CN113098748A - 一种基于双模通信的抄表方法及抄表系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于双模通信的抄表方法及抄表系统，涉及电力通信技术领域，解决了现有的双模混合通信中，数据经由HPLC传输时抄表的成功率降低的技术问题。该抄表方法包括以下步骤：CAC发起混合组网；CAC根据路由下发抄表命令报文至目标子节点，抄表命令报文逐层转发；抄表命令报文通过无线通信转发时下一层子节点不回复确认的ACK报文，抄表命令报文通过HPLC转发时下一层子节点回复确认的ACK报文；上一层节点在设定时间内没有收到ACK报文则启动重传；目标子节点收到抄表命令报文后，读取计量数据后回送数据报文至CAC。本发明的抄表命令报文通过HPLC传输时进行了确认重传，提高了远程抄表的成功率，同时对无线通信方式不进行确认重传，提高了通信效率。

Description

一种基于双模通信的抄表方法及抄表系统
技术领域
本发明涉及电力通信技术领域，尤其是涉及一种基于双模通信的抄表方法及抄表系统。
背景技术
用电信息采集系统一般包括集中器、采集器或电能表，集中器具有的通信单元CAC(Cellular Access Center)是通信的中心节点，采集器或电能表所在的通信单元就是子节点，集中器通过CAC远程读取采集器或者电能表的数据。
由无线通信、HPLC(High-speed Power Line Communications，宽带电力线载波)组成的双模混合实现集中器与采集器或电能表之前的通信越来越广泛地被应用到电网中，利用双模通信进行抄表是其中一项重要的应用。但对双模混合通信进行有效控制，充分发挥出双模的优势，仍然是一个难题。现有技术中，双模混合通信采用两种方案：一种是双模混合通信中无线通信、HPLC环节均没有重传机制，双模通信总体负荷低，但每次通信没有充分的保障，出现通信失败的几率相对较大；另一种是无线通信、HPLC环节均采用多次重传机制，此方案单次通信成功率高，但当通信网络中节点较多，通信频繁时，通信负荷迅速增加，效率会大大下降。
在双模混合通信实践中发现，在双模混合通信网络中，HPLC的路径往往是脆弱的一环，使得整体通信成功率下降。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有的无线通信、HPLC双模混合通信中，数据经由HPLC传输时容易出错或丢失，使远程抄表的成功率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双模通信的抄表方法及抄表系统，以解决现有技术中存在的无线通信、HPLC双模混合通信中，数据经由HPLC传输时容易出错或丢失，使远程抄表的成功率降低技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种基于双模通信的抄表方法，用于多个电能表或采集器通过无线通信和/或HPLC方式将计量数据将发送至集中器，所述集中器为中心节点并设有通信单元CAC及电能表的档案表，所述电能表或采集器为子节点，所述抄表方法包括以下步骤：
S100：所述通信单元CAC根据所述档案表发起混合组网，组网完成后得到所述中心节点到达各个所述子节点的路由表；
S200：所述通信单元CAC根据算法选出最优路由，然后沿所述最优路由下发抄表命令报文至目标子节点，所述抄表命令报文沿所述最优路由逐层转发；
S300：所述抄表命令报文通过无线通信转发时下一层子节点收到该报文不回复确认的ACK报文，所述抄表命令报文通过HPLC转发时下一层子节点收到该报文回复确认的ACK报文；
S400：上一层节点在设定时间内没有收到所述ACK报文则启动重传，重传次数超过设定次数仍未收到所述ACK报文则此次通信失败，所述通信单元CAC选择新路由重新发送抄表命令报文至目标子节点；
S500：所述目标子节点收到所述抄表命令报文后，读取所述目标子节点的计量数据后沿原路由回送数据报文至所述通信单元CAC。
可选地，所述ACK报文的重传次数能够进行调整。
可选地，所述ACK报文的重传次数为三次。
可选地，所述ACK报文通过重传计时器设定重传时间。
可选地，所述重传时间设定为50ms-400ms之间。
可选地，所述HPLC通信方式采用OFDM的频率正交技术。
