CN212780990U - 一种全电量数据的抄表系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种全电量数据的抄表系统，解决存在的无法实时采集全电量数据，采集的数据传输效率低的问题，抄表系统中包括：采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台；其中，所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据，所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台，所述数据平台，接收所述LoRA通信模块实时上报的全电量数据，并更新记录的全电量数据。这样，保证了对全电量数据的实时传输，极大地提高了数据的传输效率，数据平台基于根据得到的实时数据及时更新，避免了由于电能数据更新不及时造成的损失。

Description

一种全电量数据的抄表系统

技术领域

本实用新型涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种全电量数据的抄表系统。

背景技术

现有的电力系统中，对电能数据进行采集传送的过程中，采用传统的高速电力线载波(Highspeed Power Line Communication，HPLC)，也称为宽带电力线载波的通信方式传输采集的电能数据，所述HPLC具体为以电力线作为通信媒介，在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。

然而，基于HPLC的通信方式的传统电量集中抄表方式来说，一方面，采集的电能数据的内容较少，并没有采集电流、电压等数据，另一方面，HPLC通信下电能数据能够传输的距离短，通信对接时间长，能够传输的数据量小，且采集的效率低，电能数据采集的周期长，无法满足现今对电能数据采集实时性的要求，对应于具体的用电缴费的场景中，会出现用电缴费信息滞后的现象，极大影响了用户体验。

有鉴于此，需要一种新的全电量数据的抄表系统，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种全电量数据的抄表系统，用以解决现有技术中存在无法实时采集全电量数据，采集的数据传输效率低的问题。

本实用新型提供的具体技术方案如下：

第一方面，提出一种全电量数据的抄表系统，包括：采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台；其中，

所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据；

所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台；

所述数据平台，接收所述LoRA网关实时上报的全电量数据，并更新记录的全电量数据。

可选的，所述LoRA通信模块包括LoRA节点模块和LoRA网关。

可选的，所述LoRA节点模块集成在所述采集设备内部，用于将所述采集设备采集的全电量数据上报至所述LoRA网关。

可选的，所述LoRA网关用于将所述LoRA节点模块上传的全电量数据传输至所述数据平台。

可选的，所述LoRA网关与所述采集设备中的LoRA节点模块之间无线连接。

可选的，所述采集设备部署于待测量线路的进线端，用于采集待测量线路的全电量数据。

可选的，所述抄表系统进一步包括：

可交互终端，所述可交互终端与所述数据平台无线连接，查看所述数据平台实时更新的全电量数据。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型中，提出一种全电量数据的抄表系统，包括：采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台；其中，所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据，所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台，所述数据平台，接收所述LoRA网关实时上报的全电量数据，并更新记录的全电路数据。这样，采集设备实时将采集的全电量数据通过集成的LoRA节点模块主动上报至LoRA网关，LoRA网关将接收的全电量数据上报至数据平台，保证了对全电量数据的实时传输，极大地提高了数据的传输效率，数据平台基于根据得到的实时数据及时更新，避免了由于电能数据更新不及时造成的损失。

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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。在附图中：

图1为本实用新型实施例中各部分的交互示意图；

图2为本实用新型实施例中全电量数据抄表系统示意图。

具体实施方式

传统的电量集中抄表方式下，对于电能数据的采集周期长，采集频次低，传统的HPLC载波通信方式下，通常每4小时采集一次，且上报的数据中不包含电流和电压数据，采集数据的内容较少，无法满足现代信息化用电管理的实时性要求，采集的数据传输效率低。

针对性的，本实用新型提出一种全电量数据的抄表系统，包括：采集设备、远距离无线电(Long Range Radio，LoRA)通信模块，以及数据平台；其中，所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据；所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台；所述数据平台，接收所述LoRA网关实时上报的全电量数据，并更新记录的全电路数据。

LoRA通信模块建立的通信连接，采用现代化的窄带无线通讯技术，克服了传统载波通信抄表模式效率低，集中采集周期长，电量数据量少，实时性差的问题，所述LoRA通信模块包括LoRA节点模块和LoRA网关。

本实用新型中，采用嵌入式的LoRA节点模块，由于LoRA节点模块体积小，能够嵌入各种类型的采集设备，并通过所述LoRA网关，实时将包括有电能，电压，电流的全电量数据实时上传到数据平台。

再者，LoRA通信采用的是多个信息码片来代表有效负载信息的每个位，扩频信息的发送速度称为符号速率，记为Rs，而码片速率与标称的Rs比值即为扩频因子(SpreadingFactor，SF)，表示了每个信息位发送的符号数量，LoRA通信以其独有的专利技术提供了最大168dB的链路预算和+20dBm的功率输出。一般情况下，在城市中LoRA通信的无线距离范围为1-2公里，在郊区无线距离最高可达20km，接受灵敏度达到了惊人的-148dBm。

