CN109769016A

CN109769016A - 一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法及装置、系统

Info

Publication number: CN109769016A
Application number: CN201811601566.4A
Authority: CN
Inventors: 于涛
Original assignee: Light Scientific And Technical Industry Co Ltd In Chongqing Century
Current assignee: Light Scientific And Technical Industry Co Ltd In Chongqing Century
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-05-17

Abstract

本发明公开了一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法，其通过向集中器反馈当前剩余可添加任务数，然后将集中器下发的多个新抄表任务添加至预先构建的通信任务列表中，并发给各个从节点，然后接收各个从节点回传的抄读数据，再根据抄读数据的帧序号与通信任务列表中各任务的帧序号进行匹配，若匹配则说明该通信任务列表中相应的抄表任务完成，则该主节点上报相应的抄读数据，即说明该抄表任务完成。进一步地，本发明中，只要该通信任务列表中有处于空闲状态的任务，就可以添加新的抄表任务，无需等待上一个任务处理完成之后，或者所有任务处理完成之后才能够添加新的抄表任务，进一步提高了通信效率。相应地，本发明还提供了相应的装置和系统。

Description

一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法及装置、系统

技术领域

本发明涉及电表抄表技术领域，具有涉及一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法及装置、系统。

背景技术

电力作为国家的支柱产业，一直持续稳定地发展着。随着国民经济的不断提高，国内电力事业有了前所未有的发展，电力资源的需求也迅速增长。在电力工业飞速发展的同时，各个部门对信息技术的需求也在日益增多，高科技信息技术的注入为电力事业的发展提供了强有力的基础和保障，它渗入到电力系统的各个部门、各个环节，为电力企业的正常运行提供了高效管理服务。而随着我国信息化技术发普及，自动抄表方式也越来越普遍。自动抄表(AMR，Automatic Meter Reading)是利用电子技术、传感技术、自动控制技术、计算机和通信等技术，通过专用设备对表计进行读取及数据处理的过程。自动抄表系统(AMRS)不需要人员到现场，就能完成抄读用户电能数据并分析、统计的智能化管理系统。

然而，目前大多采用的是单任务抄表模式，即集中器向主节点下发一个抄读从节点i的抄表任务，主节点解析出抄表命令并通过网关节点转发给指定从节点i，从节点i收到抄读命令后处理任务，并将抄读数据回传至主节点，然后主节点上传抄读数据至集中器，然后集中器再次下抄读从节点i+1的抄表任务，以此类推。这种单任务抄表流程，由于集中器需要等待上一个抄表任务完成，才能够下发下一个抄表任务，而主节点也需要等待从节点i回传的抄读数据后再上报后，再根据集中器下发的下一个抄表任务再开始处理，因此，无论是主节点还是集中器的工作效率都非常低。然而，实际应用中，各个从节点之间是相互独立，其抄读数据可以互不影响的，因此，不需要等待从节点i抄读完成之后，再下发抄读从节点i+1 任务。

基于此，本发明提供一种应用于智能抄表系统中的多任务并发的抄表方法、装置及系统。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法，其包括步骤:

接收集中器下发的“反馈当前剩余可添加的任务数”控制指令，并根据当前处于空闲状态的从节点数向所述集中器反馈当前可添加的任务数；

接收所述集中器下发的多个新抄表任务，并添加至所述通信任务列表；其中，所述新抄表任务的个数小于或等于当前剩余可添加的任务数；

根据所述通信任务列表中添加的多个新抄表任务向多个从节点并发抄表任务，并接收各个所述从节点回传的抄读数据；

解析各个所述从节点回传的抄读数据对应的帧序号，并判断所解析到的各个抄读数据的帧序号与所述通信任务列表中各个抄表任务的NWK帧序号是否匹配，若匹配，则上报抄读数据。

其中，将所述集中器下发的多个新抄表任务添加至所述通信任务列表的步骤，具体包括步骤：

实时获取所述通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量，并判定当前处于空闲状态的任务数量是否大于0，若大于0，则将所述新抄表任务添加至当前处于空闲状态的任务行中，否则，反馈任务列表已满。

其中，向多个从节点并发抄表任务的步骤，还包括步骤：

实时获取所述通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，若未达到，即允许执行新任务，则从所述通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

其中，从所述通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理的步骤，具体包括步骤：

实时获取所述通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断每个任务的超时状态是否为超时；若为超时，则上报超时；若不为超时，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

