CN109035741A - 双模电能表通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双模电能表通信系统及方法，于包括主站、集中器、双模路由模块、载波通信单元、微功率无线通讯单元、双模通信模块及智能表，主站的输出端与集中器的输入端连接，集中器的输出端与双模路由模块的输入端连接，双模路由模块的输出端分别连接载波通信单元和微功率无线通讯单元，载波通信单元和微功率无线通讯单元的输出端与双模通信模块连接，双模通信模块与智能表连接。本发明提高了通信效率和可靠性，可实现大量数据同时传输。因此双模通信方式不仅继承了电力线载波的优点，又弥补了其对环境需求的不足。

Description

双模电能表通信系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电能表通信系统，尤其涉及一种双模电能表通信系统及方法。

背景技术

近年来，国家电网公司提出了发展“坚强智能电网”的战略目标,需要以高速、双向、实时、集成的通信系统为基础。目前低压电力线载波技术在用电信息采集系统中占主要地位，电力载波受信号干扰、天气情况、环境因素等影响，会造成台区召集数据成功率不高，随着采集成功率的下降，与之关联的投诉事件占投诉总数的百分比有所增多。单一微功率无线方案易受到地理坏境、空气湿度以及天线类型和安装位置的影响，导致部分电表不能被可靠抄收，甚至无法抄收的问题。`

通过理论分析以及实际现场情况来看，无论电力线载波还是微功率无线，任何单一的通信技术都摆脱不掉各自信道的自身缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种基于双模SOC芯片的电能表通信系统，解决了现有技术中任何单一的通信技术都摆脱不掉各自信道自身缺陷的问题。

本发明的另一目的在于提供一种双模电能表通信方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

双模电能表通信系统，包括主站、集中器、双模路由模块、载波通信单元、微功率无线通讯单元、双模通信模块及智能表，主站的输出端与集中器的输入端连接，集中器的输出端与双模路由模块的输入端连接，双模路由模块的输出端分别连接载波通信单元和微功率无线通讯单元，载波通信单元和微功率无线通讯单元的输出端与双模通信模块连接，双模通信模块与智能表连接。

所述的双模通信模块是一款集成窄带OFDM电力线载波（PLC）、470MHz微功率无线通信以及MCU于单一芯片的双模SOC芯片。

所述的智能表为单相/三相智能表。

一种双模电能表通信方法，包括下述步骤：

主站下发抄表任务，集中器接收到主站的抄表任务后，集中器下发抄表命令给双模路由模块，双模路由模块接收到抄表命令后自发组织抄表报文通过载波通讯单元及微功率无线通讯单元同时进行发送抄表命令；当双模通讯模块接收到载波通讯单元及微功率无线通讯单元中的任何一种通讯方式的抄表命令后，以接收到的通讯方式为主，进行回复抄表任务命令；若在规定时间内未收到集中器回复确认帧，则转跳另外一种通讯方式回复抄表任务命令，直到收到集中器回复确认帧或连续发送3次后，结束抄表任务。

本发明的优点效果如下：

1、两者相融合发挥各自优点，做到取长补短，可以最大程度降低各自信道的自身缺陷所带来的影响，提高抄收的完整性、可靠性。

2、本发明的双通通信方案的双模SOC芯片是一款集成窄带OFDM电力线载波（PLC）、470MHz微功率无线通信以及MCU于单一芯片的双模SOC芯片；OFDM调制可以几十个乃至上百个频点同时工作、进行信号传输，不仅频谱利用率高、通信速度快，而且对低压电力线特有的频率和阻抗频率选择性信道具有较高的自适应能力。

3、双模模块将电力线载波信道和微功率无线信道两种通信信道集成到一起，将无线通讯技术与载波通讯技术相融合，两个信道相互独立，同时收发，无需网络切换，提高了通信效率和可靠性，可实现大量数据同时传输。因此双模通信方式不仅继承了电力线载波的优点，又弥补了其对环境需求的不足。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图。

具体实施方式

实施例

本发明双模电能表通信系统，如图1所示，包括主站、集中器、双模路由模块、载波通信单元、微功率无线通讯单元、双模通信模块及智能表，主站的输出端与集中器的输入端连接，集中器的输出端与双模路由模块的输入端连接，双模路由模块的输出端分别连接载波通信单元和微功率无线通讯单元，载波通信单元和微功率无线通讯单元的输出端与双模通信模块连接，双模通信模块与智能表连接。

所述的双模通信模块是一款集成窄带OFDM电力线载波（PLC）、470MHz微功率无线通信以及MCU于单一芯片的双模SOC芯片。

所述的智能表为单相/三相智能表。

一种双模电能表通信方法，包括下述步骤：

主站下发抄表任务，集中器接收到主站的抄表任务后，集中器下发抄表命令给双模路由模块，双模路由模块接收到抄表命令后自发组织抄表报文通过载波通讯单元及微功率无线通讯单元同时进行发送抄表命令；当双模通讯模块接收到载波通讯单元及微功率无线通讯单元中的任何一种通讯方式的抄表命令后，以接收到的通讯方式为主，进行回复抄表任务命令；若在规定时间内未收到集中器回复确认帧，则转跳另外一种通讯方式回复抄表任务命令，直到收到集中器回复确认帧或连续发送3次后，结束抄表任务。

集中器与电能表之间同时存在两种通信方式，集中器通过各种方式，来学习建立静态路由通信路径；由从节点电能表通过CSMA/CA（载波冲突/避让）机制进行自行选择通信信道进行数据转发。

本发明通过双模通信模块的使用，解决了原有需要现场更换计量装置才能解决的问题，整个方案实现简单，实用化程度高，具有极强的推广应用价值。

“双模”顾名思义就是两种通讯方式，这里特指电力线窄带载波与微功率无线两种通信技术。而双模方案就是利用这两种通信信道特性不同而形成一种互补机制的通信方案，从而使通信的时效性和可靠性得以最大程度的提升。

Claims (4)

1.双模电能表通信系统，其特征在于包括主站、集中器、双模路由模块、载波通信单元、微功率无线通讯单元、双模通信模块及智能表，主站的输出端与集中器的输入端连接，集中器的输出端与双模路由模块的输入端连接，双模路由模块的输出端分别连接载波通信单元和微功率无线通讯单元，载波通信单元和微功率无线通讯单元的输出端与双模通信模块连接，双模通信模块与智能表连接。

2.根据权利要求1所述的双模电能表通信系统，其特征在于所述的双模通信模块是一款集成窄带OFDM电力线载波（PLC）、470MHz微功率无线通信以及MCU于单一芯片的双模SOC芯片。

3.根据权利要求1所述的双模电能表通信系统，其特征在于所述的智能表为单相/三相智能表。

4.一种双模电能表通信方法，其特征在于包括下述步骤：

主站下发抄表任务，集中器接收到主站的抄表任务后，集中器下发抄表命令给双模路由模块，双模路由模块接收到抄表命令后自发组织抄表报文通过载波通讯单元及微功率无线通讯单元同时进行发送抄表命令；当双模通讯模块接收到载波通讯单元及微功率无线通讯单元中的任何一种通讯方式的抄表命令后，以接收到的通讯方式为主，进行回复抄表任务命令；若在规定时间内未收到集中器回复确认帧，则转跳另外一种通讯方式回复抄表任务命令，直到收到集中器回复确认帧或连续发送3次后，结束抄表任务。