CN114025247A - 用电信息采集方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种用电信息采集方法以及系统。用电信息采集系统包括：智能电表管理后台、网关、mesh节点和智能电表；用电信息采集方法应用于用电信息采集系统，包括：网关获取用于接入网络的5G信号，并将5G信号转换为WiFi信号；mesh节点获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；智能电表搜索到中继后的WiFi信号，连接中继后的WiFi信号，接入网络；智能电表管理后台采集接入网络的所述智能电表记录的用电信息。该用电信息采集方法可以解决用电信息采集过程中存在信号盲区、无法海量接入终端设备、端到端通信传输质量不稳定等问题。

Description

用电信息采集方法以及系统

技术领域

本公开实施例涉及用电监测技术领域，尤其涉及一种用电信息采集方法以及系统。

背景技术

近些年来，随着以新能源为主的新型电力系统的加速建设，风电、光伏等新能源大规模并网，“源网荷储”柔性互动以及智能调控带来电能控制、计量、数据采集等业务增长。同时，随着“电能替代”发展趋势，电能将成为未来主要能源形式，海量用电设备接入电网将带来海量用电信息采集需求。现阶段用电信息采集业务主要包含电能计量与费控，数据流量具有上行流量大、下行流量小的特点。通信方式主要包括运营商无线公网、无线专网、微功率无线、光纤、电力载波等。在部署方式上，主站为集中部署，终端为集中器、采集器、电表分段部署。基于现有的部署模式，现阶段用电信息采集系统存在信号盲区，实时性差，一次回传成功率低，无法实现电网海量数据实时感知的需要。

5G通信网络具有大带宽、低时延、海量连接的特点，适合海量终端接入的物联网场景，可以实现用电数据实时回传。然而现阶段的5G网络建设仍然存在技术挑战，无法实现全国大范围覆盖。

无线Mesh网络具有灵活组网、部署方便、健壮性强的特点，适合在基础通信网络覆盖不到的地方建立通信链路。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例的目的在于提出一种用电信息采集方法以及系统。

基于上述目的，本公开实施例提供了一种用电信息采集方法，包括：

网关获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号；

mesh节点获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；

智能电表搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络；

智能电表管理后台采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种用电信息采集系统，包括：

网关，被配置为获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号；

mesh节点，被配置为获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；

智能电表，被配置为搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络；

智能电表管理后台，被配置为采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

从上面所述可以看出，本公开实施例提供的一种用电信息采集方法以及系统，通过网关将5G信号转换为WiFi信号，通过mesh节点令所述WiFi信号基于mesh网络协议在mesh组网中传输，进行WiFi信号的中继，智能电表搜索中继后的WiFi信号接入网络，实现入网，智能电表管理后台采集接入网络的智能电表记录的用电信息。本公开将5G通信与mesh技术相结合构建通信链路，扩大了信号传输范围，利用mesh网络组网灵活、部署方便、健壮性强的特点，有效覆盖通信信号盲区，实现海量终端设备接入，保障了用电信息传输的稳定性，提到了传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开实施例，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。

图1为本公开实施例的用电信息采集系统的结构示意图；

图2为本公开实施例的用电信息采集方法的流程示意图；

图3为本公开实施例的用电信息采集系统的网关节点结构示意图。

图4为本公开实施例的用电信息采集系统的mesh节点结构示意图；

图5为为本公开实施例的用电信息采集系统示意图；

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，用户的用电信息采集一直以来是电力公司的重要工作，长期以来，我国电力系统一直使用人工上门入户抄表的方式收集用电信息，随着用电管理水平的不断提升，人工抄表已经逐渐被远程抄表技术所替代。而当前基于各种通信网络的采集系统，经过几年的建设和使用，用电信息采集网络也暴露出一些问题，在用电信息采集系统的网络部署上，由于基本采用公网通信的终端，对于某些网络部署缺陷地区，总会存在一些信号盲区。对于现阶段用电信息采集通信平台，是由一段段的网络链接而成，虽然应用层可达，但网络层无法实现端到端互通。这样，给管理运维带来巨大麻烦，无法实时监测到每一个智能电表的状态，包括通信情况和运行情况。此外，目前用电信息采集系统的通信网络在采集用电信息时无法实现实时录入，并且主站在收集用电信息时往往每天召集一次，无法实现实时采集反馈。

综上所述，本公开提出一种用电信息采集方法，通过网关将5G信号转换为WiFi信号，对于公网信号盲区，通过mesh节点，基于mesh协议对WiFi信号进行中继，扩大了信号传输范围，当中继信号到达智能电表可连接范围内，智能电表搜索中继后的WiFi信号，完成入网，实现智能电表管理后台对智能电表中的用电信息的采集、管控等。本公开将5G通信与mesh技术相结合构建通信链路，扩大了信号传输范围，mesh网络组网灵活、部署方便、健壮性强，可以实现海量终端设备接入，保障了用电信息传输的稳定性，提到了传输效率。