进一步地，所述多任务并发抄表方法，还包括步骤：

接收集中器反馈回来的确认帧，并判断所述确认帧的帧序号是否与所述通信任务列表中各个任务相匹配，若匹配，则将匹配的任务的任务有效性置为无效，同时，空闲任务数量增加一。

基于上述的智能抄表系统的多任务并发抄表方法，本发明还提供了一种智能抄表系统中的多任务并发抄表装置，其包括：

与集中器进行通信的第一通信模块，用于接收集中器下发的“反馈当前剩余可添加的任务数”控制指令；接收集中器下发的多个新抄表任务；以及向所述集中器反馈从节点回传的抄读数据；

与网关节点或从节点通信的第二通信模块，用于向所述网关节点并发多个抄表任务，以及接收多个从节点回传的抄读数据；

微处理器，用于根据所述控制指令获取当前处于空闲状态的从节点数，并通过所述第一通信模块向所述集中器反馈当前剩余可添加的任务数；将集中器下发的多个新抄表任务添加至预先构建的通信任务列表，并根据添加的新抄表任务向多个从节点并发抄表任务；以及解析所述第二通信模块所接收到的抄读数据对应的帧序号，并判断解析到的帧序号是否与所述通信任务列表中的各个抄表任务的NWK帧序号匹配，若匹配，则通过所述第一通信模块上报抄读数据。

其中，所述微处理器具体用于实时获取所述通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量，并判定当前处于空闲状态的任务数量是否大于0，若大于0，则将所述新抄表任务添加至当前处于空闲状态的任务行中，否则，反馈任务列表已满。

进一步地，所述微处理器具体还用于实时获取所述通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，若未达到，则实时获取所述通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断每个任务的超时状态是否为超时；若为超时，则上报超时；若不为超时，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

更进一步地，所述第一通信模块还用于接收所述集中器收到抄表数据后反馈的确认帧；所述微处理器具体还用于判断所述确认帧的帧序号是否与所述通信任务列表中各个任务相匹配，若匹配，则将匹配的任务的任务有效性置为无效，同时，空闲任务数量增加一。

基于上述的多任务并发抄表方法和装置，本发明还提供了一种智能抄表系统，包括集中器，主节点，至少一个网关节点，以及多个从节点，其中，所述主节点采用上述多任务并发抄表装置。

本发明的有益之处在于：

本发明公开了一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法，其通过主节点获取当前处于空闲状态的从节点数，以向集中器反馈当前剩余可添加任务数，然后将集中器下发的多个新抄表任务添加至预先构建的通信任务列表中，同时并发给网关节点，由该网关节点转发给各个从节点，使得从节点接收到抄表任务后回传相应的抄读数据，主节点再判断抄读数据的帧序号与通信任务列表中各任务的帧序号是否匹配，若匹配则说明该通信任务列表中相应的抄表任务完成，则该主节点上报相应的抄读数据，即向集中器反馈应答帧，从而使得集中器和主节点可以根据当前空闲的从节点个数并发多个抄表任务，而无需一个一个抄表任务的发送，提高了工作效率。

进一步地，本发明的多任务并发抄表方法中，当主节点上报抄读数据后，将接收集中器反馈的确认帧，若确认帧与通信任务列表中找到匹配的帧序号，则说明集中器下发对应的抄表任务已经完成，从而将通信任务列表中相应的任务有效性置为无效，而空闲任务数量加1，使得可再次添加一个新的抄表任务，也即是说，即使该主节点下发的多个抄表任务中只有部分抄表任务完成，只要通信任务列表中有处于空闲状态的任务，就可以添加新的抄表任务，而无需等待上次发送的多个任务全部完成之后再下发多个任务，从而进一步提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法的一实施例的流程图；

图2为本发明的一种智能抄表系统的多任务并发抄表装置的一实施例的功能模块图；

图3为本发明的一种智能抄表系统的一实施例的框架示意图；

图4a和图4b均为图3中的智能抄表系统的多任务并发抄表时序图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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

参见图1，为本发明的一种多任务并发抄表方法的一实施例的流程图，具体地，本实施例的该多任务并发抄表方法包括步骤：

S11，接收集中器下发的“反馈当前剩余可添加任务数”的控制指令。

本实施例中，集中器并发多个任务控制指令之前，会先向主节点询问当前剩余可添加任务的数量，即通过向主节点下发“反馈当前剩余可添加任务数”的控制指令，令主节点向集中器反馈当前剩余可添加任务的数量，参见图4a和图4b。

