CN113972931B - 一种数字化台区实时数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于数字化台区实时数据采集系统的采集方法，该采集系统包括：主站、专用采集器、电表采集器、电表HPLC模块、用电监测终端以及能源控制器；所述能源控制器内设置有通讯路由器；所述用电监测终端设置在电表箱内；所述通讯路由器包括：4G无线通信模块和HPLC载波通信主节点模块（CCO），用于对通信节点信息管理，并对主站下行、能源控制器下行以及末端节点上行报文头进行解析。本发明实现了台区供用电数据的分钟级数据采集上报，充分利用了HPLC信道资源；本发明实现了台区各级供用电设备和采集设备状态实时感知；本发明实现了用户负荷协调和充电桩、储能、光伏等可调节能源设备的协同优化。

Description

一种数字化台区实时数据采集方法

技术领域

本发明属于电力用户用电信息采集系统低压电力线宽带载波通信技术领域，具体涉及一种用于数字化台区实时数据的采集方法。

背景技术

现有的用电信息采集系统基本实现大用户和公配变的15分钟间隔实时负荷监控，实现低压用户60分钟间隔的负荷曲线采集和低压电网各分支节点5分钟实时数据采集监测。

但基于HPLC通信方式的用采系统，HPLC信道带宽资源的利用率不高，急需解决电能表电压、电流等数据的分钟级高频采集和传输的效率，为开展供电线路老化趋势分析及监测电网质量和负荷波动情况奠定基础。

发明内容

本发明提供了一种用于数字化台区实时数据的采集方法，其目的在于解决了基于HPLC通信方式的用采系统，HPLC信道带宽资源的利用率不高的问题。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种用于数字化台区实时数据采集系统的采集方法，该采集系统包括：主站、专用采集器、电表采集器、电表HPLC模块、用电监测终端以及能源控制器；

所述能源控制器内设置有通讯路由器；

所述用电监测终端设置在电表箱内；

所述通讯路由器用于对通信节点信息管理，并对主站下行、能源控制器下行以及末端节点上行报文头进行解析，将报文转发到对应的目的端口，最终实现信息传递，所述通讯路由器包括：4G无线通信模块和HPLC载波通信主节点模块（CCO）；

所述电表HPLC模块，用于电表在电力线介质上的数据传输、数据抄读、信道管理、停电事件上报、系统管理，优化网络调度机制，基于全网信标同步机制，结合 CSMA/TDMA 算法，实现对载波信道的有序管理，有效规避台区间相互串扰，保证事件可靠实时上报，应用自适应的代理节点控制、选择、均衡等网络层优化算法，具备网络路径自动优化、自动实时修复等能力，保证组网时效性及稳健性；

所述专用采集器用于采集所有充电桩里的监控模块信息，通过RS485总线与数传终端连接，数传终端把专用采集器的信息传输到管理平台，工作人员通过管理平台即可集中监控当前每个地点充电桩的工作状态信息，并且工作人员可通过管理平台对充电桩做相应的充电、断电等控制操作，所述专用采集器包括：充电桩采集器、专用光伏；

所述能源控制器与主站远程通讯连接，具体是所述能源控制器通过4G无线通信模块实现与主站远程通讯连接；

所述专用采集器、电表采集器均与能源控制器通信连接，具体是所述通讯路由器顺序通过HPLC载波通信主节点模块（CCO）和作为HPLC载波网络数据传输的电力线同专用采集器、电表采集器通信连接；

所述用电监测终端具有档案自维护、数据采集、数据存储以及数据上报的功能；

所述电表采集器具备2路RS-485并行抄表，所述电表采集器的串口速率是1200、2400、4800或9600bps；

所述数字化台区实时数据采集系统的采集方法，包括：HPLC信道通信资源调度、用电监测终端数据采集、数据压缩、电表采集器多路485并行抄表；

所述HPLC信道通信资源调度，事先设定：上报周期T0、数据收发时长t0、数据应答时长t1、上报时长D；

所述上报周期T0为STA站点周期上报数据的间隔时长；

T0值决定了STA数据上报的及时性，T0取值与STA站点数量和各站点需要上报的数据量正相关，集中调度程序确定取值，并按T0周期持续调度STA上报既定数据；

STA站点所属业务终端，根据业务规则设置读表间隔循环抄读电表或冻结产生上报数据，在接收到调度指令时，按配置的数据项内容和数据密度组织上报数据；

默认上报数据密度等于抄表数据密度，一次报文中可上报多个循环抄表数据，当全网上报实际占用时长大于T0而导致数据累积时，需主站业务APP设置所有站点，降低上报数据密度，减少系统数据总量；

