CN206058508U - 一种用电信息采集系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用电信息采集系统，包括：集中器和第一至第N采集器，集中器和采集器之间以单芯塑料光纤作为传输通道，采用闭环串行方式连接以实现闭环通信。在进行数据通信时，由于集中器和采集器之间采用闭环通信，因此，所述集中器可通过两条路径(逆时针方向和顺时针方向，形成单芯半双工通道)下发和获取数据命令，当其中某段通信线路出现故障时，所述采集器可以通过另一路径继续向目标采集器发送输出数据命令和接收反馈结果，因此不会出现数据因某一点故障或断线而无法采集的情况，避免了故障率和抄收率的较大下降，极大地提高了电能表的抄收效率。

Description

一种用电信息采集系统

技术领域

本实用新型涉及电力数据传输技术领域，具体涉及一种用电信息采集系统。

背景技术

随着数据通信技术的不断发展，通过用电信息采集系统自动读取用户的用电信息已经成为现有技术中通用的居民用电信息的采集方式之一，其常规用电信息采集系统结构可如图1所示，信息采集系统各个模块(集中器和采集器)之间进行串行通信，其数据传递路径只有一条，若采集器与采集器之间、采集器与集中器之间的通信线路出现故障或某一采集器出现故障，则故障点的下端的电能表的数据都将无法采集，这将极大地影响电能表的抄收率。例如：如果系统正常是，原来可抄收100只表，如果中间位置处的通信线路出现故障或采集器出现故障，则只能抄到50只电能表，电能表数据的采集量将损失一半，抄收率为50％。如何提高用电信息采集系统的抄收率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种用电信息采集系统，以提高用电信息采集系统的抄收率。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种用电信息采集系统，包括：

集中器和第一至第N采集器，所述N为不小于2的正整数，所述集中器和各个采集器采用闭环串行连接以实现闭环通信。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述集中器和各个采集器均具有第一闭环通信接口和第二闭环通信接口；

所述集中器的第一闭环通信接口与第一采集器的第一闭环通信接口相连，集中器的第二闭环通信接口与第N采集器的第二闭环通信接口相连；

第i采集器的第二闭环通信接口与第i+1采集器的第一闭环通信接口相连，其中，所述i不小于1且不大于N-1。

优选的，上述用电信息采集系统中，各个相连的闭环通信接口之间通过塑料光纤对接。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述集中器内设置有塑料光纤光分路器，所述塑料光纤光分路器的任意两个输出端分别作为所述集中器的第一闭环通信接口和第二闭环通信接口。

优选的，上述用电信息采集系统中，还包括：

N个与所述采集器一一对应相连的485/POF转换模块，所述485/POF转换模块的POF接口与所述采集器的数据采集接口相连，所述485/POF转换模块的485接口与电能表的数据采集接口相连。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述集中器中配置有：

命令输出单元和接口选择单元；

所述命令输出单元，用于输出预设的命令数据；

所述接口选择单元，用于当命令输出单元有命令数据输出时，将所述命令数据通过第一闭环通信接口下发至第一采集器，判断是否获取到与所述命令数据相匹配的响应数据，如果否，将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器；

所述采集器内配置有：

指令传递单元和处理器；

所述指令传递单元，用于当由其中一个闭环通信接口获取到命令数据时，判断所述命令数据的目标对象是否为本采集器，如果是，将所述命令数据发送至本采集器的处理器，通过获取命令数据的闭环通信接口反馈经所述处理器对所述命令数据进行处理后的响应数据；如果否，将所述命令数据通过另外一个闭环通信接口下发至下一个采集器；当由其中一个闭环通信接口获取到响应数据时，通过另外一个闭环通信接口输出所述响应数据。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述接口选择单元内配置有：

