CN116647773A - 基于双模通信的用电信息采集系统 - Google Patents

基于双模通信的用电信息采集系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116647773A
CN116647773A CN202310346620.XA CN202310346620A CN116647773A CN 116647773 A CN116647773 A CN 116647773A CN 202310346620 A CN202310346620 A CN 202310346620A CN 116647773 A CN116647773 A CN 116647773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
communication
dual
mode
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310346620.XA
Other languages
English (en)
Inventor
庄童
邓风平
王立业
邱佳
于志东
曹冬华
贺鑫
杨亮
刘宗征
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing State Grid Purui UHV Transmission Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing State Grid Purui UHV Transmission Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing State Grid Purui UHV Transmission Technology Co Ltd filed Critical Beijing State Grid Purui UHV Transmission Technology Co Ltd
Priority to CN202310346620.XA priority Critical patent/CN116647773A/zh
Publication of CN116647773A publication Critical patent/CN116647773A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/10—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a centralized architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/60—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for transmitting utility meters data, i.e. transmission of data from the reader of the utility meter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于双模通信的用电信息采集系统，包括：电表，其包括第一处理单元和第一双模通信单元，第一处理单元用于对用户用电信息的计量和数据处理，以得到用户用电数据信息；第一双模通信单元设有无线通信与宽带载波通信两种通信方式，以实现传输用户用电数据信息；集中器，其通过无线通信或宽带载波通信与电表通信，以实现向电表发送采集任务并采集电表的用户用电数据信息；根据控制策略对无线通信或宽带载波通信进行动态切换；对接收到的用户用电数据信息进行处理并存储到本地；并将处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器。通过高速宽带载波和高速无线通讯实现数据传输，以实现取长补短、相互融合的双模通信方式。

Description

基于双模通信的用电信息采集系统
技术领域
本发明涉及通信的技术领域，特别涉及一种基于双模通信的用电信息采集系统。
背景技术
随着全球能源互联网建设的发展，特别是智能电网对于接入网通信技术要求的不断提高，现有单一的电力线载波和微功率无线通信在覆盖范围、带宽速率、通信时延、系统稳定性等方面已无法满足需求。现有的载波传输方式容易受复杂电力线环境影响，特别是在某些特殊场景和业务下通信性能下降明显；而无线通信传输因发射功率和楼宇阻挡等环境限制，无法保障恒定的传输性能。因此，采用单种通信技术可能存在通信“孤岛”的问题，会使得数据采集的可靠性无法得到保障。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种基于双模通信的用电信息采集系统，在集中器和电表之间通过高速宽带载波和高速无线通讯两种通信方式实现数据传输，以实现取长补短、相互融合的双模通信方式，并能够根据具体环境择优选择相应通信方式。
(二)技术方案
