CN206819535U - 结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统 - Google Patents
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Abstract
一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，扩大了无人抄表覆盖范围，包含：集中器，收集及处理全网抄表信息；主中央协调器，与集中器连接，通过串口传递报文；普通表模块，与主中央协调器连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；A型模块，与主中央协调器连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；B型模块，与A型模块通过无线/窄带方式远距离连接；与普通表模块连接，通过电力线宽带载波方式传递报文。本实用新型的优点是很大程度扩展了抄表信号距离，弥补宽带载波通信技术上的不足，传输距离能达到1km或者更多。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力载波通信/无线载波通信技术领域，具体涉及一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统。
背景技术
基于电力线传输的宽带网络抄表系统，是把电力线宽带载波（PLC）通信技术，与智能化抄表技术相结合，实现电表数据实时采集与宽带传输于一体的系统。电力线宽带载波抄表是利用小区电力线作为传输通道，充分发挥了电力线宽带的网络优势，具有抄收速度快、抄收实时性好、数据准确、施工难度小、维护量少等特点。电力线宽带载波抄表系统不仅大大提高了抄表工作的效率，而且能够为供电企提供远程用电管理的双向网络通信平台，从而轻易实现用电预付费、断复电和防窃电功能，并可增值用户电费查询、网上缴费等网络服务功能，是提高电力用户用电信息管理水平的重要技术手段。
目前的电力系统宽带载波抄表方案在电力线距离过长（超过300m），电力线上信号干扰过大（例如有大型电器设备工作）等情况下，信号传输距离不能满足要求，载波信号无法传至终端节点，从而影响网络组网和通信成功率，甚至都无法保证抄表等一些基本功能的实施。图2描述了目前的宽带抄表方案的网络拓扑结构和局限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，该方案以宽带电力载波通信为主，在宽带信号无法到达处，辅以窄带载波或者其他无线载波方式进行信号中继。窄带载波和其他无线载波方式具有较好的远距离传输性能和抗电力线信号干扰能力，从而弥补单纯宽带电力载波的缺陷。
一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，扩大了无人抄表覆盖范围，包含：
集中器，收集及处理全网抄表信息；
主中央协调器，与集中器连接，通过串口传递报文；
普通表模块，与主中央协调器连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
A型模块，与主中央协调器连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
B型模块，与A型模块通过无线/窄带方式远距离连接；与普通表模块连接，通过电力线宽带载波方式传递报文；
所述普通表模块为抄表系统的终端，是产生各种信息的源头，在系统中设有多个，安装在用户处，根据实地硬件条件，近端便于布线处，普通表模块与主中央协调器直接连接，远端不便布线处，普通表模块通过A型模块和B型模块的中继与主中央协调器连接。
上述的一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，其中，所述A型模块包含：
A型载波模块，工作于STA模式，与主中央协调器连接，接收主中央协调器发送的网间通信报文；
A型中继模块，与A型载波模块连接，通过串口传递报文；与B型模块连接，通过无线/窄带方式传递报文。
上述的一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，其中，所述B型模块包含：
B型中继模块，与A型模块连接，通过无线/窄带方式传递报文；
B型载波模块，工作于CCo模式，与B型中继模块连接，通过串口传递报文；与普通表模块连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文。
本实用新型的优点和有益效果是：
（1）扩展了抄表信号距离，弥补宽带载波通信技术上的不足，传输距离能达到1km或者更多。
（2）中继方式灵活，可以适用于不同的应用场景，比如地下室，农村电网，居民楼宇等。
（3）中继过程数据传输量小，传输可靠，提高抄表的成功率。在部分宽带载波信号无法全部覆盖的台区，使用本实用新型的方案，抄表成功率可以由60%提高至99%以上。
附图说明
图1是本实用新型的网络拓扑示意图。
图2是未使用本实用新型的网络拓扑示意图。
图3是本实用新型中A型模块的内部结构示意图。
图4是本实用新型中远端的普通表模块与主中央协调器之间的通信流程示意图。
图5是本实用新型中电网抄表系统业务的报文交互流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。
如图1所示，在现有的电力宽带抄表系统的基础上，新增A型模块4和B型模块5，填补单纯电力宽带抄表的缺陷。新的抄表系统以电力宽带载波通信为主，在宽带载波信号无法到达的地方辅以窄带载波或者其他无线载波方式进行信号中继，以“接力”的方式传递抄表信息，完成抄表动作。
一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，扩大了无人抄表覆盖范围，包含：
集中器1，收集及处理全网抄表信息；
主中央协调器2，与集中器1连接，通过串口传递报文；
普通表模块3，与主中央协调器2连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
A型模块4，与主中央协调器2连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
B型模块5，与A型模块4通过无线/窄带方式远距离连接；与普通表模块3连接，通过电力线宽带载波方式传递报文；
所述普通表模块3为抄表系统的终端，是产生各种信息的源头，在系统中设有多个，安装在用户处，根据实地硬件条件，近端便于布线处，普通表模块3与主中央协调器2直接连接，远端不便布线处，普通表模块3通过A型模块4和B型模块5的中继与主中央协调器2连接。