本实施例中，该集中器下发“反馈当前剩余可添加任务数”的控制指令可以是周期性的发送，也可以是实时发送。

在一具体实施例中，参见图4a和图4b，可以是当集中器每接收到一个主节点上报的从节点1回传的抄读数据后，集中器再次向该主节点下发“反馈当前剩余可添加任务数”的控制指令，即每完成一个抄表任务就下发一次，也可以是当集中器接收到集中器上报从节点1-10回传的抄读数据后，即完成上次新添加的10个抄表任务后再次下发的。

S12，根据当前处于空闲状态的从节点数向集中器反馈当前可添加的任务数量。

本实施例中，当主节点接收到集中器下发的“反馈当前剩余可添加任务数”控制指令时，该主节点将获取其从节点当前的状态，若从节点处于空闲状态，则说明可添加一个新的抄表任务，因此，本实施例中，该主节点获取到当前处于空闲状态的从节点数时，即获取到当前剩余可添加的任务数，并反馈给集中器，参见图4a和图4b。

S13，接收集中器根据当前可添加的任务数量下发的多个新抄表任务。

本实施例中，当集中器接收到主节点反馈来的当前剩余可添加任务数时，该集中器根据该当前剩余可添加的任务数下发多个新抄表任务，参见图4，且该新抄表任务的个数小于或等于上述的当前处于空闲状态的从节点数，即当前剩余可添加的任务数量。

S14，实时获取预先构建的通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量，并判断当前处于空闲状态的任务数量是否大于0，若是，则执行步骤S15，否则，执行步骤S16。

本实施例中，主节点会预先构建并存储一个通信任务列表，该通信任务列表中存储有每个任务的任务编号(即并发任务数组下标)、任务状态、超时状态、帧序号、任务有效性等信息，如下表一所示，且当每添加一个新任务，或者任何一个任务的各种状态有任何变化时，都需要将该通信任务类别中相应的信息进行更新。

表一通信任务列表

本实施例中，若任务有效性为0，则说明该任务为空闲，即该任务位置可添加新的抄表任务，并且，由于从节点的状态一直在变，那么处于空闲状态的任务数也是在变化的，因此，需要先判断出该通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数是否大于0，若大于0，则将新的抄表任务添加至对应的通信任务列表中。

S15，将接收到的新抄表任务添加至通信任务列表中当前处于空闲状态的任务行中，执行步骤S17。

本实施例中，当主节点接收到集中器下发的多个新抄表任务时，需要将该多个新抄表任务的主要信息填充至该通信任务列表的空闲状态任务列中，同时将其对应的状态从空闲状态修改为初始状态(即将通信任务列表中的任务状态设置为0)，也即是说，新抄表任务添加至通信任务列表中后，将进入初始状态以等待处理。

本实施例中，可以是一个一个地添加新抄表任务，即每添加一个新抄表任务，都要执行该步骤S15一次，也可以是分批次的添加，如根据出当前处于空闲状态的任务数n来添加第一批次的新抄表任务n(n小于集中器下发的新抄表任务总数M)，即当判断出当前处于空闲状态的任务数为n时，则添加n个新抄表任务，则剩余的M-n个新抄表任务可等到下次判断出处于空闲状态的任务数大于0时再根据空闲状态的任务数进行添加相应数量的新抄表数，如此循环。

S16，反馈任务队列已满，执行步骤S17。

本实施例中，若主节点判断出当前处于空闲状态的任务数不大于0，则说明该通信任务列表中的各个任务有效性均为1，因此，不能够再添加新的抄表任务，此时，需要向集中器反馈一个否认帧，以告知集中器通信任务列表已满，不能够再添加新的抄表任务。

S17，实时获取通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断其是否小于执行最大任务数，若是，则执行步骤S18，否则，返回步骤S13。

本实施例中，若要开始执行新的抄表任务，只有在当前正在执行的任务数小于同时允许的执行最大任务数时，才能够开始处理新的抄表任务，因此，需要实时获取通信任务列表中当前正在执行的任务数，且当判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，若未达到，即允许执行(新任务)时，才会从该通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理，否则，不会开始处理新的抄表任务。

S18，实时获取通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断各个任务的超时状态是否为超时，若超时，则执行步骤S19，否则，执行步骤S110。

