CN109001579A - 计量数据采集设备、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种计量数据采集设备，包括控制模组、计量模组和通信模组。控制模组分别电连接计量模组和通信模组。计量模组用于电连接配电箱的总进线端和目标出线回路。通信模组用于分别通信连接各目标计量表。控制模组用于根据采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据，以及接收并存储计量模组和通信模组所得的采集数据。还公开一种计量数据采集方法和装置。通过控制模组、计量模组和通信模组，分别获取所需的采集数据，实现对用户计量数据的统一采集，无需分设多套计量监测设备，避免兼容性不足、重复拉线且可靠性下降等的问题，计量数据采集设备的运维成本较低。

Description

计量数据采集设备、方法和装置

技术领域

本申请涉及能源管理技术领域，特别是涉及一种计量数据采集设备、方法和装置。

背景技术

随着电网售电侧开放，电网区域内工业用户售电相关业务被电网公司外的企业分享，电网公司自身业务在减少。电网公司为促进业务发展，面向用户不断推出各种优质服务，例如居民用户及小商业用户。主要业务扩展有居民用户和小商业用户的能源管理服务、用电安全服务、用电透明服务以及科学用电服务。同时，还提供给居民用户及小商业用户供电电路、电器维修、商业广告、屋顶光伏等增值服务。因此出现了分别对用户的各种基础设备，如空调、洗衣机、冰箱、电热水器等的能源消耗，进行计量数据采集的计量监测设备，例如抄表系统。传统的计量采集方案是通过设计对应的抄表系统，来实现用户计量数据的采集。然而，在实现本发明的过程中，发明人发现上述传统的计量采集方案至少存在着运维成本过高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效且大幅降低运维成本的计量数据采集设备，一种计量数据采集方法和一种计量数据采集装置。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种计量数据采集设备，包括控制模组、计量模组和通信模组，所述控制模组分别电连接所述计量模组和所述通信模组，所述计量模组用于电连接配电箱的总进线端和目标出线回路；所述通信模组用于分别通信连接各目标计量表；

所述控制模组用于根据采集任务信息，控制所述计量模组采集所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制所述通信模组采集各所述目标计量表的计量数据，获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

另一方面，本发明实施例还提供一种计量数据采集方法，包括以下步骤：

获取采集任务信息；

根据所述采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据；

获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

又一方面，本发明实施例还一种计量数据采集装置，包括：

信息获取模块，用于获取采集任务信息；

采集控制模块，用于根据所述采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据；

数据存储模块，用于获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的计量数据采集方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述计量数据采集设备、计量数据采集方法、装置和存储介质，通过控制模组控制计量模组，采集配电箱总进线端和各目标出线回路的计量数据，并通过控制模组控制通信模组，采集各目标计量表的计量数据，实现对用户计量数据的统一采集，无需分别设置多套采集设备，消除了分散采集的设备之间兼容性不足、重复拉线且可靠性下降等的缺陷，大幅降低运维成本。

附图说明

图1为一个实施例中计量数据采集设备总结构框图；

图2为一个实施例中计量数据采集设备进一步的结构框图；

图3为一个实施例中计量数据采集设备的电路结构示意图；

图4为另一个实施例中计量数据采集设备的电路结构示意图；

图5为再一个实施例中计量数据采集设备进一步的结构框图；

图6为一个实施例中计量模组的电路结构示意图；

图7为一个实施例中计量模组与通信模组的电路结构示意图；

图8为一个实施例中计量数据采集方法的流程示意图；

图9为另一个实施例中计量数据采集方法的流程示意图；

图10为图9中关于步骤20的一个实施流程示意图；

图11为又一个实施例中计量数据采集方法的流程示意图；

图12为一个实施例中计量数据采集装置的模块结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，请参阅图1，提供了一种计量数据采集设备100，包括控制模组12、计量模组14和通信模组16。控制模组12分别电连接计量模组14和通信模组16。计量模组14用于电连接配电箱的总进线端和目标出线回路。通信模组16用于分别通信连接各目标计量表。控制模组12用于根据采集任务信息，控制计量模组14采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及用于控制通信模组16采集各目标计量表的计量数据。控制模组12还用于获取并存储采集数据；其中，采集数据包括计量模组14采集的配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及通信模组16采集的各目标计量表的计量数据。

其中，配电箱为用户用电的配电箱，例如家庭供电系统的配电箱，或者办公区的供电配电箱。配电箱可以通过总进线端接入供电网，例如市电电网。配电箱通过各出线回路连接各用电设备所在回路。目标出线回路为从配电箱引出的，用于对各类用电设备送电，且需要进行计量数据采集的各供电支路，例如厨卫、插座、照明、空调、冰箱和洗衣机等各设备的分项供电回路。采集任务信息用于指示控制模组12提供计量数据采集的控制功能，例如数据采集时间、采集周期、采集对象、采集数据量和数据通信协议等控制。采集任务信息可以预先设置，并存储在控制模组12中，以供控制模组12直接调用；也可以从作为上位机的能源管理设备上实时向控制模组12提供。目标计量表为需要进行计量数据采集的独立表计，例如天然气表、水表、热量表以及其他独立计量用电设备的面板表。计量数据为配电箱的总进线端和各目标出线回路的用电量数据，以及各目标计量表的计量数据，可以用于统计能源消耗量等消耗状况。采集数据也即计量模组14和通信模组16分别采集得到的计量数据。

