CN113098953A - 电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络，涉及电力通信技术领域，解决了传统的多台区多采集终端的电力数据采集方案存在的高成本技术问题。包括台区、一个采集终端、多个协调单元模块，其中，所述台区包括一个中心台区及多个非中心台区；所述中心台区与非中心台区均包括多个电表模块；所述采集终端安装在所述中心台区，设置有路由与数据汇聚模块；所述协调单元模块安装在所述非中心台区。本发明通过将台区划分中心台区与非中心台区，在中心台区设置采集终端，在非中心台区设置协调单元模块，仅仅一个采集终端便实现高效、可靠的全覆盖数据采集与通信，大大降低了成本。

Description

电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种一个电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络。

背景技术

电力信息采集网络是一个覆盖多个台区的大规模网络系统，传统的电力信息采集网络，普遍采用的方案为：在每个台区的变压器处安装一个集中器或采集终端，再在集中器中安装一个路由与数据汇聚模块，最后在用户电表中安装数据采集模块。路由与数据汇聚模块是电力信息采集网络的必要组成部分，有多少个台区，就需要安装多少个集中器或采集终端。这样一来才能保证电力信息的采集有效与可靠。

然而，这种系统方案的缺点是不论台区大小，以及几个台区位置是否在一起，都必须在每个变压器下安装一个集中器或采集终端，这样使得整个系统成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对于传统的多台区多采集终端的电力数据采集方案存在的高成本技术问题，提供了一种一个电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一个电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络，包括台区、一个采集终端、多个协调单元模块。

进一步地，所述台区包括一个中心台区及多个非中心台区；所述中心台区与非中心台区均包括多个电表模块；所述电表模块能够对用户的用电数据进行采集；所述采集终端安装在所述中心台区，设置有路由与数据汇聚模块；所述路由与数据汇聚模块能够对所述电表模块的档案、接入、路由维护与分配、数据冲突规避、信道资源进行管理，同时还具备网络拓扑分析、台区定位以及相线分析功能；所述协调单元模块安装在所述非中心台区，能够对所述非中心台区电表模块的用电数据进行采集，同时还具备台区定位和相线分析功能。

进一步地，所述台区各设置有一个变压器和一个台区总表；所述台区总表为三相表，且能够采集所属台区的总用电数据。

进一步地，所述采集终端安装在所述中心台区的变压器上。

进一步地，所述协调单元模块安装在所述非中心台区的所述台区总表中。

进一步地，所述中心台区与非中心台区以及非中心台区之间的所述电表模块通过无线路由通信连接；所述中心台区、非中心台区内部所述电表模块通过无线路由或电力载波路由通信连接。

进一步地，所述路由与数据汇聚模块、协调单元模块均至少与一个所述电表模块通信连接。

进一步地，在所述台区的设备安装完成后，所述路由与数据汇聚模块发起组网，其步骤为：

S1、所述路由与数据汇聚模块向其第一邻居节点发送组网信标；所述第一邻居节点为多个与所述路由与数据汇聚模块通信连接的所述电表模块；

S2、所述第一邻居节点收到所述组网信标后，向所述路由与数据汇聚模块发送入网申请；所述入网申请通过竞争方式发送；

S3、所述路由与数据汇聚模块按照竞争排序依次判断各节点的合法性，合法，同意入网，并为其分配信标时隙；否则，拒绝入网；

S4、所述第一邻居节点入网后，所述路由与数据汇聚模块向其发送转发所述组网信标指令；所述指令通过广播方式发送；

S5、所述第一邻居节点向其第二邻居节点转发所述组网信标；所述第二邻居节点为多个与所述第一邻居节点通信连接的，且未入网的电表模块；

S6、所述第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S2-S5完成入网。

进一步地，在组网完成后，还包括所述路由与数据汇聚模块发起时钟同步，其步骤为：

S7、所述路由与数据汇聚模块向所述第一邻居节点发送同步信标；

S8、所述第一邻居节点收到所述同步信标，将时钟修改成与所述路由与数据汇聚模块同步的时钟，并向所述第二邻居节点发送所述同步信标；所述第二邻居节点为多个与所述第一邻居节点通信连接的，且未时钟同步的电表模块；

S9、所述第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S8完成时钟同步。

进一步地，在完成时钟同步后，还包括对整个网络进行台区定位及相线分析，其步骤为：

S10、所述路由与数据汇聚模块发出台区定位与相线分析指令；所述台区定位与相线分析指令通过广播方式发出；

S11、所述中心台区的电表模块收到所述指令后，将各自的数据发送给所述中心路由与数据汇聚模块进行统计与分析；

S12、所述非中心台区的所述协调单元模块收到所述指令后，分别向其所在台区的所述电表模块转发所述台区定位与相线分析指令；转发指令通过广播方式发送；

S13、所述电表模收到所述台区定位与相线分析指令，将其数据发送至各自所属的协调单元模块，各协调单元模块统计分析所述数据，并发送至所述路由与数据汇聚模块。

实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本发明通过将台区划分中心台区与非中心台区，在中心台区设置采集终端，在非中心台区设置协调单元模块。协调单元模块负责非中心台区的用电数据采集与分析，并将结果发送至采集终端，采集终端负责中心台区的用电数据采集与分析，实现高效、可靠的全覆盖数据采集与通信。因此极大减少了采集终端的数量，较之于传统的多数据终端采集模式，大大降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，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，附图中：

