CN113115279B - 电表与断路器自动关联配对系统及方法 - Google Patents

电表与断路器自动关联配对系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电表与断路器自动关联配对方案，在一定的电表箱布局下，电表内装置蓝牙多天线矩阵，断路器内装置蓝牙单天线，利用AoA/AoD定位技术确定角度，同时结合RSSI能量检测技术，找到与电表距离最近的断路器。通过电表与断路器之间的定位，实现电表和断路器的全自动配对，最大程度规避人工手动配对可能带来的错配隐患，同时大幅提升配对效率。

Description

电表与断路器自动关联配对系统及方法
技术领域
本发明涉及电力物联网领域，尤其涉及一种电表与断路器自动关联配对系统及方法。
背景技术
智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。
然而，实际安装过程中，电表未通电，内置的蓝牙模块无法工作；其次，安装过程无序，难以保证电表和断路器一一对应安装；再次，电表和断路器过多，若使用人工手动对应，十分容易出错。因此，电表与断路器实现自动关联配对的方案需要完善和改进。
发明内容
本发明技术方案所解决的问题是提供一种电表与断路器自动关联配对系统及方法，能实现电表与断路器全自动关联配对，最大程度规避了人工手动配对可能带来的错配隐患，同时大幅提升配对效率。
为解决上述问题，本发明提供一种电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，包括：电表箱，所述电表箱内设置有多个分区，所述分区之间存在物理隔断；每个所述分区内均安装有一个电表，且所述电表连接有一个断路器；所述电表及所述断路器均内置有蓝牙模块；其中，所述电表蓝牙模块被配置为蓝牙主设备，所述断路器蓝牙模块被配置为蓝牙从设备；所述蓝牙主设备具有对所述蓝牙从设备定位的功能。
可选的，所述电表蓝牙模块包括蓝牙多天线矩阵。
可选的，所述断路器蓝牙模块包括蓝牙单天线。
可选的，所述定位的功能包括能量检测功能，根据检测到的能量进行距离定位。
可选的，所述能量检测功能是利用RSSI技术实现的。
可选的，所述定位的功能包括角度测量功能，根据检测到的角度进行角度定位。
可选的，所述角度测量功能是利用AoA技术实现的。
相应的，本发明还提供一种电表与断路器自动关联配对方法，利用如上所述的电表与断路器自动关联配对系统来实现电表与断路器自动关联配对，包括以下步骤：步骤S1：给所述电表箱内全部所述电表加载电压，使得全部所述电表及所述断路器同时初始化；步骤S2：所述断路器作为所述蓝牙从设备向所述主设备发出信号，所述电表作为所述蓝牙主设备接收所述从设备发出的信号；步骤S3：利用所述电表内的所述定位功能定位出对应的所述断路器时，所述电表与其对应的所述断路器配对成功，同时退出配对模式，重复执行步骤S2至步骤S3，直至全部所述电表及所述断路器配对成功。
可选的，所述步骤S3中所述定位的过程还包括：利用所述主设备的能量检测功能，将所述从设备发出的信号能量进行检测并排序，找到与所述电表距离最近的断路器；同时，利用所述主设备内的角度定位功能，找到与所述电表角度为0的断路器；当所述最近的断路器与所述角度为0的断路器为同一断路器时，所述电表定位出对应的所述断路器。
与现有相关技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：在一定的电表箱布局下，电表内装置蓝牙多天线矩阵，断路器内装置蓝牙单天线，利用AoA/AoD定位技术确定角度，同时结合RSSI能量检测技术，找到与电表距离最近的断路器。通过电表与断路器之间的定位，实现电表和断路器的全自动配对，最大程度规避人工手动配对可能带来的错配隐患，同时大幅提升配对效率。
附图说明
图1是本发明实施例一种电表与断路器自动关联配对系统结构示意图。
图2是本发明实施例一种电表与断路器自动关联配对方法流程图。
图3是本实施例一种电表与断路器自动关联配对工作原理流程图。
图4是本发明实施例一电表与一断路器配对流程示意图。
具体实施方式
有背景技术可知，现有相关技术中，电表与断路器在实际安装过程时，电表未通电，内置的蓝牙模块无法工作；其次，安装过程无序，难以保证电表和断路器一一对应安装；再次，电表和断路器过多，若使用人工手动对应，十分容易出错。
