CN115209240A - 基于电能计量装置的改进型集线网关系统及数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电能计量装置的改进型集线网关系统及数据传输方法，其中传输方法包括：获取若干路电能计量装置的数据信号，将所述数据信号作为初始数据；对每一路所述初始数据进行分包处理，获取每一路电能计量装置的分包数据；将分包数据进行传输并缓冲存储，获取分包FIFO数据；基于分包FIFO数据与先入先出的原则，将FIFO数据中的FIFO头部包数据进行发送；系统包括：智能电能表、集线器网关、若干条RS422总线、单片机、DataSplit模块、FIFO模块、FIFO缓冲区、RemapDevice模块。本系统具备秒级数据采集及更新能力，可满足电能分析智能电表对数据传输的要求。
Description
技术领域
本发明属于集成通信领域，特别是涉及一种基于电能计量装置的改进型集线网关系统及数据传输方法。
背景技术
目前商用电和民用电通常采用载波通信或RS485通信方法进行数据传输，传输效率低下，传输速率慢，传输数据成功率低下，数小时才能刷新一次数据，为满足上级用能分析系统对于电能用量和电能质量数据波动的分析，设备应具备秒级数据采集及更新能力，现有设备远远不能满足电能分析智能电表对数据传输的要求。
现市场上部分智能电表采用4G通信直接传输，成本过高，对服务器要求较高。部分采用zigbee、LoRa等技术进行区域组网，采集速率慢，频率低，组网成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于智能电能计量装置的改进型串口集线网关系统，以解决上述现有技术存在的问题。
一方面为实现上述目的，本发明提供了一种基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，包括：
获取若干路电能计量装置的数据信号，将所述数据信号作为初始数据；所述数据信号包括电能计量装置的用电能耗、电流、电压数据；
对每一路的所述初始数据进行分包处理，将数据流转化为数据包，获取每一路电能计量装置的分包数据；
将所述分包数据进行传输并缓冲存储，获取分包FIFO数据；
基于所述分包FIFO数据与先入先出的原则，将所述FIFO数据中的FIFO头部包数据进行发送。
可选地，获取电能计量装置的数据信号的过程包括：
将单路定时器作为tick发生器，采集单片机中的IO口所获取到的数据信号，并缓存于本地中，作为初始数据。
可选地，获取每一路电能计量装置的分包数据的过程包括：
基于tick发生器，按照预定的频率对IO口的信号进行采集处理，获取时基信号；
在IO口进行跳变后，基于所述时基信号获取到当前RS422总线获取的1或0数据。
可选地，按照预定的频率对IO口的信号进行采集处理的过程包括：通过所述tick发生器0.1ms内触发一次tick计数，获取时基信号。
可选地，获取每一路电能计量装置的分包数据的过程还包括：
在IO口跳变过程中断的同时，主函数中判定所述时基信号是否超出位数据跳变时间，当超出三倍所述位数据跳变时间时，则断定分包结束。
可选地，将FIFO头部包数据进行发送的过程包括：
使所述FIFO头部包数据再次进入缓冲区，等待分发处理；
基于板载不同的模块，自动将所述FIFO头部包数据进行重映射并发送。
另一方面为实现上述目的，本发明提供了一种基于电能计量装置的改进型集线网关系统，包括依次连接的：智能电能表、若干条RS422总线、单片机、DataSplit模块、FIFO模块、FIFO缓冲区、RemapDevice模块；
所述智能电能表用于提供用电能耗、电流、电压数据；
所述单片机用于所述RS422总线的数据接收；
所述DataSplit模块用于对数据进行分包处理；
所述FIFO模块用于将分包后的数据传输至所述FIFO缓冲区；
所述FIFO缓冲区用于将分包后的数据进行存储；
所述RemapDevice模块用于对数据进行分发。
可选地，若干条所述RS422总线分别与所述单片机中的独立IO口相连接
本发明的技术效果为：
本系统具备秒级数据采集及更新能力，可满足电能分析智能电表对数据传输的要求。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的基于电能计量装置的改进型集线网关系统的工作流程示意图；
图2为本发明实施例中的监测装置结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
如图1-2所示，本实施例中提供一种基于智能电能计量装置的改进型串口集线网关系统；
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，分别为本申请实施例的一种基于智能电能计量装置的改进型串口集线网关系统流程示意图和监测装置结构示意图。在本实施例中，所述电能包括总线上的电压和电流。
基于智能电能计量装置的改进型串口集线网关系统包括依次连接的：智能电能表、若干条RS422总线、单片机、DataSplit模块、FIFO模块、FIFO缓冲区、RemapDevice模块；
智能电能表用于提供用电能耗、电流、电压数据；单片机用于RS422总线的数据接收；DataSplit模块用于对数据进行分包处理；FIFO模块用于将分包后的数据传输至FIFO缓冲区；FIFO缓冲区用于将分包后的数据进行存储；RemapDevice模块用于对数据进行分发。