S19，上报超时，执行步骤S13。

本实施例中，只有当任务的超时状态不为超时时，才对其进行处理，若超时，则需要上报超时，并返回步骤S13，因此，当步骤S17中判断出当前正在执行的任务数小于允许执行最大任务数时，不是直接从该通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理，而是实时获取通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断每个任务的超时状态是否为超时；若为超时，则上报超时；若不为超时，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理，即执行步骤S110。

当然，本实施例中，也可以是先进行超时状态的判断，且当判断出未超时时，再判断当前正在执行的任务数是否小于允许执行最大任务数，若是，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

S110，从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

本实施例中，选择当前任务状态为初始状态(即任务状态为0)的抄表任务开始处理，即通过网关节点向相应的从节点并发抄表任务，参见图4a 和图4b，同时设置新选任务的任务状态为非0状态，如若正在下发抄表任务，则置为1；若为等待从节点应答，则置为2。

S111，接收各从节点回传的抄读数据。

本实施例中，当从节点接收到的相应的抄表任务后，开始相应的处理，并向主节点回传各自的抄表数据，参见图4a和图4b。

S112，解析各个从节点回传的抄读数据对应的帧序号，并判断解析到的则各个抄读数据的帧序号与通信任务列表中各个抄表任务的NWK帧序号是否相同，若相同，执行步骤S113，否则，执行步骤S13。

本实施例中，若主节点接的下行端口接收到从节点回传的应答帧后(应答帧包括抄读数据)，将解析出的NWK帧序号与“通信任务列表”的各任务NWK帧序号进行匹配，未匹配上则丢弃该应答帧，匹配成功后，根据通信任务列表中终端任务信息组织数据上报应答(插入主串口发送队列)，即上传抄读数据，应答完成后设置该任务的任务状态为等主节点确认状态，即任务状态为3。

S113，上报抄读数据。

S114，接收集中器反馈回来的确认帧，并判断该确认帧的帧序号是否与通信任务列表中各个任务相匹配，若匹配，则执行步骤S115，否则，执行步骤S13。

本实施例中，当集中器接收到主节点发送上报应答(其包括抄读数据) 时，会根据该上报应答反馈相应的任务确认帧，因此，当主节点的主串口到任务确认帧后，根据确认帧中的帧序号与通信任务列表的各任务终端任务序号进行匹配，匹配成功后，设置该任务的任务有效性置为0(无效)，从而允许新的任务再次使用该任务列表位置，即允许新的任务添加至通信任务列表，同时该通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数也要加1。

S115，将匹配的任务的任务有效性置为无效，同时，空闲任务数量加一。

本实施例中，通过将任务有效性与空闲任务数相关联，从而使得该通信任务列表中，只要有处于无效的任务，则说明可以添加一个新的任务，即完成一个抄表任务，则可以添加一个新的任务，从而使得集中器和主节点无需等待所有抄表任务完成之后再开始新的抄表任务，进一步提高了工作效率。

实施例二

基于上述的多任务并发抄表方法，本发明还提供了一种多任务并发抄表装置，下面结合具体实施例进行相应的说明。

参见图2，为本发明的一种智能抄表系统中的多任务并发抄表装置的一实施例的功能模块图，具体地，本实施例的该多任务并发抄表装置包括：

与网关节点或从节点通信的第二通信模块，用于向该网关节点并发多个抄表任务，并通过该网关节点将多个抄表任务发送给多个从节点，以及接收多个从节点回传的抄读数据；

微处理器，用于根据集中器下发的上述控制指令获取当前处于空闲状态的从节点数，并通过上述第一通信模块向集中器反馈当前剩余可添加的任务数；并将集中器下发的多个新抄表任务添加至预先构建的通信任务列表，然后根据添加的新抄表任务向多个从节点并发抄表任务；以及解析上述第二通信模块所接收到的抄读数据对应的帧序号，并判断解析到的帧序号是否与预先构建的通信任务列表中的各个抄表任务的NWK帧序号匹配，若匹配，则通过上述第一通信模块上报抄读数据。

本实施例中，微处理器会预先构建并存储一个通信任务列表，该通信任务列表中存储有每个任务的任务编号(即并发任务数组下标)、任务状态、超时状态、帧序号、任务有效性等信息，如上表一所示，且当每添加一个新任务，或者任何一个任务的各种状态有任何变化时，都需要将该通信任务类别中相应的信息进行更新。

