线模块返回给集中器；

步骤5、集中器收到表计返回的数据后，将数据进行相应的解析处理、保存；

步骤6、集中器将抄读到的表计数据上传给主站。