CN111190123A - 一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法及系统，属于低压用电通信技术领域。本发明方法，包括：以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；确定所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。本发明既节省物料成本又降低现场施工难度。
Description
技术领域
本发明涉及低压用电通信技术领域，并且更具体地，涉及一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法及系统。
背景技术
目前，泛在物联这一概念正在逐步落地推广。参见附图的图1，现有的断路器和电表之间通过有线连接。有线连接包括功率线和RS485通信线。同时，泛在物联还会涉及到弱电端子，这是潜在的风险点，为了提高安全等级需要予以规避。一般地，在同一个电表箱(电表侧)中同时存在多个电表，每个电表需要分别对应匹配位于住宅入户处等位置的断路器。
为了实现多个电表和多个断路器之间对应匹配的问题，其中一种常见的解决方式是借助RS485通信线，并且根据预置顺序的序列号进行辅助。显然，现有的解决方式必然涉及到RS485通信线而不能省略，还不能保证断路器的安装顺序与序列号的预置顺序完全一致，导致匹配过程繁琐、误差率过高等缺陷，不能满足实际工程需要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法，包括：
对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
当确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
可选的，预设编码方式以电流编码电路进行编码；
所述电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
所述电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
可选的，预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
可选的，单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
可选的，确认码是随机码的正交编码。
本发明提出了一种用于断路器和电表进行配对的电流编码系统，包括：
随机码生成模块，对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
确认码生成模块，确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
二次确认码生成模块，确定当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
配对模块，当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
可选的，预设编码方式以电流编码电路进行编码；
所述电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
所述电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
可选的，预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
可选的，单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
可选的，确认码是随机码的正交编码。
本发明既节省物料成本、降低现场施工难度，还可扩展断路器和电表的覆盖范围。
本发明在断路器和电表自动配对过程中，充分利用电流编码方式，实现多个电表和多个断路器之间的信息传递和身份认证。
本发明在断路器和电表自动配对过程中，不再涉及弱电端子，排除安全隐患，提高安全等级。
本发明电流编码方式具有可弹性设置的编码容量，编码容量的上限较高，可有效地降低误码率。
附图说明
图1为本发明一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法流程图；
图2为本发明一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法实施例1断路器和电表之间的有线连接方式示意图；
图3为本发明一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法实施例2断路器和电表之间的有线连接方式示意图；
图4为本发明一种用于断路器和电表进行配对的电流编码系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法，如图1所示，包括：
对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
当确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
预设编码方式以电流编码电路进行编码；
电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
确认码是随机码的正交编码。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
