CN112700632A - 一种多信道传输无线计量脉冲的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多信道传输无线计量脉冲的方法和系统。本发明采用多信道传输脉冲计量信号，将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号，对后续到达的无线脉冲报文不做处理，直接丢弃。本发明使得计量脉冲无线传输的失败率降低多个数量级，有效地消除脉冲传输失败导致检定误判的情况，保证了电表检定的准确性，提高了电表检定的效率。

Description

一种多信道传输无线计量脉冲的方法和系统

技术领域

本发明涉及电力领域，具体涉及一种多信道传输无线计量脉冲的方法和系统。

背景技术

随着智能电表的逐步推广，电表的检定方式也相应发生了相应的变化，在新的智能电表规范中，电表的辅助接线端子被取消，电表的检定方式也从传统的端子有线接触转变成以蓝牙为代表的无线数据传输。随着数据传输方式的变更，新的技术问题也随之呈现出来：从通信原理上讲，无线传输并不是一种可靠的通信方式。在无线通信过程中，有可能因为信道被占用，信号被干扰等多种原因导致数据传输失败。

电表的检定主要依靠统计计量脉冲的方式来实现。首先，电表在指定的工作条件下工作，按照规范要求输出标准的脉冲信号，每一个计量脉冲对应一定数量的电能。以有功脉冲为例：在工作状态下，每个有功脉冲代表1/1200Kwh的电能。在实际的电表检定过程中，检定装置会根据电表计满指定电量实际需要的时间与理论基准时间之间的差值来计算电表的计量精度。具体实现过程就是统计生成指定数量脉冲所需的时间，进而计算出电表的计量误差。因此，在检定过程中，每个脉冲的检定时刻都非常重要，如果计量脉冲在传输过程中因为传输失败导致信号丢失或者重大延时，都会影响脉冲的检定时刻，引入额外的计量误差，严重时甚至会引入重大误差。虽然检表装置可以通过软件算法剔除非正常重大误差，但是当重大误差出现的概率较高时，会影响软件算法的正确性，进一步导致检定装置无法正常工作，产生误判的情况。

现有技术通常采用重发无线计量脉冲的方式进行容错处理，如专利CN201910896533.5所描述的方法。在这种重发无线脉冲的方案中：每当电表计满指定单位电量时，电表侧一次性连续发送三个重复的无线脉冲报文，检表侧装置只要接收到其中任一报文，就可以恢复出检定需要的脉冲信号。在实际应用中，这种技术方案具有很大的局限性：三个重复的无线脉冲报文使用同一无线信道，具有很大的相关性。当脉冲传输失败是因为随机噪声造成时，采用重发无线脉冲的方式能够有效地提升信号传输的成功率，取得比较好的传输效果。但是，当传输失败是由于无线信道被占用造成时，重发无线脉冲并不能避免由于信道占用而产生的数据碰撞，无法提升信号传输的成功率。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种多信道传输无线计量脉冲的方法和系统。为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下。

一种多信道传输无线计量脉冲的方法，包括：

生成计量脉冲信号；

将计量脉冲信号转换封装为无线脉冲报文；

将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；其中，各个无线发送信道的频点不同；

通过无线接收信道接收无线脉冲报文；其中，无线接收信道的数量与无线发送信道的数量相同，并且无线接收信道的频点分别无线发送信道的频点一一对应；

将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号；

将后续到达的无线脉冲报文不做处理，直接丢弃。

优选的，解析出最先到达的无线脉冲报文的报文序号，并存储至报文序号队列中，若无线脉冲报文的报文序号存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

优选的，所述计量脉冲信号包括有功脉冲、无功脉冲、秒脉冲信号。

优选的，所述至少两个不同的无线发送信道采用同一个通信模块实现，并且各个无线接收信道分别采用独立的通信模块实现，以使得各个无线接收信道并行独立接收无线脉冲报文。

一种多信道传输无线计量脉冲的方法，包括：发送电路和接收电路；其中，发送电路包括控制模块和第一通信模块，接收电路包括第二通信模块和脉冲恢复模块；

控制模块接收计量电路检测的计量脉冲信号，将计量脉冲信号转换为无线脉冲报文；第一通信模块将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；

第二通信模块通过至少两个不同的无线接收信道分别接收计量脉冲信号；脉冲恢复模块将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号。