故障判断单元，用于：当将命令数据通过第一闭环通信接口下发至第一采集器后，判断第一预设时间段内是否获取到与所述命令数据相匹配的响应数据，判断是否获取到用于表征通信线路出现故障的故障信号，如果获取到故障信号或第一预设时间段内未获取到所述响应数据，将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器，将所述命令数据对应的集中器的地址信息存储至第一映射列表。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述接口选的单元内还配置有：

子接口选择单元，用于：当所述命令输出单元输出预设的命令数据时，判断所述数据命令对应的采集器的地址信息是否存储于所述第一映射列表，如果是，控制所述接口选择单元直接将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述指令传递单元，还用于：

当由其中一个闭环通信接口获取到命令数据时，通过获取命令数据的数据接口反馈用于表征接收到命令数据的确认信息；

当将所述命令数据通过另外一个闭环通信接口下发至下一个采集器时，判断第二预设时间段内是否获取到下一采集器反馈的确认信息，如果否，生成故障信号，将所述故障信号通过获取到命令数据的闭环通信接口输出，所述故障信号包括本采集器与下一采集器之间的通信线路的地址信息；

当由其中一个闭环通信接口获取到故障信号时，将所述故障信号通过另一个闭环通信接口输出。

优选的，上述用电信息采集系统中，所述集中器还配置有：

故障定位单元，用于当第一预设时间段内未获取到与所述命令数据相匹配的响应数据，且未获取到故障信号时，对所述命令数据进行解析，获取所述命令数据所对应的采集器的地址信息，依据所述采集器的地址信息生成并输出故障提示信息，当获取到故障信号时，对所述故障信号进行解析，获取所述故障信号所包含的通信线路的地址信息，依据通信线路的地址信息生成并输出故障提示信息。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的用电信息采集系统中，集中器和采集器之间采用闭环串行连接并进行闭环通信，在进行数据通信时，由于集中器和采集器之间采用闭环通信，因此，所述集中器可通过两条路径下发和获取数据命令，当其中某段通信线路出现故障时，所述采集器可以通过另一路径继续向目标采集器发送输出数据命令和接收接收反馈结果，因此不会出现数据无法采集的情况，提高了电能表的抄收率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的用电信息采集系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的用电信息采集系统的结构示意图；

图3为本申请另一实施例公开的一种用电信息采集系统的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的用电信息采集系统中的一种集中器的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的用电信息采集系统中的一种采集器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本申请公开了一种用电信息采集系统，以解决当现有技术中的用电信息采集系统出现故障时，参见图2，该系统可以包括：集中器100和第一至第N采集器200，其中，所述N为不小于2的正整数，所述集中器100和各个采集器200之间采用闭环串行连接，以实现集中器100和各个采集器200之间的闭环通信。

参见本申请上述实施例公开的技术方案，所述集中器100和采集器200之间采用闭环串行连接并进行闭环通信，在进行数据通信时，由于集中器100和采集器200之间采用闭环通信，因此，所述集中器100可通过两条路径下发和获取数据命令，当其中某段通信线路出现故障时，所述采集器200可以通过另一路径继续向目标采集器200发送输出数据命令和接收反馈结果，因此不会出现数据无法采集的情况，提高了电能表的抄收率。

在本申请另外的实施例中，还公开了一种用电信息采集系统的具体的结构方式，参见图2，所述集中器100和各个采集器200均具有用于接收和输出数据的第一闭环通信接口和第二闭环通信接口；

参见图2，所述集中器100的第一闭环通信接口与第一采集器的第一闭环通信接口相连，集中器100的第二闭环通信接口与第N采集器的第二闭环通信接口相连；

第i采集器的第二闭环通信接口与第i+1采集器的第一闭环通信接口相连，其中，所述i为不小于1且不大于N-1的正整数；

例如，第一采集器的第二闭环通信接口与第二采集器的第一闭环通信接口相连，第二采集器的第二闭环通信接口与第三采集器的第一闭环通信接口相连……第N-1采集器的第二闭环通信接口与第N采集器的第一闭环通信接口相连。