断路器和电表之间的有线连接方式示意图，如图2所示，本发明方法，包括以下步骤：
步骤S1：在断路器侧的9个断路器中的任一个断路器(例如，断路器1)通过功率线单次传输一个利用预设的电流编码方法随机生成的随机码；
步骤S2：当电表侧的9个电表中的任一个电表(例如，电表1)检测到(步骤S1中的)该随机码时，该电表通过内置于该电表的无线通讯模块单次反馈一个与随机码关联的确认码；
步骤S3：当断路器侧的上述断路器(断路器1)通过内置于该断路器的无线通讯模块获取该确认码时，上述断路器(断路器1)通过功率线单次传输利用预设的电流编码方法生成的该确认码，以便电表侧的上述电表(电表1)予以复核；
步骤S4：当电表侧的上述电表检测到(步骤S3中的)该确认码时，即可判定电表侧的9个电表中的某一个电表(电表1)和断路器侧的9个断路器中的某一个断路器(断路器1)之间的身份认证完成，即可进一步实现断路器和电表的自动配对工作。
进一步地，步骤S1和步骤S3中，预设的电流编码方式具体实施为：由电流编码电路生成，具有若干个电流等级/电流台阶。
其中，电流编码电路的具体负载可以实施为多种形式，包括但不限于电阻、电容、电感、变压器。
需要说明的是，预设的电流编码方式，既可以采用无功模式，也可以采用有功模式，根据实际需要选择即可。
值得一提的是，电流编码方式具有可弹性设置的编码容量，编码容量的上限较高，可有效地降低误码率。
作为举例，以0mA作为电流编码的起始位，以500mA作为电流编码的终止位，每隔1mA设置1个电流等级/电流台阶，每个电流等级/电流台阶均可视为1个特征值。因此，在该例子中，电流编码方式的编码容量为500个特征值。换而言之，断路器侧的任意两个断路器随机生成相同的随机码的概率(误码率)为0.2％，能够满足工程需要。
作为举例，以0mA作为电流编码的起始位，以1000mA作为电流编码的终止位，每隔1mA设置1个电流等级/电流台阶，每个电流等级/电流台阶均可视为1个特征值。因此，在该例子中，电流编码方式的编码容量为1000个特征值。换而言之，断路器侧的任意两个断路器随机生成相同的随机码的概率(误码率)为0.1％，能够满足工程需要。
进一步地，步骤S2和步骤S3中，内置于电表/断路器的无线通讯模块，优选采用近场无线通讯模块。其中，近场无线通讯模块优选具体实施为蓝牙(BLE)通讯模组。本领域技术人员应注意，内置于电表/断路器的无线通讯模块不应理解为仅局限于蓝牙通讯模组，可完成近距离数据传输的其他近场无线通讯方式均可适用(例如，ZigBee通讯模组等)。
进一步地，步骤S2中，随机码和确认码之间的关联方式具体实施为：确认码是随机码的正交编码，使得步骤S4中，电表在检测到确认码时可以方便地进行交叉验证，进一步降低误码率，从而提高断路器与电表之间的匹配成功率。
在本实施例中，在断路器和电表自动配对过程中，不再需要在断路器和电表之间设置RS485通信线，既节省物料成本、降低现场施工难度，还可扩展断路器和电表的覆盖范围。
在本实施例中，在断路器和电表自动配对过程中，不再涉及弱电端子，排除安全隐患，提高安全等级。
实施例2
断路器和电表之间的有线连接方式示意图，如图3所示，本发明方法包括以下步骤：
步骤S1：在断路器侧的任一个断路器(例如，断路器1)通过功率线单次传输一个利用预设的电流编码方法随机生成的随机码；
步骤S2：当电表侧的任一个电表(例如，电表1)检测到(步骤S1中的)该随机码时，该电表通过内置于该电表的无线通讯模块单次反馈一个与随机码关联的确认码；
步骤S3：当断路器侧的上述断路器(断路器1)通过内置于该断路器的无线通讯模块获取该确认码时，上述断路器(断路器1)通过功率线单次传输利用预设的电流编码方法生成的该确认码，以便电表侧的上述电表(电表1)予以复核；
步骤S4：当电表侧的上述电表检测到(步骤S3中的)该确认码时，即可判定电表侧的某一个电表(电表1)和断路器侧的某一个断路器(断路器1)之间的身份认证完成，即可进一步实现断路器和电表的自动配对工作。
进一步地，步骤S1和步骤S3中，预设的电流编码方式具体实施为：由电流编码电路生成，具有若干个电流等级/电流台阶。
其中，电流编码电路的具体负载可以实施为多种形式，包括但不限于电阻、电容、电感、变压器。
需要说明的是，预设的电流编码方式，既可以采用无功模式，也可以采用有功模式，根据实际需要选择即可。
值得一提的是，电流编码方式具有可弹性设置的编码容量，编码容量的上限较高，可有效地降低误码率。
作为举例，以0mA作为电流编码的起始位，以500mA作为电流编码的终止位，每隔1mA设置1个电流等级/电流台阶，每个电流等级/电流台阶均可视为1个特征值。因此，在该例子中，电流编码方式的编码容量为500个特征值。换而言之，断路器侧的任意两个断路器随机生成相同的随机码的概率(误码率)为0.2％，能够满足工程需要。
作为举例，以0mA作为电流编码的起始位，以1000mA作为电流编码的终止位，每隔1mA设置1个电流等级/电流台阶，每个电流等级/电流台阶均可视为1个特征值。因此，在该例子中，电流编码方式的编码容量为1000个特征值。换而言之，断路器侧的任意两个断路器随机生成相同的随机码的概率(误码率)为0.1％，能够满足工程需要。
进一步地，步骤S2和步骤S3中，内置于电表/断路器的无线通讯模块，优选采用近场无线通讯模块。其中，近场无线通讯模块优选具体实施为蓝牙(BLE)通讯模组。本领域技术人员应注意，内置于电表/断路器的无线通讯模块不应理解为仅局限于蓝牙通讯模组，可完成近距离数据传输的其他近场无线通讯方式均可适用(例如，ZigBee通讯模组等)。