为解决上述问题，本发明技术方案在一定的电表箱布局下，电表内装置蓝牙多天线矩阵，断路器内装置蓝牙单天线，利用AoA/AoD定位技术确定角度，同时结合RSSI能量检测技术，找到与电表距离最近的断路器。通过电表与断路器之间的定位，实现电表和断路器的全自动配对，最大程度规避人工手动配对可能带来的错配隐患，同时大幅提升配对效率。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种电表与断路器自动关联配对系统结构示意图。
参考图1，所述系统包括电表箱10，所述电表箱内设置有多个分区，如图所述有n个分区，所述分区之间存在物理隔断11；每个所述分区内均安装有一个电表，图中所示有电表21、电表22……电表2n，且所述电表连接有一个断路器，图中所示有断路器31、断路器32……断路器3n；所述电表及所述断路器均内置有蓝牙模块；其中，所述电表蓝牙模块被配置为蓝牙主设备，所述断路器蓝牙模块被配置为蓝牙从设备，如图中所示，所述电表21中的蓝牙模块为蓝牙主设备211，所述断路器31中的蓝牙模块为蓝牙从设备311。所述蓝牙主设备具有对所述蓝牙从设备定位的功能。因此，所有蓝牙主设备211、蓝牙主设备221……蓝牙主设备2n1均具有对所述蓝牙从设备311、蓝牙从设备321……蓝牙从设备3n1定位的功能。
需要说明的是，所述电表具备可实行集中抄表、多费率、预付费、防窃电、满足互联网接入服务要求等功能。连接至所述电表的所述断路器具备倒计数、正计数、限流、断电自动恢复、低电量振警、允许透支电量、定时断送电、用户双回路供电等功能。
此外，由于蓝牙设备具有功耗低、抗干扰能力强等特性，能够满足电表无线通信服务的需求。具体的，本发明实施例中，所使用的的蓝牙模块是基于BLE(Bluetooth LowEnergy，称低功耗蓝牙)协议的蓝牙技术。
本发明实施例中，所述蓝牙模块的连接具有排他性，即单个蓝牙模块与另外单个蓝牙模块之间连接之后，就无法与其他设备进行连接。
以图中所述电表21为例，所述电表21的定位功能是由所述蓝牙主设备211实现的，所述定位功能包括能量检测功能，即根据检测到的能量进行距离定位。具体的，所述能量检测功能是利用RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示)技术实现的。所述RSSI技术既无需额外硬件，又能完成复杂信息的分析处理，减小通信消费，节约成本，非常适用于无线传感器网络的定位系统。
继续以所述电表21为例，所述电表21的定位功能还包括角度测量功能，即根据检测到的角度进行角度定位。具体的的，所述角度测量功能是利用AoA(Angle of Arrival，出发角)技术实现的。通过所述AoA技术，接收器使用接收到的多个信号来计算出信号源的角度。要实现AoA方法，接收器必须至少有两个天线(最小间距为6.2厘米)，而发射器可以只有一个天线。因此，在本发明实施例中，所述电表的蓝牙模块包含两个或两个以上天线，即蓝牙天线矩阵；所述断路器的蓝牙模块包括一个天线，即蓝牙单天线。
下面对利用如上所述的电表与断路器自动关联配对系统实现所述电表与断路器自动关联配对的方法进行详细说明。
参考图2，图2是本发明实施例一种电表与断路器自动关联配对方法流程图。
本实施例中的方法包括以下步骤：
步骤S1：给所述电表箱内全部所述电表加载电压，使得全部所述电表及所述断路器同时初始化；
步骤S2：所述断路器作为所述蓝牙从设备向所述主设备发出信号，所述电表作为所述蓝牙主设备接收所述从设备发出的信号；
步骤S3：利用所述电表内的所述定位功能定位出对应的所述断路器时，所述电表与其对应的所述断路器配对成功，同时退出配对模式，重复执行步骤S2至步骤S3，直至全部所述电表及所述断路器配对成功。
具体的，所述步骤S3中的所述定位过程还包括：利用所述主设备的能量检测功能，将所述从设备发出的信号能量进行检测并排序，找到与所述电表距离最近的断路器；同时，利用所述主设备内的角度定位功能，找到与所述电表角度为0的断路器；当所述最近的断路器与所述角度为0的断路器为同一断路器时，所述电表定位出对应的所述断路器。
图3是本实施例一种电表与断路器自动关联配对工作原理流程图。下面结合图1、图2和图3来详细说明本发明实施例的具体工作流程。
在所述电表箱10内的每个分区内装置好所述电表21、所述电表22……所述电表2n，同时，每个电表都连接有一个断路器，如图中所示，断路器31、断路器32……断路器3n。