其中，若干条RS422总线分别与单片机中的独立IO口相连接。
实施例二
本实施例中提供一种基于智能电能计量装置的改进型串口集线网关的数据传输方法，具体的，本方法包括如下步骤：
S1.获取电能计量装置的数据信号。在本实施例中，通过RS422总线数据输入接口完成。
在本实施例中，鉴于数据采集的对象为电能计量装置的用电能耗、电流、电压等数据，因此，整个系统中均包括所有数据流的处理和FIFO缓冲分发流程。
通过复数RS422总线直接采集电能计量装置上的电压、电流、电量等数据，并不能直接用于数据接受，因此，本步将多路RS422总线分别接入单片机的独立IO，并使能每一个独立IO的中断输入，使用单路定时器作为tick发生器，采集每一路IO所获取到的RS422总线数据，并缓存与本地中，作为本实施例的初始数据。
S2.对每一路数据进行分包处理，将数据流转化为数据包，得到每一路电能计量装置的分包数据。在本实施例中，由DataSplit模块完成。
由于初始信号为连续的数据流，因此需要先进行粘包分割处理，在本实施例中，包括如下步骤：
S2.1.使用定时器tick，按照预定的频率对IO信号进行采集处理，在本实施例中，通过定时器在0.1ms内触发一次tick计数，得到时基信号。
S2.2.在IO进行跳变后，通过tick时基，可获取到当前RS422总线获取的1或0数据。
S2.3.在IO跳变中断的同时，主函数中判定tick时基都否超出RS422总线的位数据跳变时间，超过时间三倍，则断定分包结束。
S3.对多路电能计量装置的数据进行分包处理后，依次进入FIFO缓冲区等待数据发送。在本实施例中，由FIFO模块完成。
S4.基于电能计量装置的分包FIFO数据，根据先入先出原则，将FIFO头部包数据通过数据发送模组发送完成。
S4.1.为了更好的实现数据发送功能的泛用性，在数据发送时会再次进入高速缓冲区，并通知RemapDevice模块进行数据分发处理。
S2.2.由设备指定的重映射方式，根据板载不同的模块，自动将数据重映射到4G或网口进行发送。
在本实施例中，将多路电能计量装置的数据通过RS422总线进入IO中，将流数据进行分包，依次发送至云端。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取若干路电能计量装置的数据信号，将所述数据信号作为初始数据；所述数据信号包括电能计量装置的用电能耗、电流、电压数据；
对每一路的所述初始数据进行分包处理，将所述数据信号中的数据流转化为数据包，获取每一路电能计量装置的分包数据；
将所述分包数据进行传输并缓冲存储，获取分包FIFO数据；
基于所述分包FIFO数据与先入先出的原则，将所述FIFO数据中的FIFO头部包数据进行发送。
2.根据权利要求1所述的基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，获取电能计量装置的数据信号的过程包括：
将单路定时器作为tick发生器，采集单片机中的IO口所获取到的数据信号，并缓存于本地中，作为初始数据。
3.根据权利要求2所述的基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，获取每一路电能计量装置的分包数据的过程包括：
基于tick发生器，按照预定的频率对IO口的信号进行采集处理，获取时基信号；
在IO口进行跳变后，基于所述时基信号获取到当前RS422总线获取的1或0数据。
4.根据权利要求3所述的基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，按照预定的频率对IO口的信号进行采集处理的过程包括：通过所述tick发生器0.1ms内触发一次tick计数，获取时基信号。
5.根据权利要求3所述的基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，获取每一路电能计量装置的分包数据的过程还包括：
在IO口跳变过程中断的同时，主函数中判定所述时基信号是否超出位数据跳变时间，当超出三倍所述位数据跳变时间时，则断定分包结束。
6.根据权利要求1所述的基于电能计量装置的改进型集线网关数据传输方法，其特征在于，将FIFO头部包数据进行发送的过程包括：
使所述FIFO头部包数据再次进入缓冲区，等待分发处理；
基于板载不同的模块，自动将所述FIFO头部包数据进行重映射并发送。
7.一种基于电能计量装置的改进型集线网关系统，其特征在于，包括依次连接的：智能电能表、若干条RS422总线、单片机、DataSplit模块、FIFO模块、FIFO缓冲区、RemapDevice模块；
所述智能电能表用于提供用电能耗、电流、电压数据；
所述单片机用于所述RS422总线的数据接收；
所述DataSplit模块用于对数据进行分包处理；
所述FIFO模块用于将分包后的数据传输至所述FIFO缓冲区；
所述FIFO缓冲区用于将分包后的数据进行存储；
所述RemapDevice模块用于对数据进行分发。
8.根据权利要求7所述的基于电能计量装置的改进型集线网关系统，其特征在于，若干条所述RS422总线分别与所述单片机中的独立IO口相连接。
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