进一步地，步骤S2中，随机码和确认码之间的关联方式具体实施为：确认码是随机码的正交编码，使得步骤S4中，电表在检测到确认码时可以方便地进行交叉验证，进一步降低误码率，从而提高断路器与电表之间的匹配成功率。
在本实施例中，在断路器和电表自动配对过程中，不再需要在断路器和电表之间设置RS485通信线，既节省物料成本、降低现场施工难度，还可扩展断路器和电表的覆盖范围。
在本实施例中，在断路器和电表自动配对过程中，不再涉及弱电端子，排除安全隐患，提高安全等级。
值得一提的是，以上各个实施例涉及的技术方案，在具体应用过程中，需要尽量保证信道干净减少干扰。断路器在做配对的时候，断路器的开关一般不带负载(如果在配对过程中带了负载，可能产生变化)。换而言之，如果断路器的开关带负载，则需要在电能稳定的情况下进行配对工作。
本发明还提出了一种用于断路器和电表进行配对的电流编码系统200，如图4所示，包括：
随机码生成模块201，对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
确认码生成模块202，确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
二次确认码生成模块203，确定当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
配对模块204，当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
预设编码方式以电流编码电路进行编码；
电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
确认码是随机码的正交编码。
本发明既节省物料成本、降低现场施工难度，还可扩展断路器和电表的覆盖范围。
本发明在断路器和电表自动配对过程中，充分利用电流编码方式，实现多个电表和多个断路器之间的信息传递和身份认证。
本发明在断路器和电表自动配对过程中，不再涉及弱电端子，排除安全隐患，提高安全等级。
本发明电流编码方式具有可弹性设置的编码容量，编码容量的上限较高，可有效地降低误码率。
本发明基于电流编码方式，在断路器侧的任一个断路器通过功率线单次传输一个随机码，在电表侧的对应的电表可检测到该随机码并且通过蓝牙等(近场)无线通讯模块做出响应，单次反馈一个确认码。当断路器侧的上述断路器通过蓝牙等(近场)无线通讯模块检测到确认码时，可通过功率线再次传输该确认码以便电表侧的对应的电表予以复核。当电表侧的对应的电表再次检测到该确认码时，即可判定任一个电表和对应的断路器之间的身份认证完成。
本发明基于电流编码方式，确认码和随机码之间存在预设的对应关系(例如，确认码是随机码的正交编码)，进一步降低误码率，从而提高断路器与电表之间的匹配成功率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于断路器和电表进行配对的电流编码方法，所述方法包括：
对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
当确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
2.根据权利要求1所述的方法，所述预设编码方式以电流编码电路进行编码；
所述电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
所述电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
3.根据权利要求1所述的方法，所述预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
4.根据权利要求1所述的方法，所述单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
5.根据权利要求1所述的方法，所述确认码是随机码的正交编码。
6.一种用于断路器和电表进行配对的电流编码系统，所述系统包括：
随机码生成模块，对断路器侧的任意一个断路器，以预设编码方式生成一个随机码，使用所述任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至电表侧的任意一个电表；
确认码生成模块，确定电表侧的任意一个电表接收到随机码时，获取电表侧的任一个电表的信息参数，生成与随机码关联的确认码，并将所述确认码反馈至所述断路器侧的任意一个断路器；
二次确认码生成模块，确定当所述断路器侧的任意一个断路器，接收到所述确认码后，以预设编码方式生成一个所述确认码的二次确认码，使用所述断路器侧的任意一个短路器的功率线进行单次传输，传输至所述电表侧的任意一个电表；
配对模块，当确定所述电表侧的任意一个电表接收到所述二次确认码后，确定完成所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表间的身份认证，即所述断路器侧的任意一个断路器和所述电表侧的任意一个电表配对成功。
7.根据权利要求6所述的系统，所述预设编码方式以电流编码电路进行编码；
所述电流编码电路具有若干个的电流等级或者电流台阶；
所述电流编码电路的具体负载，包括：电阻、电容、电感、变压器。
8.根据权利要求1所述的系统，所述预设编码方式，具有弹性设置的编码容量。
9.根据权利要求1所述的系统，所述单线传输，使用电表或者断路器的无线通讯模块进行单线传输。
10.根据权利要求1所述的系统，所述确认码是随机码的正交编码。
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