根据上述定义：T0≥数据密度间隔≥终端读表间隔，本项目T0取优选值1,2,5,10,15,30,45,60分钟，最小值1分钟，默认T0=1分钟；

所述数据收发时长t0为CCO与STA之间交互一次单向报文的平均时长；

设t为CCO与STA之间交互一次数据的时间，t的计时从发送进缓冲区开始至对侧在缓冲区接收完成；t值通常在0.1-03秒左右，实际值取决于网络状态，且在不同时刻、不同STA之间不同，存在较大随机性；

t0是t的本网络平均值，初始值取一般经验值（例如t0=0.2秒），集中调度程序在运行过程中，持续评估并产生一个相对稳定的t0值来调度本网络通信间隔；

所述数据应答时长t1为通讯路由器（或能源控制器APP）向STA发送一个指令后，接收到应答指令的平均时间间隔；

数据应答时长t1包括了下行和上行的数据收发时长，以及业务响应等待时长，t1=2t0+k，由通讯路由器记录多次发送和接收报文间隔后取平均值，初始值取一般经验值（例如t1=0.5秒）；

所述上报时长D为在集中调度程序的控制下，让网络内各个STA依次上报一周期全部数据的过程时长，包括多次报文和补充上报数据；

上报时长D由以下几个部分构成，D=d1+d2+d3+…+dx：

d1: 集中调度程序第一轮以2t0间隔依次点名STA1~STAn，d1=2n×t0；

d2: 集中调度程序第二轮依次点名有后续数据STA及在第一轮未应答STA；

d3: 集中调度程序第三轮依次点名有后续数据STA及在第二轮未应答STA；

dx: 依次类推；

所述HPLC信道通信资源调度包括集中调度的一个完整周期T、集中调度的连续周期；

所述集中调度的一个完整周期，包含以下步骤：

步骤一：点名过程中，当通讯路由器接收到上级业务指令需要下发至STA时，应等待该STA点名指令已经应答或超时后，插入到当前点名间隔中，同样占用一个2t0间隔，向STA发送上级业务指令，然后继续点名原本的下一个STA；

t0取通讯路由器经验记录值，如果HPLC网络重新组网，网络发生站点数大量变化，则取初始化默认值；

如果t0取初始化默认值，则第一轮结束后，重新计算t0和t1：

t0’=（最后一个成功接收报文时刻 - 第一个成功接收报文时刻）/ 其间站点数；

如果t0’＞1.05*t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95* t0；

t1 = 各个成功接收报文与其点名指令间延迟的均值；

T0≥2d1≈4n×t0，取其优选最小值；

步骤二：第二轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA， 在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第二轮点名结束；

步骤三：第三轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA， 在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第三轮点名结束；

步骤四：第四轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名未满三次的上一轮新增未应答STA，再连续透抄已三轮未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第四轮点名结束；

步骤五：第五轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，连续点名上一轮新增未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第五轮点名结束；

步骤六：第六轮点名，重复上一轮；

本次调度周期结束条件满足以下条件：

1）无后续数据上报STA，无未应答STA，等待至本周期T0结束；

2）当某一轮点名完成后，满足D≥T0，则不再开始新一轮此，本次调度周期结束；本周期内已开始的轮次需执行完成，不允许中途中断；

3）无后续数据上报STA，已完成四轮且所有点名未应答STA已满连续三轮重试；

所述集中调度的连续周期包括：

通讯路由器集中调度模式下，第一个周期T0完成后，即以新t0重新开始下一周期调度轮次；

在新周期中，与上一周期t0’比较，如果t0’＞1.05*原t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95* t0；

