CN113490071A - 一种基于hplc通信的分钟级的高频数据采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，集中器启动下发分钟级高频采集任务，与CCO建立信号连接；所述CCO启动分钟级高频采集，将不同的任务源分别下发至采集器或者HPLC模块；采集器或者HPLC模块分别启动分钟级高频采集，根据预先设定的任务源完成采集；采集器或者HPLC模块若直接完成采集，则将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集，若没有直接完成采集，则继续数据采集，所述采集器或者HPLC模块继续进行分钟级高频采集，直至完成采集，将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集。本发明能并行采集20只电能表或采集器的数据，极大提升了数据采集的效率，减少采集时间，提升系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明是涉及低压电力线高速载波通信技术领域，具体地说是涉及一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法。
背景技术
低压电力线高速载波通信(High Power Line Carrier)，简称HPLC，是一种稳定可靠、通信速率快、数据传输安全、可以利用电力线进行数据传输的通信方式。高速载波通信已在电力行业得到大力推广，其应用效果也得到了用户的认可。
随着物联网技术和大数据分析的发展和需要，人们对传感器的数据采集频率的要求越来越高，同时随着本地通信技术的发展，特别是国家电网公司组织的HPLC(高速电力线载波)互联互通标准的实施，各个芯片厂家开发出符合要求的HPLC芯片，为智能传感的高频数据采集提供了无限可能。
前几年在电网公司广泛采用的窄带电力线载波和微功率无线通信，通信速率低于10kbps，无法实现分钟级的数据采集。HPLC的通信速率能达到200kbps，宽带电力线载波的通信速率能达到10Mbps。
在电力公司的用电信息采集系统中，部分电力公司通过采集器/智能电表的HPLC通信模块抄读智能电表或采集器数据存储完成用户侧本地汇集，可实现智能电表电压、电流、电能等数据的分钟级高频采集、停电主动上报，支撑供电线路老化趋势分析，监测电网电压质量和负荷监测分析等业务的应用。
在用电信息采集系统中，一般一个台区智能电表的数量在300只左右，如果按照传统的点名方式一对一进行数据抄表的话，主站和集中器无法完成分钟级的电能数据的采集。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，在用电信息采集系统中的架构为主站、集中器、采集器和智能电表，其中集中器上行通过4G或以太网与主站通信，集中器下行通过HPLC与采集器或智能电表通信，采集器与智能电表直接通过RS-485或蓝牙进行通信，且集中器与集中器的HPLC主模块直接实现并行抄表的方式，同时支持抄读20只智能电表的数据抄读。
一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，包括以下步骤：
S1：集中器启动下发分钟级高频采集任务，与CCO建立信号连接；
S2：基于S1，所述CCO启动分钟级高频采集，将不同的任务源分别下发至采集器或者HPLC模块；
S3：基于S2，所述采集器或者HPLC模块分别启动分钟级高频采集，根据预先设定的任务源完成采集；
S4：基于S3，所述采集器或者HPLC模块若直接完成采集，则将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集，若没有直接完成采集，则继续数据采集，所述采集器或者HPLC模块继续进行分钟级高频采集，直至完成采集，将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集。
优选地，所述HPLC模块外接一个智能电表，并通过UART接口与智能电表建立通信，所述HPLC模块的分钟级高频采集的具体步骤如下：
S5：启动分钟级高频采集的定时任务，设定采集时间为1分钟；
S6：基于S5，若在一分钟内完成数据采集，则打上时间戳，将采集的数据保存到flash，并将数据上报至集中器，完成一次数据采集；
S7：基于S5，若未在一分钟内完成数据采集，则下一分钟采集剩余电表和新一轮电表；
S8：基于S7，在下一分钟内若采集完剩余电表和新一轮电表，则打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，并将数据上报至集中器，完成此次数据采集；
S9：基于S7，在下一分钟内若未采集完剩余电表和新一轮电表，则继续采集剩余电表和新一轮电表数据，直至某一分钟内完成所有的电表的数据采集，并打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，再将数据上报至集中器，完成此次数据采集。
优选地，所述HPLC模块包括HPLC芯片、电源、NOR-flash、电能表弱电接口、收发电路和电能表强电接口，所述HPLC芯片分别与电源、NOR-flash、电能表弱电接口和收发电路进行电路通信连接，所述HPLC芯片采集到的数据自动保存至NOR-flash，所述收发电路的输出端与电能表强电接口输入端电性连接。