具体地，上述的计量数据采集设备100可以设置在配电箱中，例如螺接固定设置、卡接式设置或者与配电箱一体化设置。具体设置方式可以根据配电箱的具体结构，以及便于实现计量模组14与总进线端和各目标出线回路电连接的方式进行确定。控制模组12可以根据获取的采集任务信息，控制计量模组14和通信模组16进行计量数据的采集，例如分别向计量模组14和通信模组16发送采集控制信号。计量模组14接收到控制模组12发出的采集控制信号，则开始从配电箱的总进线端和各目标出线回路中进行电信号采样，例如电流采样和电压采样。计量模组14通过上述的电信号采样，采集得到配电箱的总进线端，以及各目标出线回路的计量数据，并将得到的计量数据返回到控制模组12中。

通信模组16接收到控制模组12发送的采集控制信号，则通过与各目标计量表之间的通信连接，例如无线连接，采集各目标计量表上计量得到的计量数据。通信模组16获得所需的计量数据，并将计量数据返回给到控制模组12。控制模组12将接收到的采集数据(也即前述计量模组14和通信模组16分别回传的计量数据)，进行数据存储，以供外部的能源管理平台在需要时，快速获取该采集数据，以及进行分析应用。控制模组12还可以根据接收到的计量数据，与预先存储的预存数据阈值进行比较，从而可以在确定计量数据中存在异常能耗数据时，生成相应的异常告警信息。例如控制模组12判断到计量数据中，部分数据超过或者低于相应的预存数据阈值时，生成相应的异常告警信息，用于进行异常告警，提醒用户。如对于电压，市电电压值是220V，则可以设置264V做上预存电压阀值，超过264V时就会进行过压告警。

上述计量数据采集设备100中，通过控制模组12控制计量模组14，采集配电箱总进线端和各目标出线回路的计量数据，并通过控制模组12控制通信模组16，采集各目标计量表的计量数据，实现对用户计量数据的统一采集和监测，无需分别设置多套采集设备。计量数据采集设备100的结构简单，安装方便，消除了分散采集的设备之间兼容性不足、重复拉线且可靠性不足等的缺陷，计量数据采集设备100生产及使用成本较低，从而大幅降低运维成本。

请参阅图2，在其中一个实施例中，控制模组12包括处理器122，以及分别电连接处理器122的存储单元124、第一接口单元126、时钟单元128和继电器129。处理器122电连接计量模组14，第一接口单元126电连接通信模组16。处理器122用于根据采集任务信息，分别控制计量模组14和通信模组16进行数据采集，以及接收采集数据。存储单元124用于存储采集数据和采集任务信息。时钟单元128用于向处理器122提供系统时钟和任务监控时钟。继电器129用于电连接并控制工作电源对处理器122通电或断电。

其中，上述存储单元124为本领域中各类常规的数据存储器件，可以是但不限于内存条或硬盘等存储器件。第一接口单元126用于提供通信模组16与处理器122之间的通信接口，以便处理器122与通信模组16之间的信号交互和数据传输。第一接口单元126可以是本领域各种常规的通信接口，或者由通信接口组成的组合接口单元。时钟单元128为本领域常规的时钟器件，可以是但不限于用于提供系统时频统一的晶振，以及用于提供任务中断的时钟芯片。继电器129为本领域中用于提供电源跳闸或合闸控制功能的常规继电器129，可以用于处理器122的供电控制。工作电源可以是外部的直流电源或通过电源适配器从目标出线回路上引出的电源，用于但不限于向处理器122供电。

具体的，处理器122可以从存储单元124上调用运行过程中所需的采集任务信息，在时钟单元128提供的系统时钟下，根据采集任务信息，控制计量模组14采集总进线端，以及各目标出线回路的计量数据，以及通过第一接口单元126控制通信模组16采集各目标计量表的计量数据。计量模组14采集得到配电箱总进线端，以及各目标出线回路的计量数据后，向处理器122回传该计量数据。处理器122可以将接收到的总进线端，及各分项(也即各目标出线回路)的计量数据缓存到存储单元124中备用。通信模组16采集各目标计量表的计量数据，并通过上述的第一通信接口回传到处理器122。

处理器122进而可以将接收到的各目标计量表的计量数据，缓存到存储单元124中备用。处理器122还可以根据上述的计量数据，与预存数据预置进行比较判断，确定是否生成异常告警信息。处理器122也可以将生成的异常告警信息与计量数据均存储在存储单元124中。在外部的能源管理平台需要获取采集得到的计量数据时，处理器122可以将存储单元124中的计量数据，以及异常告警信息(若有)，通过第一接口单元126输出到通信模组16，以便外部的能源管理平台可以直接从通信模组16上获取所需的计量数据，以及异常告警信息(若有)。异常告警信息可以用于指示能源管理平台进行异常告警，提醒用户注意处理。

通过上述的处理器122和各单元协作，计量模组14和通信模组16可以分别在处理器122的直接且准确的控制下，分别采集得到上述所需的计量数据，并暂存到存储单元124中。通过处理器122将所得的计量数据输出到外部的能源管理平台上。控制模组12结构简单，有效实现计量数据快速且统一采集，提高计量数据采集和传输的控制效率。

请参阅图3，在其中一个实施例中，第一接口单元126包括UART通信接口1262。UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通信接口1262电连接通信模组16。可以理解，上述的第一接口单元126还可以设置有UART通信接口1262。通信模组16可以通过UART通信接口1262与处理器122连接，实现与处理器122之间的通信，以及采集的计量数据的回传。通过采用上述的UART通信接口1262作为处理器122与通信模组16之间的通信接口，可以有效提高处理器122与通信模组16之间的信号、计量数据的传输效率，可靠性高且成本低。

在其中一个实施例中，控制模组12还包括信号指示单元130和操作按键单元132。第一接口单元126包括I/O接口1264。信号指示单元130和操作按键单元132均电连接I/O接口1264。