以下，通过具体的实施例进一步详细说明本公开的技术方案。

参考图1，为本公开实施例的用电信息采集系统的结构示意图。

如图所示，本公开提供的用电信息采集系统，包括：智能电表管理后台、网关、mesh节点和智能电表。

在具体实施中，基站发出用于接入网络的5G信号，网关获取5G信号，并将5G信号转换为WiFi信号，若智能电表可以搜索到由网关发出的WiFi信号，则直接连接该WiFi信号，接入网络。若智能电表搜索不到由网关发出的WiFi信号，则搜索由mesh节点中的mesh网关节点接入的在mesh组网中根据mesh协议传输的由mesh节点中的mesh网桥节点发出的中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入网络。在智能电表接入网络后，因为智能电表管理后台也连接该网络，则智能电表管理后台可以直接采集智能电表记录的用电信息，同时还可以向智能电表发送通断电指令信号，以使智能电表根据通断电指令信号进行通电和断电。

参考图2，为本公开实施例的用电信息采集方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤S201，网关获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号。

在具体实施中，基站发出用于接入网络的5G信号，网关通过外置天线搜索基站发出的5G信号，并将其放大，以便于5G模组的接收，网关的5G扩展板上安装有SIM卡槽，插入SIM卡即可连接5G网络。网关主板上还安装有5G模组驱动，5G驱动模组调用5G模模组，实现5G上网。网关主板上安装的WiFi模块，配置为WiFi热点模式，将5G网络转换为WiFi信号。

进一步地，如图3所示，为本公开实施例的用电信息采集系统的网关节点结构示意图。网关主板还配置有HDMI接口、音频模块、蓝牙模块、电源、状态灯、以太网模块、CPU主板、RAM模块和USB接口。

高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)是一种兼具高清晰数字视频和数字音频传输能力的接口标准，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影像信号。音频模块可以用于实现主板上的音频播放与显示。蓝牙模块也可以实现网关与网关之间的蓝牙模式通信。电源可以给网关主板和网关外壳中的散热风扇供电。状态灯有两种显示状态，当网关正常工作时，状态灯的红灯常亮、绿灯规律闪亮，当网关出现故障时，状态灯的红灯闪亮、绿灯不规律闪亮。以太网模块可以实现网关主板单独上网，工作人员可以通过以太网模块直接接入终端设备对主板进行配置。CPU主板为网关的中央处理器。RAM为随机存取存储器(英语：Random Access Memory，缩写：RAM)，也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外)，而且速度很快，作为网关操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。当网关突然断电或出现故障时，RAM将存储网关中的各种配置信息，以防其丢失。RAM在计算机和数字系统中用来暂时存储程序、数据和中间结果。主板与5G扩展板之间通过USB接口连接，实现互通。

5G扩展板上还配置有电源模块，作为5G扩展板的单独电源支撑。

步骤S202，mesh节点获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号。

在具体实施中，如图4所示，为本公开实施例的用电信息采集系统的mesh节点结构示意图。mesh节点主板配置与网关主板配置相同，还配置有一个外置无线网卡。mesh节点中的mesh网关节点通过外置无线网卡接收网关发出的WiFi信号，可接入WiFi网络，外置无线网卡的内置WiFi模块配置mesh网络和DHCP服务，为接入mesh网关节点的终端设备(即智能电表)分配IP地址。mesh网桥节点的内置WiFi模块配置mesh协议，实现WiFi信号基于mesh协议在mesh组网之间的传输，以使WiFi信号中继。Mesh网桥节点的外置无线网卡配置为AP(Access Point)模式，用来产生WiFi，配置为桥接模式，可实现终端设备(即智能电表)的网络接入。

步骤S203，智能电表搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络。

在具体实施中，智能电表为具备WiFi通信功能的电表，提前配置有网关直接发出的WiFi信号和mesh网桥节点发出的WiFi信号的通信地址，对于能直接搜索到WiFi信号的智能电表，初次连接时，直接基于预先配置好的WiFi信号ID和密钥连接入网，对于无法直接搜索到网关发出的的WiFi信号的智能电表，则搜索距离其最近的mesh节点发出的的中继后的WiFi信号进行连接。

需要说明的是，对于智能电表和mesh节点的部署方式，可以但不限于是工作人员预先使用信号探测仪等工具探测并计算出最优部署距离，由于智能电表初次安装以后不会轻易移动，所以智能电表与mesh节点之间距离不会轻易改变，通信链路比较稳定。