可选地，所述无线通信的频段为230MHz或460Mhz。
可选地，多个所述电能表或采集器之间的拓扑结构为星型网络。
可选地，多个所述集中器之间的拓扑结构为树型网络。
一种基于双模通信的抄表系统，所述抄表系统包括以上任一所述的抄表方法。
上述任一技术方案至少可以产生如下技术效果：
本发明的抄表命令报文通过HPLC传输时进行了确认重传，提高了远程抄表的成功率，同时对成功率较高的无线通信方式不进行确认重传，能够减低通信负荷，提高了整个双模通信网络的通信效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种基于双模通信的抄表方法的流程图一；
图2是本发明的一种基于双模通信的抄表方法的流程图二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种基于双模通信的抄表方法，如图1-2所示，用于多个电能表或采集器通过无线通信和/或HPLC方式将计量数据将发送至集中器，从而实现了双模通信抄表，集中器为中心节点(下发抄表命令报文)并设有通信单元CAC(Cellular Access Center，微功率无线通信方式的中心接入节点)是及电能表的档案表(档案表主要包括电能表的条形码、厂编号、型号、相、线、额定电压、标定电流、电表类型、功率方向、准确等级、生产厂家、结构代码等，用于不同的电能表之间进行区分)，电能表或采集器为子节点(接收抄表命令报文)，该抄表方法包括以下步骤：
S100：通信单元CAC根据档案表发起混合组网，组网完成后得到中心节点到达各个子节点的路由表，混合组网使中心节点到任一子节点之间均通过无线和HPLC建立路由，即中心节点既可以通过无线，也可以通过HPLC向任一子节点传输数据，组网技术为现有技术，直接采用并根据需要配置即可；
S200：通信单元CAC根据算法选出最优路由，然后沿最优路由下发抄表命令报文至目标子节点，抄表命令报文沿最优路由逐层转发，最优路由的计算算法为计算机网路中的现有技术，如Dijkstra算法、距离向量路由算法等，根据需要进行选择即可；
S300：抄表命令报文通过无线通信转发时下一层子节点收到该报文不不回复确认的ACK报文(Acknowledge character，确认字符，数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符，表示发来的数据已确认接收无误)，抄表命令报文通过HPLC转发时下一层子节点收到该报文回复确认的ACK报文，由于双模通信中，大部分数据传输故障由HPLC传输引起，对HPLC传输进行确认能够提高抄表的成功率，而对成功率较高的无线通信方式不进行确认重传，便于降低无线通信负荷，提高通信效率，使整个无线通信网络始终保持畅通。
S400：上一层节点在设定时间内没有收到ACK报文则启动重传，重传次数超过设定次数仍未收到ACK报文则此次通信失败，通信单元CAC选择新路由重新发送抄表命令报文至目标子节点；通信失败表明当前选择的路由不通，在路由表中另外选择一条新路由进行抄表命令报文传输即可；ACK报文的确认重传机制为计算机网络中TCP实现可靠数据传输的现有技术，此处不再赘述；
S500：目标子节点收到抄表命令报文后，读取目标子节点的计量数据(如抄表时间、读数等)后沿原路由回送数据报文至通信单元CAC，通信单元CAC收到该计量数据后即完成整个抄表过程。
本发明的抄表命令报文通过HPLC传输数据时进行了确认重传，提高了远程抄表的成功率，同时对成功率较高的无线通信方式不进行确认重传，能够减低通信负荷，提高了整个双模通信网络的通信效率。
作为可选地实施方式，述ACK报文的重传次数能够进行调整，重传次数可根据网络情况和之前抄表成功率综合考量进行选择，能够进行次数调整便于根据不同的使用环境进行灵活选择。ACK报文的重传次数为三次，三次重传能够满足大部分使用需要，也便于上一层节点及时确认通信失败，重新选择新的路由发送抄表命令报文。
作为可选地实施方式，ACK报文通过重传计时器设定重传时间，通过重传计时器设定重传时间便于用于根据网络状况对重传时间进行灵活调整，能够更好满足使用需要。重传时间设定为50ms-400ms之间，这个时间段覆盖了大部分传输异常的时间，便于及时发现通信故障，提高重传的效率。