具体的，上述的控制模组12中，可以通过设置操作按键单元132，来实现用户与处理器122之间的人机互动，用户可以通过操作按键单元132，对处理器122进行控制输入，从而，用户可以根据自身需要，控制计量数据的采集过程、调取所需的计量数据或者控制整个计量数据采集设备100的开关机等。操作按键单元132可以是但不限于单按键、双按键或者多按键的键盘。信号指示单元130用于指示计量数据采集设备100的运行状态。信息指示单元可以是但不限于信号指示灯、蜂鸣器或者语音提醒器件。可以理解，上述的信号指示单元130和操作按键单元132均可以通过技术成熟且可靠性较高的I/O接口1264，与处理器122进行通信。

通过上述的信号指示单元130、操作按键单元132和I/O接口1264，可以方便用户对计量数据进行就地控制、对计量数据采集设备的运行进行就地控制，或者就地查看计量数据采集设备的运行状态，提高计量数据采集设备的数据采集和运维效率。

在其中一个实施例中，时钟单元128包括分别与处理器122电连接的实时时钟1282和看门狗1284。实时时钟1282用于向处理器122提供系统时钟。看门狗1284用于向处理器122提供任务监控时钟。

具体的，时钟单元128中，可以通过设置实时时钟1282来向处理器122提供所需的系统时钟；通过设置看门狗1284来向处理器122提供所需的任务监控时钟，以防止处理器122执行的任务进入死循环。实时时钟1282也即RTC(Real_Time Clock)，可以是本领域中各类单片机常用的时钟芯片。看门狗1284也即WDT(watch dog timer)可以是本领域中各种用于提供复位或中断功能的定时器电路，例如单片机中应用的各种常规看门狗1284电路。通过上述的实时时钟1282和看门狗1284，可以有效确保处理器122的正常工作，提高计量数据采集设备100的运行可靠性。

请参阅图4，在其中一个实施例中，计量数据采集设备100还包括显示器18。第一接口单元126还包括SPI接口1266。显示器18电连接SPI接口1266。显示器18用于显示运行信息。

其中，显示器18可以是但不限于液晶显示器18、电子墨水显示器18或LED显示器18，可以是非触摸功能的显示器18，也可以是触摸功能的显示器18。

具体的，计量数据采集设备100还可以通过设置显示器18，来实时显示运行信息，例如显示计量数据采集设备100的运行过程中的状态信息(如数据采集状态和异常告警信息等信息)、计量数据相关的各项用电量(如电压、电流、功率和电量示值)、费用或者消耗速率等能源监控信息。显示器18可以通过SPI接口1266与处理器122通信。通过上述的显示器18和SPI接口1266，处理器122可以可靠且高效地向显示器18发送所需显示的运行信息，便于用户直接查看，提供设备运行效率。用户可以通过上述的操作按键单元132，配合显示器18，向处理器122进行控制输入或者数据查看等操作，操作直观且效率高。

在其中一个实施例中，处理器122为Cortex-M3处理器。可以理解，上述各实施例中的处理器122可以是Cortex-M3处理器。Cortex-M3处理器是32位的核，采用了末尾连锁(Tail-Chaining)中断技术，可以完全基于硬件进行中断处理，最多可减少12个时钟周期数，在实际应用中可减少70％中断。Cortex-M3处理器自带程序flash，数据RAM和多路异步串口，单芯片即可以完成所有的接口功能，性能高且功耗低。计量数据采集设备100通过采用Coetex-M3处理器，可以提高整机性能，同时有效降低运维成本。

请参阅图5，在其中一个实施例中，计量数据采集设备100还包括强电端子136。计量模组14包括计量单元142、电压转换电路144和电流转换电路146。电压转换电路144和电流转换电路146的输出端分别电连接计量单元142。计量单元142电连接控制模组12。电压转换电路144和电流转换电路146的输入端均电连接强电端子136的输出端。强电端子136的输入端用于电连接配电箱的总进线端和各出线回路。

其中，强电端子136可以是本领域常规的强电接线端子，用于连接到配电箱的总进线端和各目标出线回路上，以使计量模组14获取输入的电信号，强电端子136可以提供多路输入和多路输出。从而，计量模组14可以从输入的电信号中采集得到所需的计量数据。电压转换电路144用于从强电端子136输出的电信号中转换出所需的电压采样信号，可以是互感器件和电信号采样器件组成的电压转换和采样电路。电流转换电路146用于从强电端子136输出的电信号中转换出所需的电流采样信号，可以是互感器件和电信号采样器件组成的电流转换和采样电路。计量单元142用于根据电压转换电路144和电流转换电路146输出的采样信号，也即前述的电压采样信号和电流采样信号，进行常规的积分运算等计量计算处理，来累计用电数据，得到上述各实施例中的计量数据。计量单元142可以是电能计量芯片为主元件的计量处理单元。

具体的，配电箱的总进线端和各目标出线回路上的电信号分别通过强电端子136，进入到电压转换电路144和电流转换电路146。电压转换电路144可以通过本领域常规的电压采样方式，从输入的电信号中转换出所需的电压采样信号，并输入到计量单元142中。电流转换电路146可以通过本领域常规的电流采样方式，从输入的电信号中转换出所需的电流采样信号，并输入到计量单元142中。计量单元142进而可以分别根据输入的电压采样信号和电流采样信号，计量得到所需的总进线，以及各目标出线回路的计量数据，并发送到控制模组12进行处理和存储。