本发明的实施例提供了一种基于双模通信的用电信息采集系统，包括：电表，其包括第一处理单元和第一双模通信单元，所述第一处理单元用于对用户用电信息的计量和数据处理，以得到用户用电数据信息；所述第一双模通信单元设有无线通信与宽带载波通信两种通信方式，以实现传输用户用电数据信息；集中器，其通过无线通信或宽带载波通信与所述电表通信，以实现向所述电表发送采集任务并采集所述电表的用户用电数据信息；根据控制策略对无线通信或宽带载波通信进行动态切换；对接收到的用户用电数据信息进行处理并存储到本地；并将处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器。
进一步地，所述第一双模通信单元包括：无线通信模块，其用于提供微功率高速无线通信方式；宽带载波通信模块，其用于提供电力线高速宽带载波通信方式；所述第一处理单元与所述无线通信模块和宽带载波通信模块分别连接，以实现通过无线信号和载波信号传输用户用电数据信息和采集任务。
进一步地，所述无线通信模块包括：第一滤波器、收发切换模块、低噪声放大器、信号解调模块、信号调制模块、射频功率放大器和第一数据缓冲区；其中，当所述集中器向所述电表发送采集任务时，由内置天线接收到的无线信号经由所述第一滤波器进行滤波处理，通过收发切换模块发送至低噪声放大器，由低噪声放大器将接收到的无线信号进行放大，通过信号解调模块进行解调，将接收到的无线信号解调为数据，并进入第一数据缓冲区进行缓冲，通过第一控制总线进入第一处理单元进行处理和存储；第一处理单元将待发送的数据通过第一控制总线进入第一数据缓冲区，通过信号调制模块进行调制将待发送的数据转换为待发送的无线信号，经由射频功率放大器进行信号放大，通过收发切换模块发送至第一滤波器进行滤波处理，由内置天线将待发送的无线信号发射出去。
进一步地，所述宽带载波通信模块包括：载波收发耦合电路、第二滤波器、信号解调电路、信号调制电路、放大器和第二数据缓冲区；其中，当所述集中器向所述电表发送采集任务时，载波收发耦合电路将接收到的载波信号通过第二滤波器进行宽带滤波处理，信号解调电路将接收到的载波信号进行解调处理为数据，并进入第二数据缓冲区缓冲，通过第二控制总线发送到第一处理单元进行处理和存储；第一处理单元将待发送的数据通过第二控制总线传输到第二数据缓冲区缓冲，经由信号调制电路，将待发送的数据调制为待发送的载波信号，将待发送的载波信号经过放大器进行信号放大，通过第二滤波器进行滤波处理，由载波收发耦合电路将待发送的载波信号发送并耦合到电网当中。
进一步地，所述第一处理单元对由第一控制总线接收到的数据与从第二控制总线接收到的数据进行对比，若重复则丢弃；若不同，则执行数据处理。
进一步地，所述集中器包括主集中器和若干分集中器，所述分集中器与所述电表连接，用于向所述电表发送采集任务并采集所述电表的用户用电数据信息；所述主集中器与若干所述分集中器连接，用于对若干所述分集中器上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理，并对所述分集中器唤醒所述采集任务。
进一步地，所述主集中器包括第二处理单元、第二双模通信单元和远程通信单元；所述分集中器包括第三处理单元和第三双模通信单元；所述第三双模通信单元用于所述分集中器与所述电表的通信，以实现向所述电表发送采集任务并采集电表的用户用电数据信息；所述第三处理单元用于对接收到的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；所述第二双模通信单元用于所述分集中器与所述主集中器的通信；所述第二处理单元用于对所述分集中器上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；所述远程通信单元用于对处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器。
进一步地，确定一个主集中器对应分集中器的个数，包括：基于所述第二双模通信单元与所述第三双模通信单元通信传输距离与所述分集中器覆盖距离，得到二者的距离比值；取所述距离比值的整数部分为一个主集中器对应分集中器的个数。
进一步地，在所选定的对应分集中器中，计算每个分集中器到其他所有集中器的距离之和，将距离之和最小的分集中器设为目标主集中器。
进一步地，所述第三处理单元包括控制模块，所述控制模块用于对采集电表的用户用电数据信息过程中判断当前电力线信道的工作环境，并基于当前电力线的工作环境将所述第三双模通信单元是否切换为无线通信的方式；根据检测到的第一设定时间内宽带载波通信情况判断当前电力线信道的工作环境，当电力线信道丢包率高于第一设定阈值或信噪比小于预设阈值时，则将所述第三双模通信单元由宽带载波通信方式切换为无线通信方式；当将所述第三双模通信单元切换为无线通信方式后，每间隔第二设定时间检测当前电力线信道的工作环境；根据检测到的第三设定时间内电力线信道丢包率低于第二设定阈值时，则将所述第三双模通信单元由无线通信方式切换到宽带载波通信方式；其中，所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值；所述第一设定时间小于所述第三设定时间。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案至少具有如下有益的技术效果：