所述集中器100可将所述第一闭环通信接口和第二闭环通信接口中的任意一个闭环通信接口作为默认接口，常规情况下，所述集中器100采用该默认接口下发数据和获取数据，为了方便说明，本申请采用所述第一闭环通信接口作为该默认接口。

当集中器100和采集器200之间采用上述连接方式进行闭环连接时，所述集中器100可先采用第一闭环通信接口下发和获取数据，当下发命令数据后，如果由于某段通信线路出现故障(采集器200与采集器200之间的线路出现故障或采集器200与集中器100之间的线路出现故障)而无法获取该数据命令的反馈信息时，所述集中器100通过其第二闭环通信接口重新下发该命令数据，并通过第二闭环通信接口获取该命令数据的反馈信息，此时所述命令数据和反馈信息在传递时无需经过故障线路，保证了命令数据和反馈信息的传递不受故障线路影响，提高了抄收率。

在传统的用电信息采集系统中，通常采用无线、载波等方式进行采集器与采集器之间、采集器与集中器之间、以及集中器与上位机的数据传递，但是，随着居民用户的逐步增多，对数据采集、处理及传递的速度要求也越来越高，传统的无线和载波方式在数据传递速率上已无法满足要求，针对于此，本申请上述实施例公开的用电信息采集系统中各个闭环通信接口之间通过塑料光纤对接，且所述集中器与上位机之间也通过塑料光纤相连，即，采集器与采集器之间、采集器与集中器之间、集中器与上位机之间采用塑料光纤作为通信线路，并且所述塑料光纤为可以实现双向通信的塑料光纤，此时，所述闭环通信的方案可以指的是基于塑料光纤单芯同轴半双工芯片形成的塑料光纤闭环通信连接方案。

在用电信息采集系统中，集中器100通过上行通信接口向上位机上传由各个采集器200获取到的数据信息，在本申请另一实施例公开的技术方案中，为了降低系统成本，每个集中器可对应多个由多个采集器形成的闭环串行通信回路，参见图3，所述集中器中还可以设置有塑料光纤光分路器110，所述塑料光纤光分路器110是将一路塑料光纤输入信号转变为多路信号输出的重要设备，设置有一个输入端和多个输出端，所述塑料光纤光分光器100的任意两个输出端分别作为所述集中器的第一闭环通信接口和第二闭环通信接口，所述塑料光纤光分路器的其他输出端可以与其他闭环串行通信回路中的采集器相连，所述用电信息采集系统可以包括多个由采集器组成的闭环串行通信回路；通常而言，每个所述塑料光纤光分路器可提供4个输入/输出端口，即所述用电信息采集系统可以包括两个由采集器组成的闭环串行通信回路。所述塑料光纤光分路器的类型可以依据用户需求自行选取，例如其可以为有源光分路器也可以为无源光分路器，有源光分路器是为满足复杂多变的现场环境所开发的塑料光纤通信通道中继扩展产品。该产品具有中继扩展功能，可将一路塑料光纤通信通道扩展为4路独立的塑料光纤通信通道。

在本申请另外的实施例公开的技术方案中，为了方便所述采集器200由电能表处采集用电信息，参见图3，所述用电信息采集系统中还可以包括：

N个与所述采集器200一一对应相连的485/POF转换模块400，该485/POF转换模块具有485接口和POF接口(塑料光纤接口)，用于实现光、电信号的转换。485/POF转换模块是基于对现有电表的塑料光纤通信改造的一款产品，该模块具备两个塑料光纤通信接口，可直接安装于现有电表的端钮上，通过探针与电表本身的数据接口相连，将通过塑料光纤的信息处理后与电表的485接口进行通信。从而实现现有电表的塑料光纤通信改造。其内部可以设置有由光耦器等电子元件组成的光电转换设备。