通过上述的强电端子136、电压转换电路144和电流转换电路146与配电箱的总进线，以及各目标出线回路对接，从而实现从总进线，以及各目标出线回路上获取所需的电压和电流采样信号输入。由计量单元142统一计量得到所需的计量数据，接线简单，有效降低运维成本。

请参阅图6，在其中一个实施例中，计量单元142包括计量芯片1422和第二接口单元1424。计量芯片1422分别电连接第二接口单元1424、电压转换电路144的输出端和电流转换电路146的输出端。第二接口单元1424电连接控制模组12。

其中，计量芯片1422用于分别根据接收到的电压采样信号和电流采样信号，进行电能计量，得到所需的计量数据。计量芯片1422可以是但不限于ATT7022C计量芯片。第二接口单元1424用于提供计量芯片1422与控制模组12之间进行通信所需的接口，具体类型根据计量芯片1422的输出要求，以及控制模组12中的处理器122的输入要求，进行确定。

具体的，计量芯片1422可以将计量得到计量数据，通过第二接口单元1424输出到控制模组12，以使控制模组12对计量数据进行异常判断和存储。通过上述的计量芯片1422和第二接口单元1424的协作，可以获取计量数据的可靠性高，且精确度好。

在其中一个实施例中，电压转换电路144包括电压互感器1442和第一采样滤波电路1444。电压互感器1442的输入端电连接强电端子136的输出端。电压互感器1442的输出端电连接第一采样滤波电路1444的输入端。第一采样滤波电路1444的输出端电连接计量芯片1422。电流转换电路146包括电流互感器1462和第二采样滤波电路1464。电流互感器1462的输入端电连接强电端子136的输出端。电流互感器1462的输出端电连接第二采样滤波电路1464的输入端。第二采样滤波电路1464的输出端电连接计量芯片1422。

其中，电压互感器1442可以是本领域常规的电压互感器1442件PT。电流互感器1462也可以是本领域常规的互感器件CT。第一采样滤波电路1444和第二采样滤波电路1464均可以是本领域常规的电压采样和滤波电路，例如采样电阻和滤波器组成的采样滤波电路。第一采样滤波电路1444用于对电压互感器1442输出的电压信号进行采样和滤波输出。第二采样滤波电路1464用于对电流互感器1462输出的电流信号进行采样和滤波输出。

具体的，强电端子136从配电箱内的总进线端和各目标出线端上获得待采样的电信号输入后，分别向电压互感器1442和电流互感器1462输出电信号。电压互感器1442从电信号上转换得到用于计量的电压信号，并输出到第一采样滤波电路1444。第一采样滤波电路1444从而可以对得到的电压信号进行采样滤波，并输出到计量芯片1422进行计量。

电流互感器1462从电信号上转换得到用于计量的电流信号，并输出到第二采样滤波电路1464。第二采样滤波电路1464从而可以对得到的电流信号进行采样滤波，并输出到计量芯片1422进行计量。从而，计量芯片1422通过对输入的电压信号和电流信号分别进行计量，得到总进线端和各目标出线回路的计量数据，例如总进线端和各目标出线回路的电压、电流、功率和电量示值等数据。通过上述各器件的协同工作，信号采样输入和计量效率高；各器件技术较为成熟，制造成本始终，且可靠性好，利于提高计量数据采集的可靠性，降低安装和应用成本。

在其中一个实施例中，第二接口单元1424为SPI接口。可以理解，上述实施例中，用于计量芯片1422与控制模组12(也即控制模组12中的处理器122)之间通信的第二接口单元1424，具体类型可以根据计量芯片1422与处理器122之间的数据传输方式进行确定。可选的，第二接口单元1424可以是SPI接口。通过应用SPI接口可以提供计量芯片1422与处理器122之间稳定且可靠的数据接口，提升计量数据采集的效率。

在其中一个实施例中，计量芯片1422的数量为至少两个。各计量芯片1422分别电连接第一采样滤波电路1444的输出端和第二采样滤波电路1464的输出端，各计量芯片1422均通过SPI接口1266电连接至控制模组12。

可以理解，上述实施例中的计量芯片1422可以是一个，也可以是两个或者以上数量。每一计量芯片1422可以计量一定数量回路的计量数据，例如上述一个ATT7022C电能计量芯片1422，可以计量3个回路的电能数据。在本实施例中，上述的计量芯片1422可以设置至少两个。也即是说，在需要对配电箱中的总进线端和各目标出线回路进行计量数据采集时，若总进线端和各目标出线回路的总回路数量超过3个回路，例如4至8个回路，则可以设置2至3个计量芯片1422，实现计量6至9路的电压信号和电流信号，从而可以采集得到4至8个回路的计量数据。

具体的，计量芯片1422的数量可以根据需要计量的回路数量，以及单个计量芯片1422本身支持计量的回路数量进行确定。上述设置的至少两个计量芯片1422中，各计量芯片1422均可以分别电连接到第一采样滤波电路1444的输出端和第二采样滤波电路1464的输出端，例如多路输入多路输出的第一采样滤波电路1444和第二采样滤波电路1464，以获取待计量的电信号输入。通过上述计量芯片1422的数量扩展设置，可以对多个回路进行计量数据采集，适用性更广。

在其中一个实施例中，通信模组16可以是基于但不限于电力线载波、Zigbee(紫蜂协议)、WIFI(无线局域网)、Bluetooth(蓝牙网络)、GPRS/CDMA通信以及Lora通信等通信方式的通信模组16，例如其中两种或者两种以上的通信方式组合，采集各目标计量表的数据时，可采用Zigbee、Lora或470M微功率无线通信。与外部的能源管理平台的通信可采用WIFI(无线局域网)和家庭宽带，或者GPRS/CDMA/4G通信等方式，具体的通信方式可以根据各目标计量表采用的通信方式，或者与外部的能源管理平台的通信需要进行选用，只要能够实现所需的计量数据采集和数据传输即可。