1、本发明实施例中，集中器和电表通过双模通信的方式实现数据传输，即以高速宽带载波和高速无线通讯两种通信方式取长补短、相互融合，根据具体环境择优选择相应通信方式，可有效解决采用单种通信技术时可能存在的通信“孤岛”问题，数据采集的可靠性可得到有效保障，并可实现高频次采集，实现分钟级的电力信息采集冻结、秒级数据采集，助力实现大数据分析，为实现更多电力业务和数据分析提供技术保障。
2、本发明实施例通过增设主集中器的方式，使电表不再严格与分集中器对应，而与主集中器对应即可，电表可以根据信道情况选择不同的分集中器上传，打破逻辑树的对应方式，这样增大区域采集数据的灵活性；并且主集中器可按照一定的时间间隔唤醒分集中器进行采集任务。
3、本发明实施例通过主集中器和分集中器可以在高速宽带载波和高速无线通讯两种通信方式之间动态切换，根据对比电力线载波和微功率无线通信的通信质量，选择配置最佳的通信方式和电表交互通信。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的基于双模通信的用电信息采集系统的结构示意图；
图2是根据本发明第二实施方式的基于双模通信的电表的结构示意图；
图3是根据本发明第三实施方式的无线通信模块的结构示意图；
图4是根据本发明第四实施方式的宽带载波通信模块的结构示意图；
附图标记：
电表100；主集中器200；分集中器300；服务器400；
第一处理单元110；无线通信模块120；宽带载波通信模块130；第一控制总线140；第二控制总线150；电源回路160；电力线170；内置天线180；
第一滤波器121；收发切换模块122；低噪声放大器123；信号解调模块124；信号调制模块125；射频功率放大器126；第一数据缓冲区127；
载波收发耦合电路131；第二滤波器132；信号解调电路133；信号调制电路134；放大器135；第二数据缓冲区136。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的实施例提供了一种基于双模通信的用电信息采集系统，如图1-图4所示，包括：电表100和集中器。电表100，其包括第一处理单元110和第一双模通信单元，所述第一处理单元110用于对用户用电信息的计量和数据处理，以得到用户用电数据信息；所述第一双模通信单元设有无线通信与宽带载波通信两种通信方式，以实现传输用户用电数据信息；集中器，其通过无线通信或宽带载波通信与所述电表100通信，以实现向所述电表100发送采集任务并采集所述电表100的用户用电数据信息；根据控制策略对无线通信或宽带载波通信进行动态切换；对接收到的用户用电数据信息进行处理并存储到本地；并将处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器400。服务器400例如可以是云端服务器，电表100例如可以是智能电表，可实现对用户用电信息的计量和数据处理；用户用电数据信息可包括：电能数据、电压数据、负荷数据、需量数据及用户购电相关数据等；第一双模通信单元将高速宽带载波(HPLC)和高速无线通讯(HRF)两种通信方式取长补短、相互融合，根据具体环境择优选择相应通信方式，可有效解决采用单种通信技术时可能存在的通信“孤岛”问题，数据采集的可靠性可得到有效保障，并可实现高频次采集，实现分钟级的电力信息采集冻结、秒级数据采集，助力实现大数据分析，为实现更多电力业务和数据分析提供技术保障。因此，本发明实施例提供的面向电力物联网智能业务的双模通信芯片，可以满足电力场景中的差异化需求，并可提升芯片产品的标准化和互联互通水平。
一些实施例中，所述第一双模通信单元包括：无线通信模块120，其用于提供微功率高速无线通信方式；宽带载波通信模块130，其用于提供电力线高速宽带载波通信方式；所述第一处理单元110与所述无线通信模块120和宽带载波通信模块130分别连接，以实现通过无线信号和载波信号传输用户用电数据信息和采集任务。无线通信模块120和宽带载波通信模块130可以独立或并行工作，当停电时，电力线载波信号断开的情况下，通过无线通信模块120可保障用户电表100停电信息及时准确上报；或者根据具体环境择优选择相应通信方式。
示例性实施例中，第一处理单元110例如可以是MCU嵌入式处理单元，通过单片机搭建该部分电路或芯片，数据解析算法运行在该第一处理单元110上，可实现控制无线通信模块120以及宽带载波通信模块130等。第一处理单元110通过数据交换总线与无线通信模块120以及宽带载波通信模块130连接，用于控制无线通信和宽带载波通信两种通信方式切换以及数据交换。无线通信模块120和宽带载波通信模块130可分设于智能电表的两侧，例如，无线通信模块120可设于智能电表的左侧，则宽带载波通信模块130设于智能电表的右侧，以避免通信模块的各接口间由于强弱电的差别造成相互干扰。内置天线与无线通信模块120连接，用于使智能电表在空间上作电磁场信号耦合，进行数据交换。
一些实施例中，无线通信模块120的各接口设为弱电接口；宽带载波通信模块130的各接口设为强电接口，在智能电表外与电力线170连接，用于使智能电表在电力线上实现信号耦合，进行数据交换。