优选地，所述采集器分钟级高频采集的具体步骤如下：
S10：启动分钟级高频数据采集的定时任务，通过RS-485接口依次抄表，外接智能电表，并启动一个定时器，定时一分钟；
S11：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集完成，则打上时间戳，并将数据存储到NOR-flash中，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
S12：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集未完成，在下个1分钟采集的定时任务开始后，优先抄读剩余未抄读完的电表数据，并打上新的时间戳，存入NOR-flash中，同时启动新一轮的分钟级高频采集任务，直至完成剩余任务，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明很好解决了能源物联网分钟级高频数据采集的需求，应用在用电信息采集系统中，能方便采集到每个电力用户的分钟级的用电数据，系统通过大数据分析，能统计电网的电能质量，了解电网的电流、电压、功率因数、有功和无功等数据，能分析出每个电力用户的用电习惯，准确预测到电力用户的下个时刻的用电，进行需量分析，为发电提供数据支撑、降低电能的浪费，提高电能的利用率，同时能准确地分析出台区的分钟级线损，为线损治理提供可靠数据来源，提升电网公司的利润，降低环境污染；
(2)在本发明中集中器能并行采集20只电能表或采集器的数据，极大提升了数据采集的效率，减少采集时间，提升系统的稳定性；
(3)本发明中采集器和HPLC模块端并行了分钟级高频数据采集，并进行存储，再组帧进行数据的主动上报，极大提升了数据采集的效率，极大提升了采集成功率。
附图说明
图1为本发明的整体流程图。
图2为本发明的HPLC模块分钟级高频采集流程图。
图3为本发明的采集器分钟级采集流程图。
图4为本发明HPLC模块框图。
图5为现有技术中集中器并发读取分钟级高频采集数据流程图。
图6为现有技术中并行抄表示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1至图5所示，一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，包括以下步骤：
S1：集中器启动下发分钟级高频采集任务，与CCO建立信号连接；
S2：基于S1，所述CCO启动分钟级高频采集，将不同的任务源分别下发至采集器或者HPLC模块；
S3：基于S2，所述采集器或者HPLC模块分别启动分钟级高频采集，根据预先设定的任务源完成采集；
S4：基于S3，所述采集器或者HPLC模块若直接完成采集，则将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集，若没有直接完成采集，则继续数据采集，所述采集器或者HPLC模块继续进行分钟级高频采集，直至完成采集，在采集器和HPLC模块软件上增加了实时操作系统，同时增加文件系统，做数据平滑，降低NOR-flash频繁擦写造成的NOR-flash芯片的损坏，将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集，在本实施例中，集中器可并行采集20只电表或采集器的数据，极大提升了数据采集的效率，减少采集时间，提升系统的稳定性，且采集器和HPLC模块并行了分钟级高频数据采集，并进行存储，再组帧进行数据的主动上报，极大提升了数据采集的效率，极大提升了采集成功率。
HPLC模块外接一个智能电表，并通过UART接口与智能电表建立通信，HPLC模块的分钟级高频采集的具体步骤如下：S5：启动分钟级高频采集的定时任务，设定采集时间为1分钟；
S6：基于S5，若在一分钟内完成数据采集，则打上时间戳，将采集的数据保存到flash，并将数据上报至集中器，完成一次数据采集；
S7：基于S5，若未在一分钟内完成数据采集，则下一分钟采集剩余电表和新一轮电表；
S8：基于S7，在下一分钟内若采集完剩余电表和新一轮电表，则打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，并将数据上报至集中器，完成此次数据采集；
S9：基于S7，在下一分钟内若未采集完剩余电表和新一轮电表，则继续采集剩余电表和新一轮电表数据，直至某一分钟内完成所有的电表的数据采集，并打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，再将数据上报至集中器，完成此次数据采集。
HPLC模块包括HPLC芯片、电源、NOR-flash、电能表弱电接口、收发电路和电能表强电接口，所述HPLC芯片分别与电源、NOR-flash、电能表弱电接口和收发电路进行电路通信连接，HPLC芯片采集到的数据自动保存至NOR-flash，NOR-flash用于存储分钟级高频采集数据，收发电路的输出端与电能表强电接口输入端电性连接。
采集器分钟级高频采集的具体步骤如下：S10：启动分钟级高频数据采集的定时任务，通过RS-485接口依次抄表，外接智能电表，并启动一个定时器，定时一分钟；