请参阅图7，在其中一个实施例中，通信模组16包括电连接控制模组12的采集通信单元162。采集通信单元162用于通信连接各目标计量表，采集各目标计量表的计量数据。

可以理解，通信模组16中通过设置采集通信单元162，来实现从各目标计量表上采集所需的计量数据，例如采集独立计量的水表、天然气表、热量表和其他独立计量用电设备的面板表的计量数据。采集通信单元162可以是通过无线通信的方式获取所需的计量数据的通信模块电路，例如NB-IoT通信模块或者Lora通信模块为主部件的无线采集单元。目标计量表可以是本领域各种携带通信模块的常规智能计量表，可以与采集通信单元162进行通信。

具体的，采集通信单元162可以通过与各目标计量表进行通信连接，从而可以直接从各目标计量表上获取各目标计量表上的计量数据，并回传到控制模组12中。通过上述的采集通信模组16的设置，可以实时高效地获取所需的各目标计量表的计量数据，提高计量数据采集的效率。

在其中一个实施例中，采集通信单元162为Lora通信模块。可以理解，采集通信单元162采用的通信器件类型，可以根据各目标计量表携带的通信模块，或者加装的通信模块类型进行确定。可选的，上述的采集通信单元162可以采用Lora通信模块，实现对各目标计量表的计量数据的采集。Lora通信模块例如是SX127x系列芯片。其中，各目标计量表自带Lora通信模块。Lora通信技术是一种远距离、低功耗、多节点、穿透力强且低成本的双向无线通讯技术。因此，通过采用Lora通信模块，可以有效实现与各目标计量表之间的稳定通信，稳定采集得到各目标计量表的计量数据。前述的计量数据例如是采集频率为时的计量数据。通过Lora通信模块采集各目标计量表的计量数据，可以提升数据采集精度，且功耗较低，可以有效降低计量数据采集设备100的运维成本。

在其中一个实施例中，通信模组16还包括电连接控制模组12的上行通信单元164。上行通信单元164用于通信连接能源管理平台，上传计量数据。

其中，能源管理平台为管理服务平台，例如管理服务器，家庭或企业的能源云管理服务器，用于对一台或者多台计量数据采集设备100上报的计量数据，进行数据汇总、分析和预警等数据管理的服务平台。能源管理平台可以用于与移动终端进行通信，从而移动终端可以通过能源管理平台获取计量数据采集设备100得到的计量数据，随时获知计量数据采集设备100应用区域的能源使用状况。上行通信单元164可以是各类宽带网络接入设备，具体类型可以根据能源管理平台所需的通信方式确定。

具体的，通信模组16中通过设置上行通信单元164，实现与外部的能源管理平台通信。从而控制模组12可以通过上行通信单元164，(也即处理器122通过UART通信接口1262和上行通信单元164)，将计量芯片1422和采通信单元采集得到的计量数据，发送到能源管理平台，例如以帧流协议(如modbus通信协议帧或者DL645-2007通信协议帧)的方式上传前述的计量数据，以便进行统一的数据管理，供用户通过与移动终端对接到能源管理平台，进行数据查看和进行能源管理。通过上述的上行通信单元164，可以提高计量数据采集设备100的适用性和能源管理效率。

在其中一个实施例中，上行通信单元164为WIFI通信模块。可以理解，上行通信单元164采用的通信器件类型，可以根据需要进行通信连接的能源管理平台的通信接入方式进行确定。可选的，上述的上行通信单元164可以采用WIFI通信模块，以便实现能源管理平台的通信接入。WIFI通信模块可以是本领域中各类常规的WIFI模块。通过采集WIFI通信模块，可以适应应用较为广泛的宽带网络的接入要求，通信和数据传输稳定性好，速率高，且成本可控性好，利于降低计量数据采集设备100的生产与运维成本。需要说明的是，上述的控制模组12和计量模组14均可以通过适配的工作电源(例如各种常用的芯片供电电源)进行供电，本说明书中不做限定。

请参参阅图8，在一个实施例中，另一方面，还提供一种计量数据采集方法，包括如下步骤S12至S16：

S12，获取采集任务信息。

其中，采集任务信息为预先设置的任务控制信息，用于指示控制模组12提供计量数据采集的控制功能，例如数据采集时间、采集周期、采集对象、采集数据量和数据通信协议等控制。采集任务信息可以预先设置，并存储在控制模组12中，以供控制模组12直接调用。也可以从作为上位机的能源管理设备上实时向控制模组12提供采集任务信息，还可以通过预先配对的移动终端上，向控制模组12发送采集任务信息。移动终端可以是但不限于智能手机或平板电脑。

具体的，控制模组12可以通过内部调用、接收能源管理设备或者配对的移动终端发送等方式，获取执行计量数据采集所需的采集任务信息。

S14，根据采集任务信息，控制计量模组14采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组16采集各目标计量表的计量数据。

其中，关于配电箱的总进线端、目标出线回路和计量数据的具体描述，可以参见上述相应实施例中计量数据采集设备100的相关描述，本实施例中不再展开赘述。

具体的，控制模组12可以根据采集任务信息，控制计量模组14采集配电箱的总进线端和目标出线回路上的计量数据；以及，控制通信模组16采集各目标计量表的计量数据。目标出线回路可以是一路，也可以是两路及以上数量。计量模组14可以通过本领域常规的电信号采样和电能计量的方式，采集得到所需的计量数据。通信模组16可以通过无线数据传输的方式，从各目标计量表上采集得到所需的计量数据。