经过多个周期后，t0将在一个稳定的区间内波动，则取波动区间的上限值，作为本网络的标准t0，并据此确定T0；

集中调度程序向STA发出上报指令，利用帧序号区分开始上报、重复上一次指令，以便于STA识别上次报送失败需重新报数据或者是继续报下一组数据；

STA重新组网前清空数据缓存区，在网状态下如果缓存区有数据而接收到重复上报或后续上报指令，STA忽略该指令而不通知业务终端重新或继续组织数据；

STA所属业务终端产生事件需要主动上报时，由于无法确定STA缓冲区状态，业务终端不能随机实时上报事件记录，必须等待接收到周期上报指令后才能插入上报事件记录数据；

通讯路由器对连续多周期失败STA标记离网状态，离网STA不参与集中调度周期上报过程，通讯路由器每小时启动一次离网STA重新入网操作；

当抄表APP或主站发现STA存在频繁性、间隔性丢失数据，则需通过业务配置指令，指令STA终端降低数据上报密度，稳定数据上报间隔；

进一步地，所述用电监测终端数据采集，包括以下步骤：

步骤一：用电监测终端根据采集任务定时的抄读电能表数据，当采集任务有冲突时，外部透传任务高于本地采集任务，本地采集任务优先级：采集器监控电表事件>冻结类数据采集>96点曲线数据采集>分钟级曲线数据采集；

步骤二：用电监测终端将采集的数据存储，支持分钟数据存储7天、日数据存储31天、月数据存储1年；

步骤三：用电监测终端连续15次抄读失败则产生抄表失败事件，如果15分钟数据、日冻结、月冻结抄读失败应有对应的补抄机制；

步骤四：当用电监测终端初次上电时应在执行抄表任务前先补抄上一日的日冻结数据；

步骤五：用电监测终端支持DL/T698.45和DL/T645协议的电能表；

步骤六：全网采集节点都具备各自硬件时钟，确保所有载波节点时钟同步相对准确，另外采集器支持通过载波通道下发报文对时间进行校准；

所述数据压缩，用于在用电监测终端存储数据过多，但存储空间有限的情况下，对数据进行压缩以减少数据传输或者转移过程中的数据量；

所述数据压缩利用数据出现的次数构造Huffman二叉树，并且出现次数较多的数据在树的上层，出现次数较少的数据在树的下层，这样我们就可以从根节点到每个数据的路径来进行编码并实现压缩；

所述电表采集器多路485并行抄表的抄表流程包括：

步骤一：进入抄表流程后，获得待抄读测量点，检索需要抄读的数据项列表；

步骤二：如果待抄读数据项为空，则表示此表已经抄读完成，然后切表；

步骤三：如果待抄读数据项不空，则执行抄表，抄表过程按顺序依次抄读各个数据项，直到最后一个数据项完成抄读，然后切表。

本发明的积极效果为：

1.本发明实现了台区供用电数据的分钟级数据采集上报，充分利用了HPLC信道资源；本发明实现了台区各级供用电设备和采集设备状态实时感知；本发明实现了用户负荷协调和充电桩、储能、光伏等可调节能源设备的协同优化；由通讯路由器管理HPLC信道的多个工作模式状态转换过程，并实现HPLC信道集中调度模式下的依次轮询调度过程；通讯路由器和STA中的载波通信收发异步处理，本地采用数据压缩汇聚和最优分包策略，提高传输效率，实现分钟级的高频度数据采集；本发明通过电表采集器、电表HPLC模块、专用采集器（光伏、充电桩）、通讯路由器等组成一个数字化台区网络，由末端节点主动采集、冻结、缓存数据，实现分钟级数据采集上报，充分利用了HPLC信道资源。

2.提高载波信道利用率，对所有用电监测终端采用集中调度的方式即路由点名抄读采集器冻结数据机制，上报时刻点通过分散因子离散化，避免冲突竞争。

附图说明

图1为本发明的数字化台区实时采集系统示意图；

图2为本发明的采集器多路485并行抄表示意图；

图3为本发明的利用字符出现的频度构造二叉树示意图；

图4为本发明的用电监测终端采集数据交互图；

图5为本发明的集中调度的连续周期流程示意图；

图6为本发明的节点f和节点e合并示意图；

图7为本发明的节点b和节点c合并示意图；

图8为本发明的节点d和节点fe合并示意图；

图9为本发明的节点fed和节点bc合并示意图；

图10为本发明的节点a和节点bcfed合并示意图；

图11为本发明的完整的树示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的，特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图和具体实施方式，对本发明实施例中技术方案进行清楚、完整的描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于数字化台区实时数据采集系统的采集方法，该采集系统包括：主站、专用采集器、电表采集器、电表HPLC模块、用电监测终端以及能源控制器；