一些实施例中，电表100还包括电源回路160，电源回路设置有电容储能电路，可以为智能电表提供断电续航的能力。其中，电源回路与电容储能电路位于智能电表右上方，在保持与强电接口安全距离的前提下，远离智能电表左方对电源噪声敏感的无线通信模块120及内置天线接口，降低智能电表内噪声干扰，提高通信效果。
一些实施例中，将弱电接口设于智能电表左上方，强电接口设于智能电表右下方，载波收发耦合电路131通过隔离器件进行强弱电耦合隔离，并分布在右下方，强电接口与载波收发耦合电路131共同形成强弱电隔离区，强弱电间通过割板增加爬电距离，避免了电力线强电对弱电电路的破坏。
一些实施例中，所述无线通信模块120包括：第一滤波器121、收发切换模块122、低噪声放大器123、信号解调模块124、信号调制模块125、射频功率放大器126和第一数据缓冲区127；其中，当所述集中器向所述电表100发送采集任务时，由内置天线接180收到的无线信号经由所述第一滤波器121进行滤波处理，通过收发切换模块122发送至低噪声放大器123，由低噪声放大器123将接收到的无线信号进行放大，通过信号解调模块124进行解调，将接收到的无线信号解调为数据，并进入第一数据缓冲区127进行缓冲，通过第一控制总线进入第一处理单元110进行处理和存储；第一处理单元110将待发送的数据通过第一控制总线进入第一数据缓冲区127，通过信号调制模块125进行调制将待发送的数据转换为待发送的无线信号，经由射频功率放大器126进行信号放大，通过收发切换模块122发送至第一滤波器121进行滤波处理，由内置天线180将待发送的无线信号发射出去。
一些实施例中，所述宽带载波通信模块130包括：载波收发耦合电路131、第二滤波器132、信号解调电路133、信号调制电路134、放大器135和第二数据缓冲区136；其中，当所述集中器向所述电表100发送采集任务时，载波收发耦合电路131将接收到的载波信号通过第二滤波器132进行宽带滤波处理，信号解调电路133将接收到的载波信号进行解调处理为数据，并进入第二数据缓冲区136缓冲，通过第二控制总线发送到第一处理单元110进行处理和存储；第一处理单元110将待发送的数据通过第二控制总线传输到第二数据缓冲区136缓冲，经由信号调制电路134，将待发送的数据调制为待发送的载波信号，将待发送的载波信号经过放大器进行信号放大，通过第二滤波器132进行滤波处理，由载波收发耦合电路131将待发送的载波信号发送并耦合到电网当中。
示例性实施例中，如图3所示为无线通信模块120的结构，若介质中存在相应的频率的无线信号，当需要接收数据时，例如需要接收数据为抄表请求报文时，无线信号通过内置天线180传输进来，通过第一滤波器121、收发切换模块122，然后通过低噪声放大器123将接收到的无线信号进行放大，再通过信号解调模块124进行解调将信号解调为数据，最后进入第一数据缓冲区127，通过第一控制总线进入芯片内部的第一处理单元110进行处理和存储。第一处理单元110对其分析，若与未执行抄表任务一致，则丢弃原要抄表任务；若与未执行抄表任务不一致，则继续执行。当需要发送数据时，例如需要发送数据为抄表应答报文时，第一处理单元110将待发送的数据通过第一控制总线140进入第一数据缓冲区127，再通过信号调制模块125进行调制将数据转换为信号，然后通过射频功率放大器126进行信号放大，最后通过收发切换模块122和第一滤波器121处理由内置天线180将信号发射出去。
示例性实施例中，如图4所示为宽带载波通信模块130的结构，若电力线存在载波信号，当需要接收数据时，例如需要接收数据为抄表请求报文时，载波收发耦合电路131将接收到的载波信号通过第二滤波器132进行宽带滤波处理，然后通过信号解调电路133将接收到的载波信号进行解调处理为数据，最后将解调后的数据经过第二数据缓冲区136缓冲后通过第二控制总线150发送到第一处理单元110。第一处理单元110对其分析，若与未执行抄表任务一致，则丢弃原要抄表任务；若与未执行抄表任务不一致，则继续执行。当需要发送数据时，例如需要发送数据为抄表应答报文时，第一处理单元110将待发送的数据通过第二控制总线传输到第二数据缓冲区136缓冲，经由信号调制电路134，可使用正交频分复用(OFDM)的方式将数据调制为信号，将调制后的信号经过放大器135放大后，通过第二滤波器132处理，由载波收发耦合电路131发送并耦合到电网当中。因此通过采用OFDM的方式可实现大带宽、高速率、高可靠性，可实现数据的高频采集和相位识别等。
一些实施例中，第一处理单元110对由第一控制总线140接收到的抄表请求报文与从第二控制总线150接收到的抄表请求报文进行对比，若重复则丢弃；若不同，则继续执行数据处理。
一些实施例中，所述集中器包括主集中器200和若干分集中器300，所述分集中器300与所述电表100连接，用于向所述电表100发送采集任务并采集所述电表100的用户用电数据信息；所述主集中器200与若干所述分集中器300连接，用于对若干所述分集中器300上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理，并对所述分集中器300唤醒所述采集任务。增设主集中器的方式，使电表100不再严格与分集中器300对应，而与主集中器200对应即可，电表100可以根据信道情况选择不同的分集中器300上传，打破逻辑树的对应方式，这样增大区域采集数据的灵活性；并且主集中器200可按照一定的时间间隔唤醒分集中器300进行采集任务。
