CN109272735A - 用于居民电能集抄系统的通信转换器 - Google Patents

Abstract

一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，其包括透传单元、转换单元与路由单元；透传单元连接转换单元，透传单元还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器的路由器；转换单元连接路由单元；路由单元还用于连接居民电能集抄系统的节点。该方案不针对具体厂家设计，实现简单，适用于所有需要兼容节点组网的情况，若现场多于两种方案，亦可根据情况增加转换器数量，从而在不改变原台区采集方案的情况下，解决了备品表与台区内电表通信不兼容的问题，不再需要备用多种通信模块，尤其适用于旧台区改造，实现一个台区不同抄表模式同时运行互不影响，弥补载波或微功率无线技术抄表的不稳定性；并且，现场施工安装便捷，操作简单。

Description

用于居民电能集抄系统的通信转换器

技术领域

本申请居民电能集抄系统中的通信技术领域，特别是涉及用于居民电能集抄系统的通信转换器。

背景技术

居民用电信息采集系统就是把分散的居民表计的读数通过各种通讯手段集中起来，最终上传到营销系统，以便进行电费结算的系统。用电信息采集系统主要由管理系统主站、集中器、载波电能表/采集器等组成，其以宽带载波通信方式为例，多个通过采集器上传宽带电力线载波信号到集中器，然后远程传输到管理系统主站，其中，电能表包括单相RS485电能表、三相RS485电能表、单相载波电能表、三相载波电能表等。

管理系统主站包括电力业务应用、信息采集、数据存储管理、营销支持等。系统通过包括GPRS/CDMA无线公网、光纤专网等的远程信道将主站与集中器进行了有机衔接，其上行通道用于传送终端设备收集的用户信息；下行则用于用电数据采集、远程费控、远程校时、事件监测与上报等。通过主站系统可以完成档案管理、数据采集、数据管理、定值控制、远方控制等功能。

集中器亦可称为采集器，其主要功能为：数据采集、数据处理、参数设置与查询、事件记录、数据传输、本地状态指示与接口维护、终端维护、故障信息主动上报等。

电能表是自动测量体系(AMI)的基本计量设施，主要功能有：能效计量、费率控制、时段管理、预付费、数据存储、事件记录、用户加密、双向通信。

通过实时采集、存储、分析、核算电力用户的用电信息，可帮助居民用户了解电价、停复电及缴费等信息，为企业用户提供节能减排、用电优化、安全用电等信息，指导社会科学用电，及时发现用电隐患、排查故障。

集抄系统的使用可以大大提高抄表质量和减轻劳动强度，故其应用也越来越广泛。但是由于一些技术原因，也给抄表工作带来一些麻烦。主要问题在于集中器与表计之间的通信方案多种多样，主要包括：微功率无线、窄带载波、G3载波、宽带载波等，各通信模块厂家的通信技术方案基本都是自主研发，无统一的技术标准，这造成了各通信方案之间不能兼容通信的情况，备品表与台区内电表通信不兼容，需要备用多种通信模块，且旧台区改造问题尤为严重，对于台区运维管理造成了很大的困难。

发明内容

基于此，有必要提供一种用于居民电能集抄系统的通信转换器。

一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，其包括透传单元、转换单元与路由单元；所述透传单元连接所述转换单元，所述透传单元还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器的路由器；所述转换单元连接所述路由单元；所述路由单元还用于连接所述居民电能集抄系统的节点。

上述通信转换器，通过设计透传单元结合转换单元与路由单元，具有通用性好的优点，该方案不针对具体的某些厂家设计，无需通信方案厂家开放协议，实现简单，适用于所有需要兼容节点组网的情况，若现场多于两种方案，亦可根据情况增加转换器数量，从而在不改变原台区采集方案的情况下，解决了备品表与台区内电表通信不兼容的问题，不再需要备用多种通信模块，尤其适用于旧台区改造，实现一个台区不同抄表模式同时运行互不影响，弥补载波或微功率无线技术抄表的不稳定性；并且，现场施工安装便捷，操作简单。

在其中一个实施例中，所述节点的数量为一个或多个，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个节点。