所述能源控制器内设置有通讯路由器；

所述用电监测终端设置在电表箱内；

所述通讯路由器用于对通信节点信息管理，并对主站下行、能源控制器下行以及末端节点上行报文头进行解析，将报文转发到对应的目的端口，最终实现信息传递，所述通讯路由器包括：4G无线通信模块和HPLC载波通信主节点模块（CCO）；

所述电表HPLC模块，用于电表在电力线介质上的数据传输、数据抄读、信道管理、停电事件上报、系统管理，优化网络调度机制，基于全网信标同步机制，结合 CSMA/TDMA 算法，实现对载波信道的有序管理，有效规避台区间相互串扰，保证事件可靠实时上报，应用自适应的代理节点控制、选择、均衡等网络层优化算法，具备网络路径自动优化、自动实时修复等能力，保证组网时效性及稳健性；

所述专用采集器用于采集所有充电桩里的监控模块信息，通过RS485总线与数传终端连接，数传终端把专用采集器的信息传输到管理平台，工作人员通过管理平台即可集中监控当前每个地点充电桩的工作状态信息，并且工作人员可通过管理平台对充电桩做相应的充电、断电等控制操作，所述专用采集器包括：充电桩采集器、专用光伏；

所述能源控制器与主站远程通讯连接，具体是所述能源控制器通过4G无线通信模块实现与主站远程通讯连接；

所述专用采集器、电表采集器均与能源控制器通信连接，具体是所述通讯路由器顺序通过HPLC载波通信主节点模块（CCO）和作为HPLC载波网络数据传输的电力线同专用采集器、电表采集器通信连接；

所述用电监测终端具有档案自维护、数据采集、数据存储以及数据上报的功能；

所述电表采集器具备2路RS-485并行抄表，所述电表采集器的串口速率是1200、2400、4800或9600bps；

所述数字化台区实时数据采集系统的采集方法，包括：HPLC信道通信资源调度、用电监测终端数据采集、数据压缩、电表采集器多路485并行抄表；

所述HPLC信道通信资源调度，事先设定：上报周期T0、数据收发时长t0、数据应答时长t1、上报时长D；

所述上报周期T0为STA站点周期上报数据的间隔时长；

T0值决定了STA数据上报的及时性，T0取值与STA站点数量和各站点需要上报的数据量正相关，集中调度程序确定取值，并按T0周期持续调度STA上报既定数据；

STA站点所属业务终端，根据业务规则设置读表间隔循环抄读电表或冻结产生上报数据，在接收到调度指令时，按配置的数据项内容和数据密度组织上报数据；

默认上报数据密度等于抄表数据密度，一次报文中可上报多个循环抄表数据，当全网上报实际占用时长大于T0而导致数据累积时，需主站业务APP设置所有站点，降低上报数据密度，减少系统数据总量；

根据上述定义：T0≥数据密度间隔≥终端读表间隔，本项目T0取优选值1,2,5,10,15,30,45,60分钟，最小值1分钟，默认T0=1分钟；

所述数据收发时长t0为CCO与STA之间交互一次单向报文的平均时长；

设t为CCO与STA之间交互一次数据的时间，t的计时从发送进缓冲区开始至对侧在缓冲区接收完成；t值通常在0.1-03秒左右，实际值取决于网络状态，且在不同时刻、不同STA之间不同，存在较大随机性；

t0是t的本网络平均值，初始值取一般经验值（例如t0=0.2秒），集中调度程序在运行过程中，持续评估并产生一个相对稳定的t0值来调度本网络通信间隔；

所述数据应答时长t1为通讯路由器模块（或能源控制器APP）向STA发送一个指令后，接收到应答指令的平均时间间隔；

数据应答时长t1包括了下行和上行的数据收发时长，以及业务响应等待时长，t1=2t0+k，由通讯路由器记录多次发送和接收报文间隔后取平均值，初始值取一般经验值（例如t1=0.5秒）；

所述上报时长D为在集中调度程序的控制下，让网络内各个STA依次上报一周期全部数据的过程时长，包括多次报文和补充上报数据；

上报时长D由以下几个部分构成，D=d1+d2+d3+…+dx：

d1: 集中调度程序第一轮以2t0间隔依次点名STA1~STAn，d1=2n×t0；

d2: 集中调度程序第二轮依次点名有后续数据STA及在第一轮未应答STA；

d3: 集中调度程序第三轮依次点名有后续数据STA及在第二轮未应答STA；

dx: 依次类推；

进一步地，所述HPLC信道通信资源调度包括集中调度的一个完整周期T、集中调度的连续周期；

所述集中调度的一个完整周期，包含以下步骤：

步骤一：点名过程中，当通讯路由器接收到上级业务指令需要下发至STA时，应等待该STA点名指令已经应答或超时后，插入到当前点名间隔中，同样占用一个2t0间隔，向STA发送上级业务指令，然后继续点名原本的下一个STA；

t0取通讯路由器经验记录值，如果HPLC网络重新组网，网络发生站点数大量变化，则取初始化默认值；

如果t0取初始化默认值，则第一轮结束后，重新计算t0和t1：

t0’ =（最后一个成功接收报文时刻-第一个成功接收报文时刻）/其间站点数；

如果t0’1.05*t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95* t0；

t1=各个成功接收报文与其点名指令间延迟的均值；

T0≥2d1≈4n×t0，取其优选最小值；

步骤二：第二轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第二轮点名结束；

步骤三：第三轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第三轮点名结束；

步骤四：第四轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名未满三次的上一轮新增未应答STA，再连续透抄已三轮未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第四轮点名结束；

步骤五：第五轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，连续点名上一轮新增未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第五轮点名结束；

步骤六：第六轮点名，重复上一轮；

本次调度周期结束条件满足以下条件：

1）无后续数据上报STA，无未应答STA，等待至本周期T0结束；

2）当某一轮点名完成后，满足D≥T0，则不再开始新一轮此，本次调度周期结束；本周期内已开始的轮次需执行完成，不允许中途中断；

3）无后续数据上报STA，已完成四轮且所有点名未应答STA已满连续三轮重试；

进一步地，如图5所示，所述集中调度的连续周期包括：

通讯路由器集中调度模式下，第一个周期T0完成后，即以新t0重新开始下一周期调度轮次；

在新周期中，与上一周期t0’比较，如果t0’＞1.05*原t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95* t0；

经过多个周期后，t0将在一个稳定的区间内波动，则取波动区间的上限值，作为本网络的标准t0，并据此确定T0；

集中调度程序向STA发出上报指令，利用帧序号区分开始上报、重复上一次指令，以便于STA识别上次报送失败需重新报数据或者是继续报下一组数据；

STA重新组网前清空数据缓存区，在网状态下如果缓存区有数据而接收到重复上报或后续上报指令，STA忽略该指令而不通知业务终端重新或继续组织数据；

STA所属业务终端产生事件需要主动上报时，由于无法确定STA缓冲区状态，业务终端不能随机实时上报事件记录，必须等待接收到周期上报指令后才能插入上报事件记录数据；

通讯路由器对连续多周期失败STA标记离网状态，离网STA不参与集中调度周期上报过程，通讯路由器每小时启动一次离网STA重新入网操作；

当抄表APP或主站发现STA存在频繁性、间隔性丢失数据，则需通过业务配置指令，指令STA终端降低数据上报密度，稳定数据上报间隔；

进一步地，如图4所示，所述用电监测终端数据采集，包括以下步骤：

步骤一：用电监测终端根据采集任务定时的抄读电能表数据，当采集任务有冲突时，外部透传任务高于本地采集任务，本地采集任务优先级：采集器监控电表事件>冻结类数据采集>96点曲线数据采集>分钟级曲线数据采集；

步骤二：用电监测终端将采集的数据存储，支持分钟数据存储7天、日数据存储31天、月数据存储1年；

步骤三：用电监测终端连续15次抄读失败则产生抄表失败事件，如果15分钟数据、日冻结、月冻结抄读失败应有对应的补抄机制；

步骤四：当用电监测终端初次上电时应在执行抄表任务前先补抄上一日的日冻结数据；

步骤五：用电监测终端支持DL/T698.45和DL/T645协议的电能表；

步骤六：全网采集节点都具备各自硬件时钟，确保所有载波节点时钟同步相对准确，另外采集器支持通过载波通道下发报文对时间进行校准；

进一步地，所述数据压缩，用于在用电监测终端存储数据过多，但存储空间有限的情况下，对数据进行压缩以减少数据传输或者转移过程中的数据量；

所述数据压缩利用数据出现的次数构造Huffman二叉树，并且出现次数较多的数据在树的上层，出现次数较少的数据在树的下层，这样我们就可以从根节点到每个数据的路径来进行编码并实现压缩；