一些实施例中，所述主集中器200包括第二处理单元、第二双模通信单元和远程通信单元；所述分集中器300包括第三处理单元和第三双模通信单元；所述第三双模通信单元用于所述分集中器300与所述电表100的通信，以实现向所述电表100发送采集任务并采集电表100的用户用电数据信息；所述第三处理单元用于对接收到的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；所述第二双模通信单元用于所述分集中器300与所述主集中器200的通信；所述第二处理单元用于对所述分集中器300上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；所述远程通信单元用于对处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器400。通过分集中器300对用户用电数据信息的预处理、打包汇总、数据管理，因此经分析处理后的用电数据量减少，从而减小数据上传到主集中器200的压力。
一些实施例中，确定一个主集中器200对应分集中器300的个数，包括：基于所述第二双模通信单元与所述第三双模通信单元通信传输距离与所述分集中器300覆盖距离，得到二者的距离比值；取所述距离比值的整数部分为一个主集中器200对应分集中器300的个数。通过计算双模通信的传输距离除以分集中器300覆盖距离得到的结果，对该结果取整数，从而合理确定一个主集中器200所管辖的分集中器300的个数，可以实现解除固定链路对采集数据可靠性的限制。
一些实施例中，在所选定的对应分集中器300中，计算每个分集中器300到其他所有集中器的距离之和，将距离之和最小的分集中器300设为目标主集中器200。这样可提高数据传输的速率，可实现高频次海量数据的可靠传输，并将所有的用户用电数据信息汇总到目标主集中器200，通过远程通信单元对汇总后的用户用电数据信息上传到云服务器。
一些实施例中，所述第三处理单元包括控制模块，所述控制模块用于对采集电表100的用户用电数据信息过程中判断当前电力线信道的工作环境，并基于当前电力线的工作环境将所述第三双模通信单元是否切换为无线通信的方式；根据检测到的第一设定时间内宽带载波通信情况判断当前电力线信道的工作环境，当电力线信道丢包率高于第一设定阈值或信噪比小于预设阈值时，则将所述第三双模通信单元由宽带载波通信方式切换为无线通信方式；当将所述第三双模通信单元切换为无线通信方式后，每间隔第二设定时间检测当前电力线信道的工作环境；根据检测到的第三设定时间内电力线信道丢包率低于第二设定阈值时，则将所述第三双模通信单元由无线通信方式切换到宽带载波通信方式；其中，所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值；所述第一设定时间小于所述第三设定时间。同理，第二处理单元也可包括控制模块。
示例性实施例中，分集中器300可按设定周期唤醒数据采集任务，采集各电表100中汇集、存储的用户用电信息和数据信息，电表100通过电力线载波或者微功率无线通信信道传输至分集中器300的第三双模通信单元中，在分集中器300采集数据的过程中，首先判断当前电力线信道的工作环境，在电力线信道的工作环境好的情况下，优先采用电力线高速宽带载波信道采集，当电力线信道的工作环境恶化的情况下，可切换为微功率高速无线方式采集。
当前电力线信道的工作环境的判断流程步骤具体如下：
(1)控制模块通过检测最近5分钟内电力线信道的通信情况，以判断当前电力线信道的工作环境；当电力线信道的数据丢包率高于20％或信噪比小于设定阈值时，即可以认为当前电力线信道的工作环境已经变差，则可切换为微功率高速无线通信方式；
(2)当切换为微功率高速无线通信方式以后，控制模块每隔30分钟自动检测电力线信道的通信情况，当检测到最近10分钟内，电力线信道的数据丢包率低于5％时，即可以认为当前电力线信道的工作环境已经恢复到良好状态，则可由微功率高速无线通信方式切换到电力线高速宽带载波通信方式。进而保证电力线信道的工作环境恶化或者微功率高速无线通信方式出现电磁屏蔽情形下都可以进行稳定的数据交互。
一些实施例中，主集中器200和分集中器300设有的双模通信模块根据电力线宽带载波和微功率无线的组网情况，形成一张混合的路由表。主集中器200和分集中器300可以在高速宽带载波和高速无线通讯两种通信方式之间动态切换，根据对比电力线载波和微功率无线通信的通信质量，选择配置最佳的通信方式和电表100交互通信。
一些实施例中，主集中器200通过光纤、GPRS/CDMA/LTE、配电线载波等与云端服务器进行远程通信。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种基于双模通信的用电信息采集系统，其特征在于，包括：