图1是本发明实施例的网络拓扑图；

图2是本发明实施例的组网流程图；

图3是本发明实施例的时序结构图；

图4是本发明实施例的同步流程图；

图5是本发明实施例的台区定位与相线分析流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，一种电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络，包括台区、一个采集终端、多个协调单元模块。具体地，台区包括一个中心台区及多个非中心台区，中心台区与非中心台区均包括多个电表模块，电表模块能够对用户的用电数据进行采集。采集终端安装在中心台区，并设置有路由与数据汇聚模块，路由与数据汇聚模块能够对电表模块的档案、接入、路由维护与分配、数据冲突规避、信道资源进行管理，同时还具备网络拓扑分析、台区定位以及相线分析功能；协调单元模块安装在每一个非中心台区，能够对非中心台区电表模块的用电数据进行采集，同时还具备台区定位和相线分析功能。进一步地，台区中各设置有一个变压器和一个台区总表，台区总表为三相表，且能够采集所属台区的总用电数据。采集终端安装在中心台区的变压器上，协调单元模块安装在非中心台区的台区总表中。

本实施例中，中心台区与非中心台区之间电表模块采用无线路由通信连接，以及非中心台区之间的电表模块采用无线路由通信连接，而中心台区、各非中心台区内部的电表模块则根据设备具体需要采用无线路由或电力载波路由通信连接。即在各台区之间采用无线通信，而各台区内部电表模块、协调单元模块、终端采集器之间既可以无线通信，也可以电力线物理连接通信，还可以无线通信与电力线物理连接通信并存。路由与数据汇聚模块、协调单元模块均至少与一个电表模块通信连接，路由与数据汇聚模块、协调单元模块可以直接无线连通，也可间接连通，具体根据实际情况而定。

如图2-3所示，在台区的设备安装完成后，路由与数据汇聚模块发起组网，其步骤为：

S1、路由与数据汇聚模块向其第一邻居节点发送组网信标；第一邻居节点为多个与路由与数据汇聚模块通信连接的电表模块；

S2、第一邻居节点收到组网信标后，通过竞争方式发送向路由与数据汇聚模块发送入网申请；

S3、路由与数据汇聚模块按照竞争排序依次判断各节点的合法性，合法，同意入网，并为其分配信标时隙；否则，拒绝入网。路由与数据汇聚模块通过白名单来判断节点的合法性，在白名单的节点为合法，否则为非法。白名单为未入网节点的列表，所有未入网节点都依次排列在该列表中。进一步地，路由与数据汇聚模块还需要为已入网节点分配工作时隙，当节点工作时隙到来时，该节点才能进行采集数据或发送数据以及台区定位与相线分析。时隙分别给无线路由与电力载波路由分配时限，优选地，按照先无线路由节点后电力载波路由节点的顺序分配时限，一个无线路由时隙和一个电力载波时隙构成一个周期，并在时序上依次重复排列；

S4、第一邻居节点入网后，路由与数据汇聚模块通过广播方式向其发送转发组网信标指令；

S5、第一邻居节点向其第二邻居节点转发组网信标；第二邻居节点为多个与第一邻居节点通信连接的，且未入网的电表模块；

S6、第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S2-S5完成入网。需说明的是，后续未入网的节点为与第二节点(即第二邻居节点，第一节点的邻居节点)连接的第三邻居节点、与第三节点(即第三邻居节点第二节点的邻居节点)连接第四节点，以此类推，直到涵盖台区所有节点。

如图4所示，在组网完成后，路由与数据汇聚模块发起时钟同步，其步骤为：

S7、路由与数据汇聚模块向第一邻居节点发送同步信标；

S8、第一邻居节点收到同步信标，将时钟修改成与路由与数据汇聚模块同步的时钟，并向第二邻居节点发送同步信标；第二邻居节点为多个与第一邻居节点通信连接的，且未时钟同步的电表模块；

S9、第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S8完成时钟同步。其它后续未入网的节点参见上文所述。

通过时钟同步，各台区的设备节点时钟均与路由与数据汇聚模块时钟保持一致，使得各节点在时隙上有序通讯，避免紊乱。

如图5所示，其台区定位及相线分析的步骤为：

S10、路由与数据汇聚模块发出台区定位与相线分析指令；台区定位与相线分析指令通过广播方式发出；

S11、中心台区的电表模块收到指令后，将各自的数据发送给中心路由与数据汇聚模块进行统计与分析；

S12、非中心台区的协调单元模块收到指令后，分别向其所在台区的电表模块转发台区定位与相线分析指令；转发指令通过广播方式发送；

S13、电表模收到台区定位与相线分析指令，将其数据发送至各自所属的协调单元模块，各协调单元模块统计分析数据，并发送至路由与数据汇聚模块。

最后，路由与数据汇聚模块将分析结果传输至后台管理中心。

上述实施例将台区划分中心台区与非中心台区，在中心台区设置采集终端，在非中心台区设置协调单元模块。协调单元模块负责非中心台区的用电数据采集与分析，并将结果发送至采集终端，采集终端负责中心台区的用电数据采集与分析，实现高效、可靠的全覆盖数据采集与通信。因此极大减少了采集终端的数量，较之于传统的多数据终端采集模式，大大降低了成本。