S11：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集完成，则打上时间戳，并将数据存储到NOR-flash中，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
S12：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集未完成，在下个1分钟采集的定时任务开始后，优先抄读剩余未抄读完的电表数据，并打上新的时间戳，存入NOR-flash中，同时启动新一轮的分钟级高频采集任务，直至完成剩余任务，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
在本发明中，能方便采集到每个电力用户的分钟级的用电数据，系统通过大数据分析，能统计电网的电能质量，了解电网的电流、电压、功率因数、有功和无功等数据，能分析出每个电力用户的用电习惯，准确预测到电力用户的下个时刻的用电，进行需量分析，为发电提供数据支撑、降低电能的浪费，提高电能的利用率，同时能准确地分析出台区的分钟级线损，为线损治理提供可靠数据来源，提升电网公司的利润，降低环境污染。
如图6所示，在现有技术中，集中器下发并行抄表命令，抄读编号为1的电能表数据，不等待编号为1的电能表返回数据，直接开发下发抄读编号为2的电表能的命令，一直发送抄表数据，同时接收端同时接收编号1的电能表返回数据，编号2的电能表返回数据，也就是发送抄表命令和接收电能表数据完全并行，互不干扰。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：集中器启动下发分钟级高频采集任务，与CCO建立信号连接；
S2：基于S1，所述CCO启动分钟级高频采集，将不同的任务源分别下发至采集器或者HPLC模块；
S3：基于S2，所述采集器或者HPLC模块分别启动分钟级高频采集，根据预先设定的任务源完成采集；
S4：基于S3，所述采集器或者HPLC模块若直接完成采集，则将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集，若没有直接完成采集，则继续数据采集，所述采集器或者HPLC模块继续进行分钟级高频采集，直至完成采集，将上报数据给CCO，并进行下一轮的采集。
2.根据权利要求1所述的一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，其特征在于：所述HPLC模块外接一个智能电表，并通过UART接口与智能电表建立通信，所述HPLC模块的分钟级高频采集的具体步骤如下：
S5：启动分钟级高频采集的定时任务，设定采集时间为1分钟；
S6：基于S5，若在一分钟内完成数据采集，则打上时间戳，将采集的数据保存到flash，并将数据上报至集中器，完成一次数据采集；
S7：基于S5，若未在一分钟内完成数据采集，则下一分钟采集剩余电表和新一轮电表；
S8：基于S7，在下一分钟内若采集完剩余电表和新一轮电表，则打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，并将数据上报至集中器，完成此次数据采集；
S9：基于S7，在下一分钟内若未采集完剩余电表和新一轮电表，则继续采集剩余电表和新一轮电表数据，直至某一分钟内完成所有的电表的数据采集，并打上时间戳，将采集的数据保存到NOR-flash，再将数据上报至集中器，完成此次数据采集。
3.根据权利要求2所述的一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，其特征在于：所述HPLC模块包括HPLC芯片、电源、NOR-flash、电能表弱电接口、收发电路和电能表强电接口，所述HPLC芯片分别与电源、NOR-flash、电能表弱电接口和收发电路进行电路通信连接，所述HPLC芯片采集到的数据自动保存至NOR-flash，所述收发电路的输出端与电能表强电接口输入端电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于HPLC通信的分钟级的高频数据采集方法，其特征在于：所述采集器分钟级高频采集的具体步骤如下：
S10：启动分钟级高频数据采集的定时任务，通过RS-485接口依次抄表，外接智能电表，并启动一个定时器，定时一分钟；
S11：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集完成，则打上时间戳，并将数据存储到NOR-flash中，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
S12：基于S10，在一分钟之内，如果数据采集未完成，在下个1分钟采集的定时任务开始后，优先抄读剩余未抄读完的电表数据，并打上新的时间戳，存入NOR-flash中，同时启动新一轮的分钟级高频采集任务，直至完成剩余任务，将数据打包通过通信通道上报给HPLC模块，再由HPLC模块将数据上报至集中器。
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