在其中一个实施例中，所述节点为电能表，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个电能表。

在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括所述节点。

在其中一个实施例中，所述透传单元根据所述路由器而设置。

在其中一个实施例中，所述透传单元的连接方式根据所述路由器的连接方式而设置。

在其中一个实施例中，所述透传单元设置相连接的接收单元与转发单元，所述接收单元用于连接所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器，所述转发单元用于连接所述转换单元。

在其中一个实施例中，所述接收单元设有网络连接端子。

在其中一个实施例中，所述网络连接端子包括RJ45连接端子、光纤连接端子或无线连接端子。

在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括电源组件，所述电源组件分别连接所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元。

附图说明

图1为本申请一实施例的结构示意图。

图2为本申请另一实施例的应用示意图。

图3为本申请另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，其包括透传单元、转换单元与路由单元；所述透传单元连接所述转换单元，所述透传单元还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器的路由器；所述转换单元连接所述路由单元；所述路由单元还用于连接所述居民电能集抄系统的节点。进一步地，一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，其包括透传单元、转换单元与路由单元；所述透传单元通过第一串口连接线路连接所述转换单元，所述透传单元还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器的路由器；所述转换单元通过第二串口连接线路连接所述路由单元；所述路由单元还用于连接所述居民电能集抄系统的节点。上述通信转换器，通过设计透传单元结合转换单元与路由单元，具有通用性好的优点，该方案不针对具体的某些厂家设计，适用于所有需要兼容节点组网的情况，若现场多于两种方案，亦可根据情况增加转换器数量，从而在不改变原台区采集方案的情况下，解决了备品表与台区内电表通信不兼容的问题，不再需要备用多种通信模块，尤其适用于旧台区改造，实现一个台区不同抄表模式同时运行互不影响，弥补载波或微功率无线技术抄表的不稳定性；并且，现场施工安装便捷，操作简单。

透传，即透明传输(pass-through)，指的是在通讯中不管传输的业务内容如何，只负责将传输的内容由源地址传输到目的地址，而不对业务数据内容做任何改变。在其中一个实施例中，所述透传单元用于接收与转发所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器的数据到所述转换单元，和/或，所述透传单元还用于接收与转发所述转换单元的数据到所述路由器，在此过程中，所述透传单元不对相关数据进行改变，因此具有兼容性好的优点，有效地解决了老旧电表与新通信方案不兼容以及备品表与台区内电表通信不兼容的问题。

在其中一个实施例中，所述转换单元用于将所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器的数据转换为所述路由单元能够辨识的数据，并传输给所述路由单元，和/或，所述转换单元还用于将所述路由单元的数据转换为所述路由器能够辨识的数据，并传输给所述路由器，这样的设计，有效地解决了老旧电表与新通信方案不兼容以及备品表与台区内电表通信不兼容的问题，还解决了备品备件采购时往往需要备用多种通信模块的问题，使得所述通信转换器无需通信方案厂家开放协议，具有通用性好的优点。

在其中一个实施例中，所述路由单元用于获取或接收所述居民电能集抄系统的节点的数据，并传输给所述转换单元，和/或，所述路由单元还用于接收所述转换单元所传输的数据，以调整或者设置所述路由单元和/或所述居民电能集抄系统的节点。这样的设计，一方面可以有效地上传所述居民电能集抄系统的节点的数据，另一方面可以方便地控制或升级所述路由单元，具有应用方便、控制简单的优点。进一步地，所述路由单元用于采用串口线路或者网线分别连接至少一所述节点。进一步地，在其中一个实施例中，所述转换单元根据所述路由单元与所述路由器而设置；对于各个集中器即台区集中器，居民电能集抄系统的台区集中器的所述路由器往往是相同的，此时所述转换单元只需要考虑所述路由单元即可，而每一小区中的所述路由单元也往往是相同的，此时所述通信转换器就比较简单只需要处理一种所述路由单元的协议即可，对于具有新旧参杂的所述路由单元的小区，往往也只是新一批路由单元和旧一批路由单元参杂，此时所述通信转换器只需要处理两种所述路由单元的协议即可，从而简化了各通信方案之间的兼容通信，尤其是备品表与台区内电表的兼容通信，尤其适合旧台区改造问题，可以方便地实现通过实时采集、存储、分析、核算电力用户的用电信息，可帮助居民用户了解电价、停复电及缴费等信息，为企业用户提供节能减排、用电优化、安全用电等信息，指导社会科学用电，及时发现用电隐患、排查故障。