本实施例中，当微处理器接收到集中器下发的多个新抄表任务时，只有当预先构建的通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量大于0时，才可以将新的抄表任务添加至该通信任务列表中，因此，在一具体实施例中，该微处理器具体用于当接收到集中器下发的多个新抄表任务时，实时获取通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量，并判定当前处于空闲状态的任务数量是否大于0，若大于0，则将新抄表任务添加至当前处于空闲状态的任务行中，否则，反馈任务列表已满。

本实施例中，若要再开始执行新的抄表任务时，只有在当前正在执行的任务数小于执行最大任务数时，才能够开始处理新的抄表任务，因此，在一具体实施例中，该微处理器具体还用于当实时获取通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，从而得到是否允许执行新的任务，若当前正在执行的任务数小于执行最大任务数，即允许执行新的任务，则从该通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理，否则，不会开始处理新的抄表任务，且只有当再次判断出当前正在执行的任务数小于允许执行最大任务数时，才从该通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

进一步地，在另一具体实施例中，当微处理器判断出当前正在执行的任务数小于允许执行最大任务数时，不是直接从该通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理，而是实时获取所述通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断每个任务的超时状态是否为超时；若为超时，则上报超时；若不为超时，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。当然，本实施例中，该微处理器也可以是先进行超时状态的判断，且当判断出未超时时，再判断当前正在执行的任务数是否小于允许执行最大任务数，若是，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

更进一步地，本实施例中，该第一通信模块还用于接收集中器收到抄表数据后反馈的确认帧；而该微处理器具体还用于判断该第一通信模块所接收的确认帧的帧序号是否与通信任务列表中各个任务相匹配，若匹配，则将匹配的任务的任务有效性置为无效，同时，空闲任务数量增加一。

实施例三

基于上述的智能抄表系统的多任务并发抄表方法和多任务并发抄表装置，本发明还提供了一种智能抄表系统，下面结合具体实施例进行详细的说明。

参见图3，为本发明的一种智能抄表系统的一实施例的框架示意图，具体地，本实施例的智能抄表系统包括集中器，主节点，至少一个网关节点，以及多个从节点，其中，该主节点采用上述实施例二中的多任务并发抄表装置，其工作原理可参考上述实施例一或实施例二，这里不再赘述。

Claims

1.一种智能抄表系统的多任务并发抄表方法，其特征在于，包括步骤:

2.如权利要求1所述的多任务并发抄表方法，其特征在于，将所述集中器下发的多个新抄表任务添加至所述通信任务列表的步骤，具体包括步骤：

3.如权利要求2所述的多任务并发抄表方法，其特征在于，向多个从节点并发抄表任务的步骤，还包括步骤：

实时获取所述通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，若未达到，则从所述通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

4.如权利要求3所述的多任务并发抄表方法，其特征在于，从所述通信任务列表中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理的步骤，具体包括步骤：

5.如权利要求2或3或4所述的多任务并发抄表方法，其特征在于，还包括步骤：

6.一种智能抄表系统中的多任务并发抄表装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的多任务并发抄表装置，其特征在于，所述微处理器具体用于实时获取所述通信任务列表中当前处于空闲状态的任务数量，并判定当前处于空闲状态的任务数量是否大于0，若大于0，则将所述新抄表任务添加至当前处于空闲状态的任务行中，否则，反馈任务列表已满。

8.如权利要求6所述的多任务并发抄表装置，其特征在于，所述微处理器具体还用于实时获取所述通信任务列表中当前正在执行的任务数，并判断当前正在执行的任务数是否达到执行最大任务数，若未达到，则实时获取所述通信任务列表中各个任务的超时状态，并判断每个任务的超时状态是否为超时；若为超时，则上报超时；若不为超时，则从未超时的各个抄表任务中选择当前任务状态为初始状态的抄表任务开始处理。

9.如权利要求7或8所述的多任务并发抄表装置，其特征在于，所述第一通信模块还用于接收所述集中器收到抄表数据后反馈的确认帧；所述微处理器具体还用于判断所述确认帧的帧序号是否与所述通信任务列表中各个任务相匹配，若匹配，则将匹配的任务的任务有效性置为无效，同时，空闲任务数量增加一。

10.一种智能抄表系统，包括集中器，主节点，至少一个网关节点，以及多个从节点，其特征在于，所述主节点采用如权利要求6至9中任意一项所述的多任务并发抄表装置。