S16，获取并存储采集数据；其中，采集数据包括计量模组14采集的配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及通信模组16采集的各目标计量表的计量数据。

具体的，控制模组12在分别控制上述的计量模组14和通信模组16进行计量数据采集时，可以分别接收计量模组14和通信模组16采集得到的采集数据，并将接收到的采集数据进行存储，以备调用。控制模组12可以实时接收计量模组14和通信模组16返回的采集数据，也可以在所有采集数据采集完成后，统一接收计量模组14和通信模组16返回的采集数据，只要能够便于准确且快速地接收并存储采集数据即可。

通过上述的步骤S12至S16，只需通过控制模组12分别控制计量模组14和通信模组16进行计量数据采集，即可快速实现对配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据的采集与存储，以及对各目标计量表的计量数据的采集与存储，无需分别采用多套监测系统进行能源监测。便于实现外部的能源管理设备通过控制模组12获取计量数据，进行能源监控，有效降低了计量数据采集的功耗，大幅降低计量数据采集成本。

请参阅图9，在其中一个实施例中，上述的计量数据采集方法还可以包括如下步骤S18：

S18，对采集数据进行数据检验，获取第一目标计量数据。

其中，数据检验用于验证计量数据的可靠性，检验方式可以是但不限于常规的各类数据检验方式(如完整性检验和合理性检验)，或者误差检验。第一目标计量数据为通过上述数据检验的采集数据。

具体的，控制模组12得到采集数据后，可以对采集数据进行数据检验，从所有的采集数据中获取得到通过数据检验的第一目标计量数据。如此，通过对采集数据进行检验，提高计量数据的准确性，从而可以提高能源管理效率。

请参阅图10，在其中一个实施例中，对于上述的步骤S18，具体可以包括如下步骤S182至S186：

S182，对采集数据进行补采检验。

其中，补采检验用于判断采集数据中是否存在需要进行补充采集的计量数据，可以通过数据正确性检验和数据完整性检验等检验方式实现。

具体的，控制模组12可以对得到采集数据进行补采检验，以确定所有的计量数据中，是否存在需要进行补充采集的计量数据。

S184，若采集数据中包括未通过补采检验的缺陷数据，则丢弃缺陷数据，并控制计量模组14和/或通信模组16采集补采数据。其中，补采数据为缺陷数据对应的数据。

其中，缺陷数据可以是错误的计量数据，例如明显偏离计量误差范围的数据，也可以是不完整的计量数据，例如采集周期内的计量数据出现部分数据丢失，或者数据帧流中出现丢帧的计量数据。

具体的，控制模组12在对采集数据进行补采检验时，若检测到采集数据中存在缺陷数据，则将缺陷数据丢弃，并控制计量模组14或者通信模组16，或者是分别控制计量模组14和通信模组16补充采集该缺陷数据对应的计量数据。例如缺陷数据来自于配电箱的总进线端，则控制模组12可以控制计量模组14对配电箱的总进线端进行数据补采，以得到总进线端的补采数据(也即补充采集的计量数据)。又例如缺陷数据来自其中一个目标计量表，则控制模组12可以控制通信模组16对该目标计量表进行数据补采，以得到该目标计量表的补采数据。再例如，缺陷数据有多个，分别来自其中一个或多个目标出线回路，和其中一个目标计量表或多个目标计量表，则控制模组12可以控制计量模组14对前述的一个或多个目标出线回路进程数据补采，控制通信模组16对前述的一个目标计量表或多个目标计量表进行数据补采。

控制模组12进行数据补采的控制时，可以通过生成补采任务的方式实现，也即分别根据缺陷数据，对应生成补采任务，进而根据补采任务，分别控制计量模组14和通信模组16进行数据补采。控制模组12可以将补采任务放入将要执行的计量数据采集任务队列中，由控制模组12的实时时钟1282触发执行。补采任务的执行方式可以参见上述计量数据采集任务的执行方式理解，本实施例中不再展开赘述。

S186，根据补采检验结果和补采数据，获取第一目标计量数据。其中，第一目标计量数据包括通过补采检验的计量数据和补采数据。

具体的，补采检验结果也即控制模组12完成上述的补采检验后，得到的检验结果，可以包括上述通过检验的计量数据。控制模组12可以将通过补采检验的采集数据(如完整且准确的采集数据)，以及补采得到的补采数据保存作为获得的第一目标计量数据。通过上述的步骤S182至S186，有效提高计量数据的准确性，提高能源管理效率。

在其中一个实施例中，上述的步骤S186之前，还可以包括如下步骤：

对补采数据进行补采检验；

若补采数据中包括未通过补采检验的缺陷数据，则丢弃缺陷数据，并控制计量模组14和/或通信模组16采集补采数据；其中，补采数据为缺陷数据对应的数据；

跳转到对补采数据进行补采检验的步骤，直到补采数据通过补采检验。

可以理解，本实施例中的缺陷数据为补采数据中，存在与前述步骤S204中的缺陷数据同类型缺陷的数据，例如错误数据或不完整的数据。

具体的，控制模组12在获得相应的补采数据后，还可以对该补采数据进行补采检验。具体的补采检验方式可以参见前述步骤S204，本实施例中不再展开赘述。若补采数据中还存在着缺陷数据，例如部分补采数据为缺陷数据或者全部的补采数据均为缺陷数据，则丢弃缺陷数据并再次进行数据补充后，跳转执行补采检验的步骤。如此循环执行补采检验和数据补采，直到上述步骤S204中得到的补采数据，所对应的循环进行补采的补采数据均通过补采检验，也即输出准确且完整的补采数据。其中，控制模组12可以将每一个循环过程中通过补采检验的部分补采数据进行缓存，直至得到所有通过补采检验的补采数据。从而控制模组12可以根据前述的补采检验结果和最终得到的补采数据，得到所需的第一目标计量数据。通过上述的处理步骤，可以进一步提高提高计量数据的准确性，提高能源管理效率。