如图3所示，A型模块4与B型模块5的硬件连接关系完全一样，通过下载相应的运行软件，被配置成A型模块4与B型模块5。图中所指A型载波模块41可替换为B型载波模块52；A型中继模块42可替换为B型中继模块51。以A型模块4为例，其内部硬件连接关系为：A型载波模块41与A型中继模块42之间通过UART口或SPI口与A型中继模块42连接；A型载波模块41与主中央协调器2通过电力线宽带载波方式连接；A型中继模块42与普通表模块3之间通过无线或电力线窄带载波方式连接。
A型模块4与B型模块5具体的作用如下：
A型载波模块41，工作于STA模式，与主中央协调器2连接，接收主中央协调器2发送的网间通信报文；
A型中继模块42，与A型载波模块41连接，通过串口传递报文；与B型模块5连接，通过无线/窄带方式传递报文。
B型中继模块51，与A型模块4连接，通过无线/窄带方式传递报文；
B型载波模块52，工作于CCo模式，与B型中继模块51连接，通过串口传递报文；与普通表模块3连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文。
本实用新型中主中央协调器2（Central Coordinator）和B型模块5分属两个独立的载波宽带网络，为保证中继过程中数据占用带宽最小，相互之间只传输必须的报文，不传输任何组网，网络维护等报文。文中的网间通信报文，是指在主中央协调器2和B型模块5之间以一定格式组织的必要通信报文，比如抄表、表档案同步等。B型模块5的功能与主中央协调器2基本一致，在收到报文后，其处理方式也与主中央协调器2一致。
一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表方法，包含如下步骤：
S1、集中器1提出各种抄表要求，通过串口发送给主中央协调器2；
S2、主中央协调器2将网间通信报文封装为特定载波管理报文MME，向各终端分发；或将接收到的来自各终端的特定载波管理报文MME解析为网间通信报文并通过串口发送给集中器1；
S3、近端的普通表模块3收到网间通信报文后直接向主中央协调器2回复报文；远端的普通表模块3经A型模块4和B型模块5中继后向主中央协调器2回复报文。
国家电网公司企业标准《Q/GDW1376.2--2013 电力用户用电信息采集系统通信协议第二部分：集中器本地通信模块接口协议》规定了电力系统抄表的协议规范。根据此规范，步骤S3中，远端不便布线处，普通表模块3通过A型模块4和B型模块5的中继与主中央协调器2连接，其通信步骤如图4所示：
S31、A型载波模块41收到特定载波管理报文MME后提取出网间通信报文，通过串口发送给A型中继模块42；
S32、A型中继模块42通过无线/窄带方式将网间通信报文发送给B型中继模块51；
S33、B型中继模块51通过串口将网间通信报文发送给B型载波模块52；
S34、B型载波模块52根据企业标准Q/GDW1376.2—2013中的规定执行操作；
S35、B型载波模块52根据执行结果组织网间通信报文，并通过串口发送给B型中继模块51；
S36、B型中继模块51通过无线/窄带方式将网间通信报文发送给A型中继模块42；
S37、A型中继模块42通过串口将网间通信报文发送给A型载波模块41；
S38、A型载波模块41将网间通信报文封装为特定载波管理报文MME并通过电力线宽带载波PLC方式发送给主中央协调器2。
如图5所示，上述的网间通信报文包含三种，其交互过程如下：
P1、抄表报文，由集中器1下发并回收，用于传递抄表信息，完成抄表流程。分为下行（主中央协调器2到B型模块5）和上行（B型模块5到主中央协调器2）两种类型。主中央协调器2收到集中器1的抄表报文，如果发现电表不在本地的网络中，则需要把抄表报文通过A型模块4转发给B型模块5。B型模块5收到报文后，再向本地的普通表模块3进行抄表动作。
P2、从节点信息同步报文，由主中央协调器2下发给B型模块5，用于传递从节点信息，B型模块5保存抄表、白名单等信息，完成从节点同步流程。主中央协调器2与集中器1同步完从节点信息后，会把保存的从节点信息组织成从节点信息同步报文，下发给B型模块5。
P3、从节点注册报文，由B型模块5上报给主中央协调器2，用于传递路由信息，主中央协调器2收集报文后，可以在需要时上报给集中器1，完成从节点注册流程。主中央协调器2收到集中器1的从节点注册报文，需要同时将该报文通过A型模块4将报文转发给B型模块5，B型模块5收到报文后，开从从节点注册流程，并把注册结果通过从节点注册报文进行回复。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1.一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，其特征在于，扩大了无人抄表覆盖范围，包含：
集中器（1），收集及处理全网抄表信息；
主中央协调器（2），与集中器（1）连接，通过串口传递报文；
普通表模块（3），与主中央协调器（2）连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
A型模块（4），与主中央协调器（2）连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文；
B型模块（5），与A型模块（4）通过无线/窄带方式远距离连接；与普通表模块（3）连接，通过电力线宽带载波方式传递报文；
所述普通表模块（3）为抄表系统的终端，是产生各种信息的源头，在系统中设有多个，安装在用户处，根据实地硬件条件，近端便于布线处，普通表模块（3）与主中央协调器（2）直接连接，远端不便布线处，普通表模块（3）通过A型模块（4）和B型模块（5）的中继与主中央协调器（2）连接。
2.如权利要求1所述的一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，其特征在于，所述A型模块（4）包含：
A型载波模块（41），工作于STA模式，与主中央协调器（2）连接，接收主中央协调器（2）发送的网间通信报文；
A型中继模块（42），与A型载波模块（41）连接，通过串口传递报文；与B型模块（5）连接，通过无线/窄带方式传递报文。
3.如权利要求1所述的一种结合无线窄带载波中继的电力线宽带载波抄表系统，其特征在于，所述B型模块（5）包含：
B型中继模块（51），与A型模块（4）连接，通过无线/窄带方式传递报文；
B型载波模块（52），工作于CCo模式，与B型中继模块（51）连接，通过串口传递报文；与普通表模块（3）连接，通过电力线宽带载波PLC方式传递报文。
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