为了便于连接所述透传单元及所述转换单元，进一步地，在其中一个实施例中，所述第一串口连接线路设有第一串口连接线以及位于所述第一串口连接线两端的两个第一串口连接端，其中一个第一串口连接端插接所述透传单元，另一个第一串口连接端插接所述转换单元；在其中一个实施例中，一个所述第一串口连接端插接所述透传单元的所述转发单元。为了便于连接所述转换单元及所述路由单元，进一步地，在其中一个实施例中，所述第二串口连接线路设有第二串口连接线以及位于所述第二串口连接线两端的两个第二串口连接端，其中一个第二串口连接端插接所述转换单元，另一个第二串口连接端插接所述路由单元。这样的设计，可以方便快捷地连接所述透传单元及所述转换单元，以及连接所述转换单元及所述路由单元。

为了便于一次连接一个或多个节点，在其中一个实施例中，所述节点的数量为一个或多个，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个节点。在其中一个实施例中，所述节点为电能表，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个电能表。在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括所述节点。在其中一个实施例中，所述电能表包括单相RS485电能表、三相RS485电能表、单相载波电能表、三相载波电能表等，电能表计量用电数据，传输到所述路由单元。

可以理解的是，各实施例中，所述透传单元、所述第一串口连接线路、所述转换单元、所述第二串口连接线路及所述路由单元，以及下文的定时器结构、电控开关及电源组件等，均可从市场上购买得到，本申请在此所要求保护的是这些结构或组件的连接关系及其相互之间的相对位置关系。

在传统无线抄表方式中，载波或微功率无线技术抄表存在一定程度的不稳定性，且难以解决需要兼容通信的情况，仍然存在备品表与台区内电表通信不兼容的问题，不可避免地需要备用多种通信模块，进一步地，在其中一个实施例中，所述路由单元设有无线接收模块，所述无线接收模块用于接收所述节点的信号，该信号主要包括抄表信号，还可以包括关联信号例如用户信息等。或者，在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括无线接收模块，所述转换单元通过所述无线接收模块连接所述路由单元，所述无线接收模块用于接收所述路由单元的无线信号，所述无线信号主要包括抄表信号，还可以包括关联信号例如用户信息等；所述无线接收模块还用于将所述无线信号传输到所述转换单元。这样，可以实现无线抄表效果。

在其中一个实施例中，所述透传单元根据所述路由器而设置。在其中一个实施例中，所述透传单元的连接方式根据所述路由器的连接方式而设置。在其中一个实施例中，所述透传单元设置相连接的接收单元与转发单元，所述接收单元用于连接所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器，所述转发单元用于连接所述转换单元。为了便于连接所述透传单元及所述路由器，进一步地，在其中一个实施例中，所述接收单元设有网络连接端子，所述网络连接端子为或包括RJ45连接端子、光纤连接端子或无线连接端子等；分别用于通过网线、光纤或无线连接方式连接所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器。这样的设计，可以实现两种不同通信方案产品之间进行数据交换，在不改变原台区采集方案的情况下，实现一个台区不同抄表模式同时运行互不影响，弥补载波或微功率无线技术抄表的不稳定性。

为了实现定时连接居民电能集抄系统的节点，在其中一个实施例中，所述通信转换器设置定时器结构以及分别与所述定时器结构及所述路由单元连接的电控开关，所述定时器结构用于定时启动所述电控开关，所述路由单元还用于通过所述电控开关连接所述居民电能集抄系统的节点。这样的设计，当预定的时间到达时，定时器结构定时启动所述电控开关，所述路由单元通过所述电控开关连接所述居民电能集抄系统的节点，从而实现了节点定时连接关系。或者，所述通信转换器还设置定时器结构以及电控开关，所述定时器结构通过所述电控开关连接所述路由单元，所述定时器结构用于定时启动所述电控开关，并通过所述电控开关使能所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的节点。这样的设计，当预定的时间到达时，定时器结构定时启动所述电控开关，控制所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的节点，从而实现了节点定时连接关系，进而实现实时采集、存储、分析、核算电力用户的用电信息。

为了实现周期性地定时连接居民电能集抄系统的节点，在其中一个实施例中，所述定时器结构为周期性定时器结构。在其中一个实施例中，所述周期性定时器结构用于周期性地定时启动所述电控开关，所述路由单元还用于通过所述电控开关连接所述居民电能集抄系统的节点。在其中一个实施例中，所述周期性定时器结构用于以日、周或者月为周期，定时启动所述电控开关，所述路由单元还用于通过所述电控开关连接所述居民电能集抄系统的节点。这样的设计，当预定的时间到达时，可以实现周期性地定时连接居民电能集抄系统的节点，从而实现了节点周期性定时连接关系。或者，所述通信转换器还设置周期性定时器结构以及电控开关，所述周期性定时器结构通过所述电控开关连接所述路由单元，所述周期性定时器结构用于定时启动所述电控开关，并通过所述电控开关使能所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的节点。这样的设计，当预定的时间到达时，例如每周一或者每月一日，周期性定时器结构定时启动所述电控开关，控制所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的节点，从而实现了节点定时连接关系，进而实现实时采集、存储、分析、核算电力用户的用电信息。进一步地，所述周期性定时器结构还设置无线管理模块，所述无线管理模块无线连接所述路由器或管理终端，所述无线管理模块用于在接收到采集信号时使能所述周期性定时器结构启动所述电控开关，通过所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的节点以实现当前用电信息的实时采集，这样的设计，当发生数据问题需要进行比对时，可以立即获取当前的用电信息，从而实现发生问题时即时监控处理，进而能够及时发现用电隐患、排查故障。

在其中一个实施例中，所述转换单元可以采用转换处理器或者微处理器实现。为了实现对重点用户高频采集监控，进一步地，在其中一个实施例中，所述转换单元设有高速率转换模块，所述高速率转换模块连接所述路由单元且用于通过所述路由单元连接所述居民电能集抄系统的高频节点，以对高频节点的抄表结果进行高频转换，并通过所述透传单元传输到所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器。这样，可以实现对重点用户高频采集监控。

在实施过程中，若现场多于两种方案时，亦可根据情况增加转换器数量，使得一种通信方案对应一只转换器。或者，为了应对多种方案的不同电表通信设备，进一步地，在其中一个实施例中，所述通信转换器中，所述路由单元的数量为多个，各所述路由单元的类型相同或相异设置，当各所述路由单元的类型相同时，所述透传单元与所述转换单元可以不变；当各所述路由单元的类型相异或者存在相异类型的所述路由单元时，所述透传单元可以不变，所述转换单元为相异类型的所述路由单元分别设置相应的转换子结构，这样的设计，可以方便地应对实际台区运维管理环境的新旧设备混杂问题，实现老旧电表与新通信方案的兼容效果。

为了实现供电功能，在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括电源组件，所述电源组件分别连接所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元。所述电源组件分别用于为所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元供电。在其中一个实施例中，如图3所示，一种用于居民电能集抄系统的通信转换器200，其包括透传单元210、转换单元230、路由单元250及电源组件260；所述透传单元210通过第一串口连接线路220连接所述转换单元230，所述转换单元230通过第二串口连接线路240连接所述路由单元250；所述电源组件260分别连接所述透传单元210、所述转换单元230及所述路由单元250。在其中一个实施例中，所述电源组件包括电源输入端、电源输出端及分别与所述电源输入端和所述电源输出端连接的变压器，所述电源输入端用于连接外部电源，所述电源输出端分别连接所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元。

进一步地，在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括所述路由器，这样可以将所述路由器、所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元形成一个整体的通信转换器，在实施时无需考虑路由器或路由单元的协议关系，统一是现在所述转换单元中，应用较为方便，但是这样做需要把路由器及路由单元集成起来，在一定程度上降低了自由度。进一步地，在其中一个实施例中，所述通信转换器还包括所述节点，在其中一个实施例中，所述节点的数量为一个或多个，在其中一个实施例中，所述节点为电能表，在其中一个实施例中，所述节点为单相RS485电能表、三相RS485电能表、单相载波电能表、三相载波电能表；进一步地，所述路由单元采用串口线路或者网线分别连接各所述节点；或者，所述路由单元采用串口线路或者网线连接至少一所述节点并通过至少一所述节点连接其它所述节点。在其中一个实施例中，所述路由单元采用串口线路或者网线连接一所述节点并通过所述节点级联连接其它所述节点。其余实施例以此类推。

各实施例的所述通信转换器，适用于旧台区改造，尤其是老旧电表与新通信方案不兼容；并在必要时可以实现对重点用户高频采集监控；还解决了电表轮换问题，无须担心备品表与台区内电表通信不兼容；且避免了传统方式备品备件采购时往往需要备用多种通信模块的缺陷。

下面继续给出一个具体应用的实施例，一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，可完成不同方案的通信模块之间的通信转换，其包括透传单元、转换单元及路由单元。

透传单元：居民电能集抄系统的台区集中器的路由器为A厂家路由模块，A厂家的从节点模块例如单相模块，通过串口连接线路连接转换单元，具有透传功能，可以将A厂家路由模块下发的所有命令透传至串口连接线路，同时亦可将转换单元处理发出的响应命令透传至A厂家路由模块。此时，透传单元可称为A厂家透传单元。

转换单元：其上下行分别连接透传单元与路由单元，路由单元为B厂家路由模块，此时，转换单元上下行分别连接A厂家透传单元与B厂家路由模块，负责两者间的信号转换处理。进一步地，所述转换单元为分别支持DLT698.45、DLT645及QGDW1376.2协议的转换处理器或称为转换模块，用于负责两种方案间的协议转换处理；进一步地，配合相异类型的路由器，所述转换单元还用于负责多种方案对应一种方案间的协议转换处理。

路由单元：负责管理台区下路由单元从节点组网及抄表任务，即负责管理台区下B厂家路由模块的通信方案从节点组网及抄表任务，进一步地，其支持标准国网、南网通信协议，即，所述路由单元支持标准国网、南网通信协议。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种用于居民电能集抄系统的通信转换器200，其包括透传单元210、转换单元230及路由单元250；所述透传单元210通过第一串口连接线路220连接所述转换单元230，所述转换单元230通过第二串口连接线路240连接所述路由单元250。其应用如图2所示，所述透传单元210还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器100的路由器110，路由器110通过厂家A的节点A1分别连接节点A2及节点A3，节点A2还连接节点A4，节点A3还分别连接节点A5及节点A6；所述路由单元还连接所述居民电能集抄系统的厂家B的节点B1并且通过节点B1分别连接节点B2及节点B3。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的用于居民电能集抄系统的通信转换器，具有通用性好的优点，具体方案不针对具体的某些厂家设计，适用于所有需要兼容通信的情况，并且无需通信方案厂家开放协议，实现简单，例如在现有方案基础上只需要修改从模块成透传模式或直接采用I采模块即可；若现场多于两种方案时，亦可根据情况增加转换器数量，使得一种通信方案对应一只转换器；还具有现场施工安装便捷及操作简单的优点。

以上所述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申请专利范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于居民电能集抄系统的通信转换器，其特征在于，包括透传单元、转换单元与路由单元；

所述透传单元连接所述转换单元，所述透传单元还用于连接居民电能集抄系统的台区集中器的路由器；

所述转换单元连接所述路由单元；

所述路由单元还用于连接所述居民电能集抄系统的节点。

2.根据权利要求1所述通信转换器，其特征在于，所述节点的数量为一个或多个，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个节点。

3.根据权利要求2所述通信转换器，其特征在于，所述节点为电能表，所述路由单元用于连接所述居民电能集抄系统的一个或多个电能表。

4.根据权利要求3所述通信转换器，其特征在于，还包括所述节点。

5.根据权利要求1所述通信转换器，其特征在于，所述透传单元根据所述路由器而设置。

6.根据权利要求5所述通信转换器，其特征在于，所述透传单元的连接方式根据所述路由器的连接方式而设置。

7.根据权利要求1所述通信转换器，其特征在于，所述透传单元设置相连接的接收单元与转发单元，所述接收单元用于连接所述居民电能集抄系统的台区集中器的路由器，所述转发单元用于连接所述转换单元。

8.根据权利要求1所述通信转换器，其特征在于，所述接收单元设有网络连接端子。

9.根据权利要求8所述通信转换器，其特征在于，所述网络连接端子包括RJ45连接端子、光纤连接端子或无线连接端子。

10.根据权利要求1至9中任一项所述通信转换器，其特征在于，还包括电源组件，所述电源组件分别连接所述透传单元、所述转换单元及所述路由单元。