作为可选地实施方式，HPLC通信方式采用OFDM的频率正交技术，OFDM技术可重复利用多个子载带来传输，并保持正交性，消除码间干扰，提升了频率利用率，有利于通过HPLC成功实现数据传输。
作为可选地实施方式，无线通信的频段为230MHz或470Mhz，这两种频段在电力无线通信专网中应用较多，其中470Mhz应用更为普遍，但面对高楼等复杂的应用环境存在一定局限，由此出现了抗干扰和穿透力更强的更低频带230Mhz。本发明的无线通信频段兼容两种频段能够更好与现有的设备匹配，便于用户根据需要进行选择使用。
作为可选地实施方式，多个电能表或采集器之间的拓扑结构为星型网络。一般多个电能表或采集器是集群分布，多个电能表或采集器分布在同一个表箱内，同一个表箱内各电能表或采集器之间距离近且没有障碍物阻挡，星型网络拓扑结构简单，节点间能够直接通信，更够很好适应这种使用需要。
作为可选地实施方式，多个集中器之间的拓扑结构为树型网络。多个表箱之间距离较远且有障碍物阻挡，而树型网络具有层次性好，可扩展性好的特点。因此，多个集中器之间的拓扑结构为树型网络能满足了中心节点与子节点之间的层次性需要，也便于进行扩展。
一种基于双模通信的抄表系统，抄表系统采用本发明提供的抄表方法。该抄表系统通过HPLC传输数据时进行了确认重传，提高了远程抄表的成功率，也提高了整个双模通信网络的通信效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于双模通信的抄表方法，用于多个电能表或采集器通过无线通信和/或HPLC方式将计量数据将发送至集中器，所述集中器为中心节点并设有通信单元CAC及电能表的档案表，所述电能表或采集器为子节点，其特征在于，所述抄表方法包括以下步骤：
S100：所述通信单元CAC根据所述档案表发起混合组网，组网完成后得到所述中心节点到达各个所述子节点的路由表；
S200：所述通信单元CAC根据算法选出最优路由，然后沿所述最优路由下发抄表命令报文至目标子节点，所述抄表命令报文沿所述最优路由逐层转发；
S300：所述抄表命令报文通过无线通信转发时下一层子节点收到该报文不回复确认的ACK报文，所述抄表命令报文通过HPLC转发时下一层子节点收到该报文回复确认的ACK报文；
S400：上一层节点在设定时间内没有收到所述ACK报文则启动重传，重传次数超过设定次数仍未收到所述ACK报文则此次通信失败，所述通信单元CAC选择新路由重新发送抄表命令报文至目标子节点；
S500：所述目标子节点收到所述抄表命令报文后，读取所述目标子节点的计量数据后沿原路由回送数据报文至所述通信单元CAC。
2.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述ACK报文的重传次数能够进行调整。
3.根据权利要求2所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述ACK报文的重传次数为三次。
4.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述ACK报文通过重传计时器设定重传时间。
5.根据权利要求4所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述重传时间设定为50ms-400ms之间。
6.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述HPLC通信方式采用OFDM的频率正交技术。
7.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，所述无线通信的频段为230MHz或460Mhz。
8.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，多个所述电能表或采集器之间的拓扑结构为星型网络。
9.根据权利要求1所述的双模通信的抄表方法，其特征在于，多个所述集中器之间的拓扑结构为树型网络。
10.一种基于双模通信的抄表系统，其特征在于，所述抄表系统采用权利要求1-9中任一所述的抄表方法。
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