编码过程主要利用字符出现的频度构造二叉树，如图3所示，

统计出各个字符出现的次数如表1所示：

根据各个字符出现的次数对它们进行排序如表2所示：

表2

根据构造规则，我将各个字符看成构造树的节点，即有节点a、节点b、节点c、节点d、节点e、节点f；那么，我先将节点f和节点e合并，如图6、表3所示：

表3

经过排序处理得，如表4所示：

表4

接下来，将节点b和节点c也合并，则有，如图7、表5所示：

表5

经过排序处理得，如表6所示：

表6

将节点d和节点fe合并，得，如图8所示：

继续，这次将节点fed和节点bc合并，得，如图9所示：

最后，将节点a和节点bcfed合并，有，如图10所示：

最后得到完整的树，如图11所示：

根据编码的规则为：左0右1，如表7所示：

表7

；

进一步地，如图2所示，所述电表采集器多路485并行抄表的抄表流程包括：

步骤一：进入抄表流程后，获得待抄读测量点，检索需要抄读的数据项列表；

步骤二：如果待抄读数据项为空，则表示此表已经抄读完成，然后切表；

步骤三：如果待抄读数据项不空，则执行抄表，抄表过程按顺序依次抄读各个数据项，直到最后一个数据项完成抄读，然后切表。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种用于数字化台区实时数据采集系统的采集方法，其特征在于，该采集系统包括：主站、专用采集器、电表采集器、电表HPLC模块、用电监测终端以及能源控制器；

所述能源控制器内设置有通讯路由器；

所述用电监测终端设置在电表箱内；

所述通讯路由器用于对通信节点信息管理，并对主站下行、能源控制器下行以及末端节点上行报文头进行解析，将报文转发到对应的目的端口，最终实现信息传递，所述通讯路由器包括：4G无线通信模块和HPLC载波通信主节点模块（CCO）；

所述电表HPLC模块，用于电表在电力线介质上的数据传输、数据抄读、信道管理、停电事件上报、系统管理，优化网络调度机制，基于全网信标同步机制，结合 CSMA/TDMA 算法，实现对载波信道的有序管理；

所述专用采集器用于采集所有充电桩里的监控模块信息，通过RS485总线与数传终端连接，数传终端把专用采集器的信息传输到管理平台，工作人员通过管理平台即可集中监控当前每个地点充电桩的工作状态信息，并且工作人员可通过管理平台对充电桩做相应的充电、断电等控制操作，所述专用采集器包括：充电桩采集器、专用光伏；

所述能源控制器与主站远程通讯连接，具体是所述能源控制器通过4G无线通信模块实现与主站远程通讯连接；

所述专用采集器、电表采集器均与能源控制器通信连接，具体是所述通讯路由器顺序通过HPLC载波通信主节点模块（CCO）和作为HPLC载波网络数据传输的电力线同专用采集器、电表采集器通信连接；

所述用电监测终端具有档案自维护、数据采集、数据存储以及数据上报的功能；

所述电表采集器具备2路RS-485并行抄表，所述电表采集器的串口速率是1200、2400、4800或9600bps；

所述数字化台区实时数据采集系统的采集方法，包括：HPLC信道通信资源调度、用电监测终端数据采集、数据压缩、电表采集器多路485并行抄表；

所述HPLC信道通信资源调度，事先设定：上报周期T0、数据收发时长t0、数据应答时长t1、上报时长D；

所述HPLC信道通信资源调度包括集中调度的一个完整周期T、集中调度的连续周期；

所述集中调度的一个完整周期，包含以下步骤：

步骤一：点名过程中，当通讯路由器接收到上级业务指令需要下发至载波通信从节点（STA）时，应等待该载波通信从节点（STA）点名指令已经应答或超时后，插入到当前点名间隔中，同样占用一个2t0间隔，向STA发送上级业务指令，然后继续点名原本的下一个STA；

t0取通讯路由器经验记录值，如果HPLC网络重新组网，网络发生站点数大量变化，则取初始化默认值；

如果t0取初始化默认值，则第一轮结束后，重新计算t0和t1：

t0’=（最后一个成功接收报文时刻 - 第一个成功接收报文时刻）/ 其间站点数；

如果t0’＞1.05*t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95* t0；

t1 = 各个成功接收报文与其点名指令间延迟的均值；

T0≥2d1≈4n×t0，取其优选最小值；

步骤二：第二轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA， 在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第二轮点名结束；