电表，其包括第一处理单元和第一双模通信单元，所述第一处理单元用于对用户用电信息的计量和数据处理，以得到用户用电数据信息；所述第一双模通信单元设有无线通信与宽带载波通信两种通信方式，以实现传输用户用电数据信息；
集中器，其通过无线通信或宽带载波通信与所述电表通信，以实现向所述电表发送采集任务并采集所述电表的用户用电数据信息；根据控制策略对无线通信或宽带载波通信进行动态切换；对接收到的用户用电数据信息进行处理并存储到本地；并将处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一双模通信单元包括：
无线通信模块，其用于提供微功率无线通信方式；
宽带载波通信模块，其用于提供宽带载波通信方式；
所述第一处理单元与所述无线通信模块和宽带载波通信模块分别连接，以实现通过无线信号和载波信号传输用户用电数据信息和采集任务。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括：
第一滤波器、收发切换模块、低噪声放大器、信号解调模块、信号调制模块、射频功率放大器和第一数据缓冲区；其中，
当所述集中器向所述电表发送采集任务时，由内置天线接收到的无线信号经由所述第一滤波器进行滤波处理，通过收发切换模块发送至低噪声放大器，由低噪声放大器将接收到的无线信号进行放大，通过信号解调模块进行解调，将接收到的无线信号解调为数据，并进入第一数据缓冲区进行缓冲，通过第一控制总线进入第一处理单元进行处理和存储；
第一处理单元将待发送的数据通过第一控制总线进入第一数据缓冲区，通过信号调制模块进行调制将待发送的数据转换为待发送的无线信号，经由射频功率放大器进行信号放大，通过收发切换模块发送至第一滤波器进行滤波处理，由内置天线将待发送的无线信号发射出去。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述宽带载波通信模块包括：
载波收发耦合电路、第二滤波器、信号解调电路、信号调制电路、放大器和第二数据缓冲区；其中，
当所述集中器向所述电表发送采集任务时，载波收发耦合电路将接收到的载波信号通过第二滤波器进行宽带滤波处理，信号解调电路将接收到的载波信号进行解调处理为数据，并进入第二数据缓冲区缓冲，通过第二控制总线发送到第一处理单元进行处理和存储；
第一处理单元将待发送的数据通过第二控制总线传输到第二数据缓冲区缓冲，经由信号调制电路，将待发送的数据调制为待发送的载波信号，将待发送的载波信号经过放大器进行信号放大，通过第二滤波器进行滤波处理，由载波收发耦合电路将待发送的载波信号发送并耦合到电网当中。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一处理单元对由所述第一控制总线接收到的数据与从所述第二控制总线接收到的数据进行对比，若重复则丢弃；若不同，则执行数据处理。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集中器包括主集中器和若干分集中器，所述分集中器与所述电表连接，用于向所述电表发送采集任务并采集所述电表的用户用电数据信息；
所述主集中器与若干所述分集中器连接，用于对若干所述分集中器上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理，并对所述分集中器唤醒所述采集任务。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主集中器包括第二处理单元、第二双模通信单元和远程通信单元；所述分集中器包括第三处理单元和第三双模通信单元；
所述第三双模通信单元用于所述分集中器与所述电表的通信，以实现向所述电表发送采集任务并采集电表的用户用电数据信息；
所述第三处理单元用于对接收到的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；
所述第二双模通信单元用于所述分集中器与所述主集中器的通信；
所述第二处理单元用于对所述分集中器上传的用户用电数据信息进行打包汇聚处理并存储；
所述远程通信单元用于对处理后的用户用电数据信息进行上传到服务器。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定一个主集中器对应分集中器的个数，包括：基于所述第二双模通信单元与所述第三双模通信单元通信传输距离与所述分集中器覆盖距离，得到二者的距离比值；
取所述距离比值的整数部分为一个主集中器对应分集中器的个数。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所选定的对应分集中器中，计算每个分集中器到其他所有集中器的距离之和，将距离之和最小的分集中器设为目标主集中器。
10.根据权利要求7-9任一项所述的系统，其特征在于，所述第三处理单元包括控制模块，所述控制模块用于对在采集电表的用户用电数据信息过程中判断当前电力线信道的工作环境，并基于当前电力线的工作环境将所述第三双模通信单元是否切换为无线通信的方式；
根据检测到的第一设定时间内宽带载波通信情况判断当前电力线信道的工作环境，当电力线信道丢包率高于第一设定阈值或信噪比小于预设阈值时，则将所述第三双模通信单元由宽带载波通信方式切换为无线通信方式；