在其中一个实施例中，前述对补采数据进行循环的补采检验和补采的过程，也可以通过达到设定的循环次数时，生成采集异常信息，结束当前的循环补采检验并输出当前采集得到的补采数据。可以理解，控制模组12也可以通过预设循环次数的方式，防止补采数据多次补采和检验均未通过时，过度占用处理器资源，并及时生成相应的采集异常信息，以便提醒用户，提高计量数据采集的效率。

在其中一个实施例中，补采检验包括CRC检验和基于设定采样点数的完整性检验。可选的，上述实施例中的补采检验可以采用CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余检验码)检验和完整性检验的方式来完成。设定采样点为预先设置的信号采样点，可以用于计量数据采集过程中的信号采样控制，例如对总进线端和各目标出线回路的电信号的采样控制。具体的，控制模组12可以通过CRC检验对计量数据进行正确性检验。控制模组12可以通过基于设定采样点数的完整性检验，对计量数据进行完整性检验，以确定采集得到的计量数据是否完整。通过采用上述检验方式，检验实现简单且检验结果可靠性高，利于提高计量数据的准确性。

请参阅图11，在其中一个实施例中，在上述的步骤S18后，还可以包括如下步骤S20至S24：

S20，对第一目标计量数据进行合理性检验。

其中，合理性检验为根据电压、电流和功率之间的逻辑关系，例如电压、电流和功率之间的计算公式，对计量数据(如总进线端和各目标出线回路的计量数据)进行合理性检验，以确定第一目标计量数据中，来自总进线端和各目标出线回路的第一目标计量数据的合理性，例如确定电能是否消耗过高(过压或过流)或者过低(欠压或欠流)。

具体的，控制模组12还可以对上述得到的第一目标计量数据进行合理性检验。

S22，若第一目标计量数据中包括未通过合理性检验的异常数据，则对异常数据进行标记，得到标记数据。

其中，异常数据为第一目标计量数据中，不符合合理性检验要求的计量数据，可以用于反映电能消耗出现异常的状况。对异常数据进行标记的方式可以是数据处理中常规的数据标记方式，本说明书中不做限定。标记数据为各异常数据经过数据标记后得到的计量数据。

具体的，控制模组12可以在合理性检验过程中，对检测出的异常数据进行数据标记，得到标记数据。

S24，根据合理性检验结果和标记数据，获取第二目标计量数据。其中，第二目标计量数据包括通过合理性检验的第一目标计量数据和标记数据。

具体的，合理性检验结果也即控制模组12完成上述的合理性检验后，得到的检验结果，可以包括上述的通过合理性检验的第一目标计量数据。控制模组12执行上述的合理性检验后，可以根据合理性检验结果和标记数据，来得到第二目标计量数据，并存储作为最终可以提供外部的能源管理设备使用的计量数据。通过上述的步骤S20至S24，可以便于确定计量数据的合理性，提升能源管理效率。

在其中一个实施例中，上述的计量数据采集方法还可以包括步骤S26：

S26，根据标记数据，生成异常告警信息；异常告警信息用于指示显示器进行异常告警。

其中，异常告警信息可以是但不限于过流告警、过压告警、欠流告警和欠压告警等告警信息。显示器18为计量数据采集设备的显示器18，也可以是独立设置且与控制模组12电连接的外接显示器18。显示器18可以是但不限于液晶显示器18、电子墨水显示器18或LED显示器18，可以是非触摸功能的显示器18，也可以是触摸功能的显示器18。

具体的，控制模组12还可以根据得到的标记数据，生成相应的异常告警信息。控制模组12可以将异常告警信息发送到显示器18，以使显示器18进行异常告警提醒，提醒方式可以是但不限于弹出告警提示框并闪烁提醒、发出异常告警音频(如蜂鸣器告警或者语音告警)和灯光告警提醒等方式进行异常告警提醒。异常告警信息也可以与第二目标计量数据一同存储，以备外部的能源管理设备在获取第二目标计量数据时，同时获取异常告警信息。从而通过异常告警信息可以使能源管理设备及时进行异常告警，提醒用户进行异常处理。

通过上述的异常告警提醒的处理，可以有效提醒用户对出现的异常状况进行及时处理，或者针对异常的能源消耗，提前制定应对策咯，提高能源管理效率。

应该理解的是，虽然图8-11的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图8-11中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图12所示，提供了一种计量数据采集装置200，包括：信息获取模块22、采集控制模块24和数据存储模块26。其中：

信息获取模块22，用于获取采集任务信息。

采集控制模块24，用于根据计量数据采集任务和控制参数，控制计量模组14采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组16采集各目标计量表的计量数据。

数据存储模块26，用于获取并存储采集数据；其中，采集数据包括计量模组14采集的配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及通信模组16采集的各目标计量表的计量数据。

在其中一个实施例中，计量数据采集装置200还可以包括数据检验模块。数据检验模块用于对采集数据进行数据检验，获取第一目标计量数据。

在其中一个实施例中，上述的数据检验模块可以包括补采检验模块、补采控制模块和第一目标数据获取模块。其中：

补采检验模块，用于对采集数据进行补采检验。

补采控制模块，用于在采集数据中包括未通过补采检验的缺陷数据时，丢弃缺陷数据，并控制计量模组14和/或通信模组16采集补采数据；其中，补采数据为缺陷数据对应的数据。