步骤三：第三轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名上一轮未应答STA， 在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第三轮点名结束；

步骤四：第四轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，然后连续点名未满三次的上一轮新增未应答STA，再连续透抄已三轮未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第四轮点名结束；

步骤五：第五轮点名，以2t0’间隔连续点名有后续数据STA，连续点名上一轮新增未应答STA，在接收到最后一个STAx应答报文或者各站点2t1超时失败后，第五轮点名结束；

步骤六：第六轮点名，重复上一轮；

本次调度周期结束条件满足以下条件：

1）无后续数据上报STA，无未应答STA，等待至本周期T0结束；

2）当某一轮点名完成后，满足D≥T0，则不再开始新一轮此，本次调度周期结束；本周期内已开始的轮次需执行完成，不允许中途中断；

3）无后续数据上报STA，已完成四轮且所有点名未应答STA已满连续三轮重试；

所述集中调度的连续周期包括：

通讯路由器集中调度模式下，第一个周期T0完成后，即以新t0重新开始下一周期调度轮次；

在新周期中，与上一周期t0’比较，如果t0’＞1.05*原t0，则t0 = t0’，否则t0 =0.95*t0；

经过多个周期后，t0将在一个稳定的区间内波动，则取波动区间的上限值，作为本网络的标准t0，并据此确定T0；

集中调度程序向STA发出上报指令，利用帧序号区分开始上报、重复上一次指令，以便于STA识别上次报送失败需重新报数据或者是继续报下一组数据；

STA重新组网前清空数据缓存区，在网状态下如果缓存区有数据而接收到重复上报或后续上报指令，STA忽略该指令而不通知业务终端重新或继续组织数据；

STA所属业务终端产生事件需要主动上报时，由于无法确定STA缓冲区状态，业务终端不能随机实时上报事件记录，必须等待接收到周期上报指令后才能插入上报事件记录数据；

通讯路由器对连续多周期失败STA标记离网状态，离网STA不参与集中调度周期上报过程，通讯路由器每小时启动一次离网STA重新入网操作；

当抄表APP或主站发现STA存在频繁性、间隔性丢失数据，则需通过业务配置指令，指令STA终端降低数据上报密度，稳定数据上报间隔；

所述用电监测终端数据采集，包括以下步骤：

步骤一：用电监测终端根据采集任务定时的抄读电能表数据，当采集任务有冲突时，外部透传任务高于本地采集任务，本地采集任务优先级：采集器监控电表事件>冻结类数据采集>96点曲线数据采集>分钟级曲线数据采集；

步骤二：用电监测终端将采集的数据存储，支持分钟数据存储7天、日数据存储31天、月数据存储1年；

步骤三：用电监测终端连续15次抄读失败则产生抄表失败事件，如果15分钟数据、日冻结、月冻结抄读失败应有对应的补抄机制；

步骤四：当用电监测终端初次上电时应在执行抄表任务前先补抄上一日的日冻结数据；

步骤五：用电监测终端支持DL/T698.45和DL/T645协议的电能表；

步骤六：全网采集节点都具备各自硬件时钟，确保所有载波节点时钟同步相对准确，另外采集器支持通过载波通道下发报文对时间进行校准；

所述数据压缩，用于在用电监测终端存储数据过多，但存储空间有限的情况下，对数据进行压缩以减少数据传输或者转移过程中的数据量；

所述数据压缩利用数据出现的次数构造Huffman二叉树，并且出现次数较多的数据在树的上层，出现次数较少的数据在树的下层；

所述电表采集器多路485并行抄表的抄表流程包括：

步骤一：进入抄表流程后，获得待抄读测量点，检索需要抄读的数据项列表；

步骤二：如果待抄读数据项为空，则表示此表已经抄读完成，然后切表；

步骤三：如果待抄读数据项不空，则执行抄表，抄表过程按顺序依次抄读各个数据项，直到最后一个数据项完成抄读，然后切表。