为了保证集中器100合理选择命令数据的下发路径，参见图4，所述集中器100中配置有：命令输出单元110和接口选择单元120；

所述命令输出单元110，用于输出预设的命令数据，该命令数据可以是上位机下发的也可以时所述集中器100中预存的；

所述接口选择单元120，用于当命令输出单元100有命令数据输出时，将所述命令数据通过第一闭环通信接口下发至第一采集器，判断是否获取到与所述命令数据相匹配的响应数据(反馈信息)，如果否，表明可能出现通信线路故障，将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器；

参见图5，所述采集器200内配置有，指令传递单元210和处理器220；

所述指令传递单元210，用于当由其中一个闭环通信接口获取到命令数据时，判断所述命令数据的目标对象是否为本采集器，如果是，将所述命令数据发送至本采集器的处理器220，并通过获取所述命令数据的闭环通信接口反馈经所述处理器对所述命令数据进行处理后的响应数据；如果所述命令数据的目标对象不为本采集器，则将所述命令数据通过另外一个闭环通信接口(非接收到命令数据的闭环通信接口)下发至下一个采集器；当由其中一个闭环通信接口获取到其他采集器发送的响应数据时，通过另外一个闭环通信接口输出所述响应数据，直至将所述响应数据上传至集中器。

在本申请另外一个实施例公开的技术方案中，如果一个命令数据所对应的采集器与所述集中器100的第二闭环通信接口的通信距离较近，距离第一闭环通信接口的距离较远，如果采用第一闭环通信接口输出该命令数据，会使得所述集中器采集反馈信息的时间较长，针对于此，为了使得集中器100输出的命令数据能够以最快的速度到达所述命令数据对应的目标采集器，所述集中器100内还可以配置一通信距离判定单元140，用于当所述命令输出单元110有命令数据输出时，对该命令数据进行解析，判断该命令数据对应的目标采集器的地址信息，判断所述目标采集器分别与所述集中器100的第一闭环通信接口的第一通信距离以及其与第二闭环通信接口之间的第二通信距离，判断所述第一通信距离和第二通信距离的大小，当所述第一通信距离大于第二通信距离时，选择第二闭环通信接口作为所述命令数据的输出接口，否则，选择第一闭环通信接口作为所述命令数据的输出接口。

在本申请另外一实施例公开的用电信息采集系统中，所述接口选择单元120内还配置有：

故障判断单元121，用于当将命令数据通过第一闭环通信接口下发至第一采集器后，判断第一预设时间段内是否获取到与所述命令数据相匹配的响应数据，以及判断是否获取到用于表征通信线路出现故障的故障信号，如果获取到所述故障信号或第一预设时间段内未获取到所述响应数据，表明通信线路或采集器出现故障，将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器，同时将所述命令数据对应的集中器的地址信息存储至第一映射列表。

与所述第一映射列表121相对应，所述接口选择单元120内还配置有：

子接口选择单元122，用于当所述命令输出单元110输出预设的命令数据时，对所述命令数据进行解析，得到该命令数据对应的目标采集器的地址信息，判断解析得到的所述地址信息是否存储于所述第一映射列表中，如果是，表明所述集中器的第一闭环通信接口与该命令数据对应的采集器之间的通路断路，此时不触发通信距离判定单元动作，控制所述接口选择单元直接将所述命令数据通过第二闭环通信接口下发至第N采集器，通过所述第N采集器将所述命令数据传递至目标采集器，如果判断结果为否，可以触发所述通信距离判断单元动作也可以直接选择第一闭环通信接口输出命令数据。