进一步地，所述智能电表搜索所述mesh网桥节点中最优路径传输的所述中继后的WiFi信号进行连接。其中，最优传输路径是指WiFi信号基于mesh协议在所述mesh组网中传输时，信号质量最好、传输效率最高的传输路径，该路径由mesh节点通过mesh协议协商选择，以使信号在mesh组网中遵循所分配的IP路径进行传输。

步骤S204，智能电表管理后台采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

在具体实施中，在智能电表对应的后台中包含APP和web端，可实时查看智能电表所接负载的用电信息情况，并能对其进行管理与控制。

具体地，所述智能电表管理平台向所述智能电表发送通断电指令信号，以使所述智能电表根据所述通断电指令信号进行通电和断电。除此之外，智能电表管理平台还可以根据实际需求对智能电表进行充值缴费，查看实时负载状态信息等。

需要说明的是，本方法中的终端设备可以但不限于是具备WiFi通信功能的智能电表，还可以是其他可以实现WiFi通信功能的记录负载用电信息的设备，由于mesh节点均配置有蓝牙模块，所以，智能电表也可以通过蓝牙和mesh节点之间实现互通。

需要说明的是，本公开的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种用电信息采集系统。参考图5，所述的用电信息采集系统，包括：

网关501，被配置为获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号；

mesh节点502，被配置为获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；

智能电表503，被配置为搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络；

智能电表管理后台504，被配置为采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本公开旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用电信息采集方法，其特征在于，应用于用电信息采集系统，所述用电信息采集系统，包括：智能电表管理后台、网关、mesh节点和智能电表；

所述方法，包括：

所述网关获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号；

所述mesh节点获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；

所述智能电表搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络；

所述智能电表管理后台采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

2.根据权利要求1所述的用电信息采集方法，其特征在于，包括：

所述若干mesh节点包括若干mesh网关节点和若干mesh网桥节点，所述若干mesh网关节点和若干mesh网桥节点均配置有mesh协议；所述若干mesh网关节点与所述若干mesh网桥节点构成mesh组网。

3.根据权利要求2所述的用电信息采集方法，其特征在于，所述mesh节点获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号，具体包括：

所述mesh网关节点将所述WiFi信号接入所述mesh组网，以使所述WiFi信号基于mesh协议在所述mesh组网中传输；

所述mesh网桥节点将所述WiFi信号转换为所述中继后的WiFi信号。

4.根据权利要求2所述的用电信息采集方法，其特征在于，所述智能电表搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络，具体包括：

所述智能电表搜索所述mesh网桥节点中最优路径传输的所述中继后的WiFi信号进行连接。

5.根据权利要求1所述的用电信息采集方法，其特征在于，所述所述网关获取网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号，之后还包括：

所述智能电表搜索到所述WiFi信号，并直接连接所述WiFi信号，接入所述网络。

6.根据权利要求1所述的用电信息采集方法，其特征在于，还包括：

所述智能电表管理平台向所述智能电表发送通断电指令信号，以使所述智能电表根据所述通断电指令信号进行通电和断电。

7.根据权利要求1所述的用电信息采集方法，其特征在于，所述网关包括：网关主板、5G扩展板和外壳；

所述5G扩展板安装有5G模组、SIM卡槽；所述网关主板安装有5G模组驱动、WiFi模块和电源；所述外壳安装有散热风扇和外置天线；所述网关主板与所述5G扩展板相连；所述外置天线安装在所述外壳上，所述外置天线通过所述外壳上的连接孔与所述5G扩展板相连；所述网关主板与所述外壳相连；所述外置天线将所述网关接收到的所述5G信号放大；所述5G模组驱动调用5G模组接入所述网络；所述电源为所述网关主板、所述5G扩展板和所述散热风扇供电；将SIM卡插入所述SIM卡槽，连接所述网络；所述WiFi模块配置有WiFi热点，将所述5G信号转换为WiFi信号。

8.根据权利要求2所述的用电信息采集方法，其特征在于，所述mesh节点包括：主板和外置无线网卡；所述mesh网关节点的所述外置无线网卡与所述主板配合，接收网关发出的WiFi信号；所述mesh网桥节点的所述外置无线网卡与所述主板配合，发出所述中继后的WiFi信号。

9.一种用电信息采集系统，其特征在于，包括：

网关，被配置为获取用于接入网络的5G信号，并将所述5G信号转换为WiFi信号；

mesh节点，被配置为获取所述WiFi信号，并将所述WiFi信号进行中继，得到中继后的WiFi信号；

智能电表，被配置为搜索到所述中继后的WiFi信号，连接所述中继后的WiFi信号，接入所述网络；

智能电表管理后台，被配置为采集接入所述网络的所述智能电表记录的用电信息。

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