优选的，第二通信模块包括至少两个第二子通信模块，且第二子通信模块的频点与无线发送信道的频点一一对应。

优选的，脉冲恢复模块将接收到的无线脉冲报文解析出报文序号，并判断报文序号是否存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，若已经存在则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

现对于现有技术，本发明的有益技术效果在于：发明技术方案可以使计量脉冲无线传输的失败率降低多个数量级。有效地消除由于无线脉冲传输失败而导致检定误判的情况，保证了电表检定的准确性，提高了电表检定的效率，使无线检表方式具有与传统检表方式同样的准确性和检表效率。

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例作简单地介绍，以下仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

附图说明

图1为本发明的多信道传输无线计量脉冲系统示意图；

图2为本发明的多信道传输无线计量脉冲方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本实例的多信道传输无线计量脉冲的系统包括：发送电路和接收电路；其中，发送电路包括控制模块和第一通信模块，接收电路包括第二通信模块和脉冲恢复模块；控制模块接收计量电路检测的计量脉冲信号，将计量脉冲信号转换为无线脉冲报文；第一通信模块将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；第二通信模块通过至少两个不同的无线接收信道分别接收计量脉冲信号；脉冲恢复模块将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号。第二通信模块包括至少两个第二子通信模块，且第二子通信模块的频点与无线发送信道的频点一一对应。

脉冲恢复模块将接收到的无线脉冲报文解析出报文序号，并判断报文序号是否存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，若已经存在则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

示例性的，发送电路集成在电表内，包括控制模块和通信模块。控制模块接收计量电路传递过来的计量脉冲，所述计量脉冲包括有功脉冲、无功脉冲、秒脉冲等各种脉冲信号，然后将脉冲信号转换为适合无线传输的无线脉冲报文，最后将报文传递给通信模块。通信模块工作在2.4G频段，使用和蓝牙5.0相同的信道划分：共40个无线信道,每个信道带宽2MHz。首先，通信模块将工作频点调整到信道1对应的频点2406MHz，将脉冲报文A通过信道1发出。然后，再次调工作频点到2408MHz，通过信道2将脉冲报文B发送一遍。最后，调整工作频点到2410MHz，通过信道3将脉冲报文C再次发送。报文A、B、C具有相同的报文序号，携带相同的计量脉冲信息。

接收电路集成在检表侧装置内，接收电路包括3个通信模块和1个脉冲恢复模块。第一通信模块通过第一信道接收无线脉冲报文，对应的工作频点是2406MHz；第二通信模块通过第二信道接收无线脉冲报文，对应的工作频点是2408MHz；第三通信模块通过第三信道接收无线脉冲报文，对应的工作频点是2410MHz。通信模块收到无线脉冲报文后，将报文传递给脉冲恢复模块进行处理。

脉冲恢复模块接收到报文后，解析出报文序号，判断该序号是否存在于已接收报文序号队列中。如果报文序号不存在于序号队列中，那么该报文是一个新脉冲报文，需要将该报文序号保存在已接收报文序号队列中。同时，根据报文内容，脉冲恢复模块恢复出相应的计量脉冲信号，传递给检定电路进行电表检定工作。如果该报文序号存在于已接收报文序号队列中，则证明这是一个已经通过其它信道传输过的报文，之前已经处理过了，脉冲恢复模块直接丢弃这个报文，不做任何处理。

通过多信道传输无线计量脉冲可以有效地提高无线计量脉冲传输的成功率。三个信道传送的无线脉冲报文只要有一个报文能够成功被检表侧通信模块接收，就能够正确恢复出原始的计量脉冲信号。根据多信道传输无线计量脉冲的成功率计算公式可以计算得到，如果单个信道传输报文的成功率90％，那么采用多信道传输无线计量脉冲的系统可以实现99.9％的脉冲传送成功率。

P＝1-P(^-A ^-B ^-C)＝1-(1-P(A))×(1-P(B))×(1-P(C))

电表内计量电路生成计量脉冲，将生成的计量脉冲传递到发送电路的控制模块。控制模块接收计量电路传递过来的计量脉冲，根据然后将脉冲信号转换为适合无线传输的报文。然后将无线脉冲报文传递给通信模块，通信模块通过三个不同的无线信道依次将报文发送出去。检表侧装置的接收电路有三个模块，每个模块使用不同的无线信道接收通信模块发出的报文。收到报文后，转发给脉冲恢复模块进行处理。脉冲恢复模块接收到最先到达的无线报文后，立刻恢复出原始计量脉冲信号。通过其它通道后续到达的无线报文不做处理，直接丢弃。