当将所述第三双模通信单元切换为无线通信方式后，每间隔第二设定时间检测当前电力线信道的工作环境；根据检测到的第三设定时间内电力线信道丢包率低于第二设定阈值时，则将所述第三双模通信单元由无线通信方式切换到宽带载波通信方式；其中，
所述第一设定阈值大于所述第二设定阈值；
所述第一设定时间小于所述第三设定时间。
CN202310346620.XA 2023-04-03 2023-04-03 基于双模通信的用电信息采集系统 Pending CN116647773A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310346620.XA CN116647773A (zh) 2023-04-03 2023-04-03 基于双模通信的用电信息采集系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310346620.XA CN116647773A (zh) 2023-04-03 2023-04-03 基于双模通信的用电信息采集系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116647773A true CN116647773A (zh) 2023-08-25

Family

ID=87614203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310346620.XA Pending CN116647773A (zh) 2023-04-03 2023-04-03 基于双模通信的用电信息采集系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116647773A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117614895A (zh) * 2024-01-22 2024-02-27 北京煜邦电力技术股份有限公司 一种基于双模通信模块的通信控制方法及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117614895A (zh) * 2024-01-22 2024-02-27 北京煜邦电力技术股份有限公司 一种基于双模通信模块的通信控制方法及系统
CN117614895B (zh) * 2024-01-22 2024-04-30 北京煜邦电力技术股份有限公司 一种基于双模通信模块的通信控制方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205959385U (zh) 多模通信模块及相应的电力载波抄表系统
AU2012253078B2 (en) Data acquisition concentrator and data acquisition method
CN103337142B (zh) 电能表管理系统的无线组网方法
WO2020073704A1 (zh) 一种电表模块设备及其使用方法
CN206517411U (zh) 一种基于电力线载波和微功率无线的双模通信系统
CN102446403B (zh) 基于td-lte无线宽带的用电信息采集系统
CN107623534B (zh) 一种用于偏远地区的电力监控系统及方法
CN102118881A (zh) 架空输电线路的监测装置及监测方法
CN101511133A (zh) 基于WiFi和Zigbee的无线网络设备
CN105336145A (zh) 一种无线智能表抄表系统
CN116647773A (zh) 基于双模通信的用电信息采集系统
CN111245710A (zh) 一种基于LoRa的智能网关及其数据通信的管理方法
CN102256380A (zh) 一种新型无线mimo传感器节点
CN103400492A (zh) 融合电力线和无线通信的双模通信芯片及采集设备
CN201726540U (zh) 时分双工系统及基于时分双工系统的塔顶放大器
CN203644198U (zh) 基于北斗rdss系统和zigbee的无线远程数据采集系统
CN104660703B (zh) 多网络融合用电信息采集系统及最优通信网络的选择方法
CN102118183B (zh) 电力载波通信方法及装置
CN111132263B (zh) 全双工目的端加扰的非可信能量采集中继传输方法和系统
CN206194118U (zh) 一种用电信息采集装置及系统
CN109120693A (zh) 一种基于区域中心站的物联网数据采集架构及其应用
CN205793391U (zh) 基于ZigBee的AGV小车无线通信系统
CN201766715U (zh) 高压输电线路在线监测系统中多频mesh系统
CN210469303U (zh) 电力线高速宽带载波与微功率无线结合的双模通信设备
CN203535791U (zh) 智能电网环境下的载波通信单元

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination