CN113705750A - 电力系统低压用电台区台户关系普查仪及普查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪及普查方法，包括主机系统和数据采集模块，主机系统包括数据处理模块、数据库A和数据库B；数据采集模块包括RFID射频采集单元和/或条形码采集单元，分别用于采集电能表电子标签和条形码上的信息，并将所采集的信息上传至数据库A；数据处理模块包括数据判定单元和数据比对单元，数据库B用于存储已统计的电能表资产编号；数据判定单元用于调取并判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，并将电能表资产编号输出至数据比对单元；数据比对单元用于调取数据库B中的电能变资产编号，并将二者进行比对，输出对比结果；采用本技术方案，台户关系普查效率大大提高，准确率接近100%。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统低压用电台区台户关系普查技术领域，具体涉及一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪及采用该普查仪的普查方法。
背景技术
对于电力系统低压用电台区台户关系的普查，通常采用的方法是：将系统内的电能表数据打印到纸质材料上，人工将计量箱中电能表的资产编号数据与纸质材料上的电能表数据逐一进行核对，并判断台户关系是否一致。
上述方法存在如下缺点：
（1）效率低下，易出错：依靠人工普查判断台户关系，信息核对速度太慢，核对一个200户的台区通常需要2个小时左右，而且容易出错，导致再次普查返工；
（2）需要多人协同：这种普查方式一般需要3～4人协同完成，一人打开计量箱锁抄录现场资产号，2～3人比对纸质材料；
（3）存在安全隐患：对于现场采集电能表数据，只能近距离观察，在计量箱门挡住视线的情况下则须打开箱门，拖慢了信息核对速度，特别是对于现场安装过高的表计，则需要借助梯子等工具，不仅耗时，而且存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪及普查方法。
要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪，包括主机系统和数据采集模块，主机系统包括数据处理模块和数据库，数据库包括数据库A和数据库B；
数据采集模块包括RFID射频采集单元和/或条形码采集单元；RFID射频采集单元用于采集电能表电子标签上的信息，并上传至主机系统的数据库A；条形码采集单元用于采集电能表条形码上的信息，并上传至主机系统的数据库A；
主机系统的数据处理模块包括数据判定单元和数据比对单元，数据库B用于存储已统计的电能表资产编号；数据判定单元用于调取并判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，并将电能表资产编号输出至数据比对单元；数据比对单元用于接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，并输出对比结果。
进一步地，所述RFID射频采集单元包括RFID阅读器和RFID中间件；RFID阅读器用于与电能表上记载有电能表资产编号信息的电子标签双向通信，同时接收并执行主机系统发送来的指令；RFID中间件用于接收RFID阅读器读取的数据，并对重复数据进行过滤，将过滤之后的数据上传至主机系统的数据库A。
进一步地，所述数据采集模块还包括条形码采集单元，条形码采集单元包括光电扫描系统、光电转换系统、滤波整形系统、译码系统和数据通信系统；
光电扫描系统用于扫描电能表上记载有电能表资产编号信息的条形码；
光电转换系统用于将光电扫描系统扫描的光信号转换为脉冲信号；
滤波整形系统用于将脉冲信号整形、滤波为数字脉冲信号；
译码系统用于将数字脉冲信号进行分析处理；
数据通信系统用于将分析处理后的数据上传至主机系统的数据库A。
进一步地，所述主机系统的数据判定单元中采用的判定规则是：须符合电表正则表达式^3730001\d{15}$或^37[00|99]1\d{10}$。
进一步地，所述主机系统的数据比对单元的数据对比是通过调用Excel数据表中的VLOOKUP函数来实现的。
进一步地，所述RFID阅读器的频率为225kHz，工作距离为0.6m。
一种电力系统低压用电台区台户关系普查方法，采用如上所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，包括如下步骤：
（1）将已统计的电能表资产编号导入主机系统的数据库B中；
（2）通过RFID射频采集单元或条形码采集单元获得工作距离范围内的电能表的资产编号，并上传至主机系统的数据库A中；
（3）主机系统的数据判定单元判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，如果判定结果为“否”，则舍弃该数据；如果判定结果为“是”，则将该数据输出至数据比对单元；
（4）主机系统的数据比对单元接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，判断二者是否一致，如果对比结果为“否”，则输出结果为“电能表不在本台区”；如果对比结果为“是”，则输出结果为“核对正确”。
进一步地，步骤（3）中，主机系统的数据判定单元中采用的判定规则是：须符合电表正则表达式^3730001\d{15}$或^37[00|99]1\d{10}$。
进一步地，步骤（4）中，主机系统的数据比对单元的数据对比是通过调用Excel数据表中的VLOOKUP函数来实现的
本发明可以达到的有益效果为：
（1）台户关系普查效率大大提高：对于每个台区来说，采用传统普查手段需要1.8小时，而采用本技术方案，则只需0.5小时；
（2）准确率大大提高：采用本技术方案于2020年9月先后对单县供电公司19个供电所和城区供电中心的268个高负损的台区进行普查，共稽查出256只台户关系不一致的电能表，涉及到199个台，正确率100%，正确的台户关系的有效地提高了停电区域预判率，保障了供电可靠性；
（3）省工省料：与传统普查手段相比，每个台区的普查所需的人工费用、纸张印刷费用、车辆燃油费用等共计节省442000元，由于采用本技术方案，单县供电公司每年节约纸张100公斤，减少了纸质资源的浪费。
附图说明
图1是电能表上记载有电能表资产编号信息的条形码示图；
图2是电能表上记载有电能表资产编号信息的电子标签示图；
图3是电子标签结构框图；
图4是本发明实施例1中RFID阅读器结构框图；
图5是本发明实施例1中RFID射频采集单元工作原理图；
图6是本发明实施例1中RFID阅读器与电子标签的电感耦合电路图；
图7是本发明实施例1中条形码采集单元结构框图；
图8是本发明实施例1的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
目前，国网山东电力已实现智能电能表全覆盖，所有智能表内均有电子标签和条形编码，电子标签和条形编码均记载有该电能表的资产编号信息，图1所示是条形码，在电能表的铭牌正面，电能表的资产编号是以一维的条形码和数字组合展示，条形码（barcode）是将宽度不等的多个黑条和空白，按照编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符；图2所示的是电子标签，在电能表的铭牌背面，电能表的资产编号是以电子标签（TAG）的形式展示，电子标签（TAG）是一种无源标签，它只能被动接受磁场信号反馈标签信息。
一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪，包括主机系统和数据采集模块，主机系统包括数据处理模块和数据库，数据库包括数据库A和数据库B；数据采集模块包括RFID射频采集单元和条形码采集单元。
（1）RFID射频采集单元：
RFID射频采集单元包括RFID阅读器和RFID中间件。
RFID阅读器用于与电能表上记载有电能表资产编号信息的电子标签双向通信，同时接收并执行主机系统发送来的指令，RFID阅读器的频率决定了RFID射频采集单元的工作频率，其功率决定了射频识别的有效距离，本实施例所使用的RFID阅读器的频率为225kHz,其典型工作距离为0.6m；
电子标签是由IC芯片和无线通信天线组成的超微小标签，其内置的射频天线用于和RFID阅读器进行通信；阅读器发出查询（能量）信号，标签在收到查询（能量）信号后将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工作，一部分能量信号被电子标签内保存的数据信息调制后反射回阅读器；电能表内的电子标签为电能表出厂自带，可以直接利用；
图3所示的是电子标签的结构框图，电子标签内的各模块功能如下：
天线：用来接收RFID阅读器送来的信号，并将要求的数据传送给阅读器；
电压调节器：把RFID阅读器送来的射频信号转换为直流电源，并经大电容存储能量，再通过稳压电路以提供稳定电源；
调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载到天线返还给RFID阅读器；
解调器：去除载波，取出调制信号；
逻辑控制单元：译码阅读器送来的信号，并依据要求返回数据给RFID阅读器。
如图6所示，RFID阅读器与电子标签通过电感耦合的方式实现能量感应，其工作方式对应于ISO/IEC14443协议，在电子标签中的微芯片工作所需的全部能量由RFID阅读器发送的感应电磁能提供；高频的强电磁场由RFID阅读器的天线线圈产生，并穿越线圈横截面积和周围空间，以使附近的电子标签产生电磁感应。
RFID中间件用于接收RFID阅读器读取的数据，并对重复数据进行过滤，将过滤之后的数据上传至主机系统的数据库A；
RFID中间件是一种独立服务程序，分布在这台设备的其他应用软件也可以通过中间件来共享数据；如图5所示，RFID中间件的任务和功能包括：
阅读器调制控制：通过此部分直接配置、监控、发送指令给RFID阅读器；
阅读器过滤与控制：当标签信息传输发生冗余数据产生时，通过算法纠正错误并过滤掉冗余的数据，避免不同的阅读器读取同一电子标签的碰撞，确保了电能表只被读取一次，保证了数据的准确性。
（2）条形码采集单元：
如图7所示，条形码采集单元包括光电扫描系统、光电转换系统、滤波整形系统、译码系统和数据通信系统；
光电扫描系统用于扫描电能表上记载有电能表资产编号信息的条形码，扫描方式为激光自动阅读器，其光源为半导体激光器，采用旋转棱镜产生扫描光束激光源；
光电转换系统用于将光电扫描系统扫描的光信号转换为脉冲信号；
滤波整形系统用于将脉冲信号整形、滤波为数字脉冲信号；
译码系统用于将数字脉冲信号进行分析处理；
数据通信系统用于将分析处理后的数据上传至主机系统的数据库A。
（3）数据处理：
主机系统的数据处理模块包括数据判定单元和数据比对单元，数据库B用于存储已统计的电能表资产编号；数据判定单元用于调取并判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，并将电能表资产编号输出至数据比对单元，判定规则为：须符合电表正则表达式“^3730001\d{15}$”（13版、698版电表正则表达式）或“^37[00|99]1\d{10}$”（09版电表正则表达式）；数据比对单元用于接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，并输出对比结果，数据对比是通过调用Excel数据表中的VLOOKUP函数来实现的。
采用本实施例电力系统低压用电台区台户关系普查仪的普查方法，包括如下步骤：
（1）将已统计的电能表资产编号导入主机系统的数据库B中；
（2）通过RFID射频采集单元或条形码采集单元获得工作距离范围内的电能表的资产编号，并上传至主机系统的数据库A中；
（3）主机系统的数据判定单元判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，如果判定结果为“否”，则舍弃该数据；如果判定结果为“是”，则将该数据输出至数据比对单元；
（4）主机系统的数据比对单元接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，判断二者是否一致，如果对比结果为“否”，则输出结果为“电能表不在本台区”；如果对比结果为“是”，则输出结果为“核对正确”。
本实施例的优点如下：
（1）条形码扫描技术与RFID技术形成互补，提高数据采集部分适用性；
（2）采用正则表达式判定电能表资产编号，避免其他数据影响普查结果；
（3）台户关系普查效率大大提高：对于每个台区来说，采用传统普查手段需要1.8小时，而采用本技术方案，则只需0.5小时；对每个表位计量箱来说，以一个6表位计量箱为例，仅仅耗时3秒钟就可以将该计量箱内所有表计核对完成，比传统方式提升几十倍；
（4）准确率大大提高：采用本技术方案于2020年9月先后对单县供电公司19个供电所和城区供电中心的268个高负损的台区进行普查，共稽查出256只台户关系不一致的电能表，涉及到199个台，正确率100%，正确的台户关系的有效地提高了停电区域预判率，保障了供电可靠性；
（5）省工省料：与传统普查手段相比，每个台区的普查所需的人工费用、纸张印刷费用、车辆燃油费用等共计节省442000元，由于采用本技术方案，单县供电公司每年节约纸张100公斤，减少了纸质资源的浪费。
在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：包括主机系统和数据采集模块，主机系统包括数据处理模块和数据库，数据库包括数据库A和数据库B；
数据采集模块包括RFID射频采集单元和/或条形码采集单元；RFID射频采集单元用于采集电能表电子标签上的信息，并上传至主机系统的数据库A；条形码采集单元用于采集电能表条形码上的信息，并上传至主机系统的数据库A；
主机系统的数据处理模块包括数据判定单元和数据比对单元，数据库B用于存储已统计的电能表资产编号；数据判定单元用于调取并判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，并将电能表资产编号输出至数据比对单元；数据比对单元用于接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，并输出对比结果。
2.根据权利要求1所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：所述RFID射频采集单元包括RFID阅读器和RFID中间件；RFID阅读器用于与电能表上记载有电能表资产编号信息的电子标签双向通信，同时接收并执行主机系统发送来的指令；RFID中间件用于接收RFID阅读器读取的数据，并对重复数据进行过滤，将过滤之后的数据上传至主机系统的数据库A。
3.根据权利要求1所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：所述数据采集模块还包括条形码采集单元，条形码采集单元包括光电扫描系统、光电转换系统、滤波整形系统、译码系统和数据通信系统；
光电扫描系统用于扫描电能表上记载有电能表资产编号信息的条形码；
光电转换系统用于将光电扫描系统扫描的光信号转换为脉冲信号；
滤波整形系统用于将脉冲信号整形、滤波为数字脉冲信号；
译码系统用于将数字脉冲信号进行分析处理；
数据通信系统用于将分析处理后的数据上传至主机系统的数据库A。
4.根据权利要求1所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：所述主机系统的数据判定单元中采用的判定规则是：须符合电表正则表达式^3730001\d{15}$或^37[00|99]1\d{10}$。
5.根据权利要求1所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：所述主机系统的数据比对单元的数据对比是通过调用Excel数据表中的VLOOKUP函数来实现的。
6.根据权利要求1所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，其特征是：所述RFID阅读器的频率为225kHz，工作距离为0.6m。
7.一种电力系统低压用电台区台户关系普查方法，其特征是：采用如权利要求1-6所述的电力系统低压用电台区台户关系普查仪，包括如下步骤：
（1）将已统计的电能表资产编号导入主机系统的数据库B中；
（2）通过RFID射频采集单元或条形码采集单元获得工作距离范围内的电能表的资产编号，并上传至主机系统的数据库A中；
（3）主机系统的数据判定单元判定数据库A中的数据是否为电能表资产编号，如果判定结果为“否”，则舍弃该数据；如果判定结果为“是”，则将该数据输出至数据比对单元；
（4）主机系统的数据比对单元接收数据判定单元输出的电能表资产编号，并调取数据库B中的电能变资产编号，将二者进行比对，判断二者是否一致，如果对比结果为“否”，则输出结果为“电能表不在本台区”；如果对比结果为“是”，则输出结果为“核对正确”。
8.一种如权利要求7所述的电力系统低压用电台区台户关系普查方法，其特征是：步骤（3）中，主机系统的数据判定单元中采用的判定规则是：须符合电表正则表达式^3730001\d{15}$或^37[00|99]1\d{10}$。
9.一种如权利要求7所述的电力系统低压用电台区台户关系普查方法，其特征是：步骤（4）中，主机系统的数据比对单元的数据对比是通过调用Excel数据表中的VLOOKUP函数来实现的。
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