实施例二

本实施例的多信道传输无线计量脉冲的方法包括：

生成计量脉冲信号；

将计量脉冲信号转换封装为无线脉冲报文；

将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；其中，各个无线发送信道的频点不同；

通过无线接收信道接收无线脉冲报文；其中，无线接收信道的数量与无线发送信道的数量相同，并且无线接收信道的频点分别无线发送信道的频点一一对应；

将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号；

将后续到达的无线脉冲报文不做处理，直接丢弃。

解析出最先到达的无线脉冲报文的报文序号，并存储至报文序号队列中，若无线脉冲报文的报文序号存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

所述计量脉冲信号包括有功脉冲、无功脉冲、秒脉冲信号。

所述至少两个不同的无线发送信道采用同一个通信模块实现，并且各个无线接收信道分别采用独立的通信模块实现，以使得各个无线接收信道并行独立接收无线脉冲报文。

示例性的，如图2所示工作流程包括：

电表的计量电路生成计量脉冲信号，然后将计量脉冲信号发送至发送电路的控制模块进行处理。

当计量脉冲的边沿发生变化时，触发一个事件。控制模块根据这个事件生成一个适合无线传输的脉冲报文。

通信模块更改工作频点，切换无线信道，为发送无线脉冲报文做好准备。

通过准备好的信道发送无线脉冲报文。确保报文发送成功。

判断是否已通过所有的信道发送了该无线脉冲报文。如果已经全部发送，则结束无线脉冲报文发送流程，否则，通过下一个信道继续发送该无线脉冲报文。

本发明方案主要应用于智能电表的无线检定中。可以应用于有功脉冲、无功脉冲的无线传输，也可以应用于秒脉冲信号的无线传输。采用本发明方案，可以使计量脉冲无线传输的失败率降低多个数量级。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多信道传输无线计量脉冲的方法，其特征在于，包括：

生成计量脉冲信号；

将计量脉冲信号转换封装为无线脉冲报文；

将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；其中，各个无线发送信道的频点不同；

通过无线接收信道接收无线脉冲报文；其中，无线接收信道的数量与无线发送信道的数量相同，并且无线接收信道的频点分别无线发送信道的频点一一对应；

将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号；

将后续到达的无线脉冲报文不做处理，直接丢弃。

2.根据权利要求1所述的，其特征在于，解析出最先到达的无线脉冲报文的报文序号，并存储至报文序号队列中；若无线脉冲报文的报文序号存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

3.根据权利要求2所述的多信道传输无线计量脉冲的方法，其特征在于，所述计量脉冲信号包括有功脉冲、无功脉冲、秒脉冲信号。

4.根据权利要求1-3任一所述的多信道传输无线计量脉冲的方法，其特征在于，所述至少两个不同的无线发送信道采用同一个通信模块实现，并且各个无线接收信道分别采用独立的通信模块实现，以使得各个无线接收信道并行独立接收无线脉冲报文。

5.一种多信道传输无线计量脉冲的系统，其特征在于，包括：发送电路和接收电路；其中，发送电路包括控制模块和第一通信模块，接收电路包括第二通信模块和脉冲恢复模块；

控制模块接收计量电路检测的计量脉冲信号，将计量脉冲信号转换为无线脉冲报文；第一通信模块将无线脉冲报文通过至少两个不同的无线发送信道依次发送出去；

第二通信模块通过至少两个不同的无线接收信道分别接收计量脉冲信号；脉冲恢复模块将最先到达的无线脉冲报文恢复出计量脉冲信号。

6.根据权利要求5所述的多信道传输无线计量脉冲的系统，其特征在于，第二通信模块包括至少两个第二子通信模块，且第二子通信模块的频点与无线发送信道的频点一一对应。

7.根据权利要求6所述的多信道传输无线计量脉冲的系统，其特征在于，脉冲恢复模块将接收到的无线脉冲报文解析出报文序号，并判断报文序号是否存在于已接收若无线脉冲报文的报文序号队列中，若已经存在则直接丢弃无线脉冲报文，不做任何处理。

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