在阅读完本文描述的内容之后，本领域的技术人员应当明白，本文描述的各种特征可通过方法、数据处理系统或计算机程序产品来实现。因此，这些特征可不采用硬件的方式、全部采用软件的方式或者采用硬件和软件结合的方式来表现。此外，上述特征也可采用存储在一种或多种计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式来表现，该计算机可读存储介质中包含计算机可读程序代码段或者指令，其存储在存储介质中。可读存储介质被配置为存储各种类型的数据以支持在装置的操作。可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现。如静硬态盘、随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、光存储设备、磁存储设备、快闪存储器、磁盘或光盘和/或上述设备的组合。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电力终端覆盖多个台区信息采集的通信网络，其特征在于，包括台区、一个采集终端、多个协调单元模块：

所述台区包括一个中心台区及多个非中心台区；所述中心台区与非中心台区均包括多个电表模块；所述电表模块能够对用户的用电数据进行采集；

所述采集终端安装在所述中心台区，设置有路由与数据汇聚模块；所述路由与数据汇聚模块、协调单元模块均至少与一个所述电表模块通信连接；

所述路由与数据汇聚模块能够对所述电表模块的档案、接入、路由维护与分配、数据冲突规避、信道资源进行管理；同时，还具备网络拓扑分析、台区定位以及相线分析功能；所述协调单元模块安装在所述非中心台区，能够对所述非中心台区电表模块的用电数据进行采集；同时，还具备台区定位和相线分析功能。

2.根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于，所述台区各设置有一个变压器和一个台区总表；

所述台区总表为三相表；

所述台区总表能够采集所属台区的总用电数据。

3.根据权利要求2所述的通信网络，其特征在于，所述采集终端安装在所述中心台区的变压器上；

所述协调单元模块安装在所述非中心台区的所述台区总表中。

4.根据权利要求3所述的通信网络，其特征在于，所述中心台区与非中心台区以及非中心台区之间的所述电表模块通过无线路由通信连接；

所述中心台区、非中心台区内部的所述电表模块通过无线路由或电力载波路由通信连接。

5.根据权利要求4所述的通信网络，其特征在于，在所述台区的设备安装完成后，所述路由与数据汇聚模块发起组网，其步骤为：

S1、所述路由与数据汇聚模块向其第一邻居节点发送组网信标；所述第一邻居节点为多个与所述路由与数据汇聚模块通信连接的所述电表模块；

S2、所述第一邻居节点收到所述组网信标后，向所述路由与数据汇聚模块发送入网申请；所述入网申请通过竞争方式发送；

S3、所述路由与数据汇聚模块按照竞争排序依次判断各节点的合法性，合法，同意入网，并为其分配信标时隙；否则，拒绝入网；

S4、所述第一邻居节点入网后，所述路由与数据汇聚模块向其发送转发所述组网信标指令；所述指令通过广播方式发送；

S5、所述第一邻居节点向其第二邻居节点转发所述组网信标；所述第二邻居节点为多个与所述第一邻居节点通信连接的，且未入网的电表模块；

S6、所述第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S2-S5完成入网。

6.根据权利要求5所述的通信网络，其特征在于，在组网完成后，还包括所述路由与数据汇聚模块发起时钟同步，其步骤为：

S7、所述路由与数据汇聚模块向所述第一邻居节点发送同步信标；

S8、所述第一邻居节点收到所述同步信标，将时钟修改成与所述路由与数据汇聚模块同步的时钟，并向所述第二邻居节点发送所述同步信标；所述第二邻居节点为多个与所述第一邻居节点通信连接的，且未时钟同步的电表模块；

S9、所述第二邻居节点及其它后续未入网的节点均按照步骤S8完成时钟同步。

7.根据权利要求6所述的通信网络，其特征在于，在完成时钟同步后，还包括对整个网络进行台区定位及相线分析，其步骤为：

S10、所述路由与数据汇聚模块发出台区定位与相线分析指令；所述台区定位与相线分析指令通过广播方式发出；

S11、所述中心台区的电表模块收到所述指令后，将各自的数据发送给所述中心路由与数据汇聚模块进行统计与分析；

S12、所述非中心台区的所述协调单元模块收到所述指令后，分别向其所在台区的所述电表模块转发所述台区定位与相线分析指令；转发指令通过广播方式发送；

S13、所述电表模收到所述台区定位与相线分析指令，将其数据发送至各自所属的协调单元模块，各协调单元模块统计分析所述数据，并发送至所述路由与数据汇聚模块。

Images