第一目标数据获取模块，用于根据补采检验结果和补采数据，获取第一目标计量数据；其中，第一目标计量数据包括通过补采检验的采集数据和补采数据。

在其中一个实施例中，计量数据采集装置200还可以包括合理性检验模块、异常标记模块和第二目标数据获取模块。其中：

合理性检验模块，用于对第一目标计量数据进行合理性检验。

异常标记模块，用于在第一目标计量数据中包括未通过合理性检验的异常数据时，对异常数据进行标记，得到标记数据。

第二目标数据获取模块，用于根据合理性检验结果和标记数据，获取第二目标计量数据；其中，第二目标计量数据包括通过合理性检验的第一目标计量数据和标记数据。

在其中一个实施例中，计量数据采集装置200还可以包括告警信息模块。告警信息模块用于根据标记数据，生成异常告警信息。异常告警信息用于指示显示器进行异常告警。

关于计量数据采集装置200的具体限定可以参见上文中对于计量数据采集方法的限定，在此不再赘述。上述计量数据采集装置200中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器122中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器122调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器122执行时实现以下步骤：

获取采集任务信息；

根据采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据；

获取并存储采集数据；其中，采集数据包括计量模组14采集的配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及通信模组16采集的各目标计量表的计量数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器122执行时还实现上述各实施例中计量数据采集方法的各增加步骤和子步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。前述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各计量数据采集方法实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种计量数据采集设备，其特征在于，包括控制模组、计量模组和通信模组，所述控制模组分别电连接所述计量模组和所述通信模组，所述计量模组用于电连接配电箱的总进线端和目标出线回路；所述通信模组用于分别通信连接各目标计量表；

所述控制模组用于根据采集任务信息，控制所述计量模组采集所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制所述通信模组采集各所述目标计量表的计量数据，获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

2.根据权利要求1所述的计量数据采集设备，其特征在于，所述控制模组包括处理器，以及分别电连接所述处理器的存储单元、第一接口单元、时钟单元和继电器，所述处理器电连接所述计量模组，所述第一接口单元电连接所述通信模组；

所述处理器用于根据所述采集任务信息，分别控制所述计量模组和所述通信模组进行数据采集，以及接收所述采集数据；所述存储单元用于存储所述采集数据和所述采集任务信息，所述时钟单元用于向所述处理器提供系统时钟和任务监控时钟，所述继电器用于电连接并控制工作电源对所述处理器通电或断电。

3.根据权利要求2所述的计量数据采集设备，其特征在于，还包括强电端子，所述计量模组包括计量单元、电压转换电路和电流转换电路；

所述电压转换电路和所述电流转换电路的输出端分别电连接所述计量单元，所述计量单元电连接所述控制模组；

所述电压转换电路和所述电流转换电路的输入端均电连接所述强电端子的输出端，所述强电端子的输入端用于电连接所述配电箱的总进线端和各出线回路。

4.根据权利要求3所述的计量数据采集设备，其特征在于，所述计量单元包括计量芯片和第二接口单元，所述电压转换电路包括电压互感器和第一采样滤波电路，所述电流转换电路包括电流互感器和第二采样滤波电路；

所述计量芯片分别电连接所述第二接口单元、所述第一采样滤波电路的输出端和所述第二采样滤波电路的输出端，所述第二接口单元电连接所述控制模组；

所述电压互感器的输入端电连接所述强电端子的输出端，所述电压互感器的输出端电连接所述第一采样滤波电路的输入端；

所述电流互感器的输入端电连接所述强电端子的输出端，所述电流互感器的输出端电连接所述第二采样滤波电路的输入端。

5.根据权利要求1至4任一项所述的计量数据采集设备，其特征在于，所述通信模组包括分别电连接所述控制模组的采集通信单元和上行通信单元；

所述采集通信单元用于通信连接各所述目标计量表，采集各所述目标计量表的计量数据；所述上行通信单元用于通信连接能源管理平台，上传所述计量模组和所述采集通信单元采集的所述计量数据。

6.一种计量数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取采集任务信息；

根据所述采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据；

获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

7.根据权利要求6所述的计量数据采集方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

对所述采集数据进行补采检验；

若所述采集数据中包括未通过所述补采检验的缺陷数据，则丢弃所述缺陷数据，并控制所述计量模组和/或所述通信模组采集补采数据；其中，所述补采数据为所述缺陷数据对应的数据；

根据补采检验结果和所述补采数据，获取所述第一目标计量数据；其中，所述第一目标计量数据包括通过所述补采检验的所述采集数据和所述补采数据。

8.根据权利要求6或7所述的计量数据采集方法，其特征在于，根据补采检验结果和所述补采数据，获取所述第一目标计量数据的步骤后，还包括：

对所述第一目标计量数据进行合理性检验；

若所述第一目标计量数据中包括未通过所述合理性检验的异常数据，则对所述异常数据进行标记，得到标记数据；

根据合理性检验结果和所述标记数据，获取第二目标计量数据；其中，所述第二目标计量数据包括通过所述合理性检验的所述第一目标计量数据和所述标记数据。

9.一种计量数据采集装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取采集任务信息；

采集控制模块，用于根据所述采集任务信息，控制计量模组采集配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，控制通信模组采集各目标计量表的计量数据；

数据存储模块，用于获取并存储采集数据；其中，所述采集数据包括所述计量模组采集的所述配电箱的总进线端和目标出线回路的计量数据，以及所述通信模组采集的各所述目标计量表的计量数据。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至8中任一项所述的计量数据采集方法的步骤。