在上述用电信息采集系统中，所述集中器100如果无法获取到响应信息，此时可能出现两种故障，其中一种故障就是通信线路故障，还有一种就是用于响应命令数据的采集器本身故障，导致所述采集器无法生成响应信息，针对于通信线路的故障，所述指令传递单元210，还用于：用于当由其中一个闭环通信接口获取到命令数据时，通过获取命令数据的数据接口反馈用于表征接收到命令数据的确认信息，以表明两者之间的通信线路正常；当将所述命令数据通过另外一个闭环通信接口(相对于获取到命令数据的接口而言)下发至下一个采集器时，判断第二预设时间段内是否获取到下一采集器反馈的确认信息，如果否，表明这两个采集器之间的通信线路故障，生成故障信号，将所述故障信号通过获取到命令数据的闭环通信接口输出，所述故障信号至少包括本采集器与下一采集器之间的通信线路的地址信息(本申请可预先对每段通信线路设置一唯一地址信息，以方便故障定位和处理)；当由其中一个闭环通信接口获取到故障信号时，将所述故障信号通过另一个闭环通信接口输出，最终将所述故障信号传递至集中器。

为了方便故障定位，在本申请上述实施例公开的用电信息采集系统中，所述集中器100还配置有，故障定位单元130，用于当第一预设时间段内未获取到与所述命令数据相匹配的响应数据，且未获取到与所述命令数据相匹配的故障信号时，此时表明命令数据已经下放至目标采集器，但所述目标采集器出现故障无法对所述命令数据进行响应，对所述命令数据进行解析，获取所述命令数据所对应的采集器的地址信息，依据所述采集器的地址信息生成并输出故障提示信息；当获取到故障信号时，表明通信线路出现故障，对所述故障信号进行解析，获取所述故障信号所包含的通信线路的地址信息，依据通信线路的地址信息生成并输出故障提示信息，所述集中器可以通过上行通信接口将这些故障提示信息发送给上位机，以提示运维人员对出现故障的通信线路或采集器进行维修。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，当无法获取到某一命令数据的响应信息时，会将该命令数据对应的目标采集器的地址信息存储至所述第一映射表，以便下次对该目标采集器输出命令数据时直接采用到第二个闭环通信接口下发数据，考虑到当工作人员排除故障后，所述数据命令可以由第一闭环通信接口下发至所述目标采集器，此时可清楚所述映射列表中存储的目标采集器的地址信息，具体的，所述命令输出单元110还用于：当获取到上位机下发的、用于表征故障已经排除的初始化指令时，初始化所述第一映射列表。

参见本申请上述实施例公开的技术方案，有效地解决了传统方式下难以实现对通信断点的查找和故障定位的问题。在本技术方案支持下，单个采集器或单段通信线路的损坏不会造成整个用电信息采集系统的瘫痪，提高了网络通信的可靠性和稳定性；通过接口选择单元合理的选择数据输出接口，使得闭环的物理连接方案的效能得到了充分的发挥；

在闭环线路中，用电信息采集系统中，任何一处有断线，都不会影响用电信息采集系统的正常抄收工作；

同时，上述方案还通过故障定位单元进行故障的障精准定位和快速查找，极大地提高了维修、维护的工作效率。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请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。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种用电信息采集系统，其特征在于，包括：

集中器和第一至第N采集器，所述N为不小于2的正整数，所述集中器和各个采集器采用串行闭环串行连接以实现闭环通信。

2.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于，所述集中器和各个采集器均具有第一闭环通信接口和第二闭环通信接口；

所述集中器的第一闭环通信接口与第一采集器的第一闭环通信接口相连，集中器的第二闭环通信接口与第N采集器的第二闭环通信接口相连；

第i采集器的第二闭环通信接口与第i+1采集器的第一闭环通信接口相连，其中，所述i不小于1且不大于N-1。

3.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于，各个相连的闭环通信接口之间通过塑料光纤对接。

4.根据权利要求3所述的用电信息采集系统，其特征在于，所述集中器内设置有塑料光纤光分路器，所述塑料光纤光分路器的任意两个输出端分别作为所述集中器的第一闭环通信接口和第二闭环通信接口。

5.根据权利要求1所述的用电信息采集系统，其特征在于，还包括：

N个与所述采集器一一对应相连的485/POF转换模块，所述485/POF转换模块的POF接口与所述采集器的数据采集接口相连，所述485/POF转换模块的485接口与电能表的数据采集接口相连。