步骤S1：给所述电表箱10内全部所述电表(电表21、电表22……电表2n)加载电压，使得全部所述电表及所述断路器同时上电初始化。
步骤S2：以所述电表21为例，所述断路器31、断路器32……断路器3n内的所述蓝牙从设备311、蓝牙从设备321……蓝牙从设备3n1向所述主设备211发出信号，所述蓝牙主设备211扫描周边设备，获取设备信息，接收所述蓝牙从设备311、蓝牙从设备321……蓝牙从设备3n1发出的信号。
步骤S3：所述电表21中的所述蓝牙主设备211具有RSSI定位功能，定位出了距离最近的断路器为所述断路器31，同时所述蓝牙主设备211还具备AoA功能，找到了与所述电表21角度为0的断路器，结合两个定位技术给出的信息，确定唯一设备断路器31与所述电表21匹配，则此时配对成功，所述电表21与所述断路器31退出配对模式，接下来重复执行步骤S2至步骤S3，直至全部所述电表及所述断路器配对成功。
图4为本发明实施例一电表与一断路器配对流程示意图。其中，A为电表，a为与电表A连接的断路器。
综上所述，本发明技术方案在一定的电表箱布局下，电表内装置蓝牙多天线矩阵，断路器内装置蓝牙单天线，利用AoA/AoD定位技术确定角度，同时结合RSSI能量检测技术，找到与电表距离最近的断路器。通过电表与断路器之间的定位，实现电表和断路器的全自动配对，最大程度规避人工手动配对可能带来的错配隐患，同时大幅提升配对效率。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，包括：
电表箱，所述电表箱内设置有多个分区，所述分区之间存在物理隔断；
每个所述分区内均安装有一个电表，且所述电表连接有一个断路器；
所述电表及所述断路器均内置有蓝牙模块；其中，
所述电表蓝牙模块被配置为蓝牙主设备，所述断路器蓝牙模块被配置为蓝牙从设备；
所述蓝牙主设备具有对所述蓝牙从设备定位的功能；
所述定位的功能包括能量检测功能，根据检测到的能量进行距离定位，找到与所述电表距离最近的断路器；
所述定位的功能包括角度测量功能，根据检测到的角度进行角度定位，找到与所述电表角度为0的断路器；
当所述最近的断路器与所述角度为0的断路器为同一断路器时，所述电表定位出对应的所述断路器。
2.如权利要求1所述的电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，所述电表蓝牙模块包括蓝牙天线矩阵。
3.如权利要求1所述的电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，所述断路器蓝牙模块包括蓝牙单天线。
4.如权利要求1所述的电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，所述能量检测功能是利用RSSI技术实现的。
5.如权利要求1所述的电表与断路器自动关联配对系统，其特征在于，所述角度测量功能是利用AoA技术实现的。
6.一种电表与断路器自动关联配对方法，其特征在于，利用权利要求1至5任意一项所述的电表与断路器自动关联配对系统来实现电表与断路器自动关联配对，包括以下步骤：
步骤S1：给所述电表箱内全部所述电表加载电压，使得全部所述电表及所述断路器同时初始化；
步骤S2：所述断路器作为所述蓝牙从设备向所述主设备发出信号，所述电表作为所述蓝牙主设备接收所述从设备发出的信号；
步骤S3：利用所述电表内的所述定位功能定位出对应的所述断路器时，所述电表与其对应的所述断路器配对成功，同时退出配对模式，重复执行步骤S2至步骤S3，直至全部所述电表及所述断路器配对成功；
所述步骤S3中所述定位的过程还包括：
利用所述主设备的能量检测功能，将所述从设备发出的信号能量进行检测并排序，找到与所述电表距离最近的断路器；
同时，利用所述主设备内的角度定位功能，找到与所述电表角度为0的断路器；
当所述最近的断路器与所述角度为0的断路器为同一断路器时，所述电表定位出对应的所述断路器。
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智能电表和外置蓝牙断路器的配对方法;王甲;华号;曹晓锋;;电子技术(第01期);全文 *

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