而且，LoRA通信模块能耗小，且通信使用的是低成本免牌照的频段，网络建设运维十分容易，且LoRA通信模块的提及小，采用了高性能中央处理器(central processingunit，CPU)和射频模块，整体体积小，易于嵌入各类现有电表中，采用LoRA通信模块进行全电量数据的传输，极大的提高了全电量数据的传输效率，保证了全店来那个数据实时传输的可靠性。

需要说明的是，本实用新型实施例中采集设备安置于待测量线路中，具体的安装位置为不同采集对象的进电处，即待测量线路的进线端，用于采集待测量线路的全电量数据，如，家庭进电线路上，所述采集设备内部集成有LoRA节点模块，用以实现将所述采集设备采集的全电量数据上报至LoRA网关。

LoRA网关接收管辖范围内能够连接的各个采集设备发送的全电量数据，其中，所述全电量数据包括但不限于电流数据、电压数据，以及电能数据。且所述LoRA网关不限制连接的LoRA节点模块的数据，即不限制同时连接的采集设备的数量，通常来说，所述LoRA网关覆盖的范围为1-3公里。

本实用新型实施例中，至少涉及到采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台三方的交互过程。其中，LoRA通信模块包括LoRA网关和LoRA节点模块，所述LoRA节点模块集成在所述采集设备内部，用于将所述采集设备采集的全电量数据上报至所述LoRA网关，所述LoRA网关用于将所述LoRA节点模块上传的全电量数据传输至所述数据平台，所述LoRA网关的安置位置可以按照实际的规划需要进行布置，所述LoRA网关与集成有LoRA节点模块的采集设备之间为无线连接，LoRA网关与数据平台之间可以选择性的进行有线连接或无线连接。

进一步的，本实用新型中，可能进一步包括有可交互终端与数据平台的交互过程，其中，所述可交互终端与所述数据平台无线连接，查看所述数据平台实时更新的全电量数据，具体的，所述可交互终端上可以安装有所述数据平台提供的相关应用，并基于被提供的应用实现获取指定采集线路的全电量数据。

参阅图1所示，全电量抄表模型中包括有采集设备、LoRA通信模块以及数据平台，其中，LoRA通信模块包括LoRA网关和LoRA节点模块，具体的，全电量抄表系统中可能存在多个采集设备，多个LoRA网关，且每个LoRA网关能够接入有管辖范围内的不限数目个LoRA节点模块，具体的，如图1所示，对于LoRA网关1，在所述LoRA网关1的管辖范围内，接入有集成LoRA节点模块1-1的采集设备1-1、集成LoRA节点模块1-2的采集设备1-2···集成有LoRA节点模块1-n的采集设备1-n，当采集设备通过集成的LoRA节点模块接入LoRA网关后，所LoRA网关为接入的LoRA节点模块进行编号，并建立采集设备与数据平台的间接连接。

需要说明的是，所述采集设备通过LoRA节点模块与LoRA网关建立连接的过程中，由于LoRA网关能够接收一定覆盖区域内的采集设备发送的注册请求，当采集设备能够选择接入多个对应类型的通信网关时，在所述采集设备的通信组件预先与确定的通信网关建立连接关系的情况下，直接经由确定的通信网关传输数据。在采集设备未确定传输的通信网关的情况下，所述采集设备与不同的通信网关进行尝试连接，并基于建立的数据通路的数据传输质量，确定具体的通信网关。

下面以将一个采集设备采集的全电量数据传输至数据平台上的过程为例，对本实用新型中涉及到的传输过程进行说明。

参阅图2所示，采集设备201通过内置的LoRA节点模块2021，将实时采集的全电量数据上报至LoRA网关2022，所述全电量数据至少包括电流数据、电压数据，以及电能数据。

需要说明的是，LoRA网关2022在与采集设备201建立稳定的传输之前，首先会建立与所述采集设备201的连接，过程如下：

S1：LoRA网关2022协助完成采集设备201的注册。

需要说明的是，当采集设备201初次接入待测量线路时，需要在LoRA网关2022以及数据平台203上完成配置和注册，所述LoRA网关2022接收采集设备201的注册请求，所述注册请求中包括所述采集设备201的设备信息以及所采集的线路信息，然后将所述采集设备201的注册请求发送至数据平台203，令所述数据平台203完成所述采集设备201的设备信息与所述线路信息的关联后，反馈注册成功指示，再将所述注册成功指示发送至所述采集设备201。

具体的，LoRA网关2022接收采集设备201基于集成的LoRA节点模块2021发送的注册请求后，当确定初次接收基于所述LoRA节点模块2021发送的请求时，为所述LoRA节点模块2021配置节点标号，并获取所述注册请求中携带的所述采集设备201的设备信息以及所采集的线路信息，进而按照与数据平台进行通信的数据格式，对得到的所述设备信息以及所述线路信息进行处理后，发送至所述数据平台203，令所述数据平台203建立所述设备信息与所述线路信息的关联关系，完成注册。

例如，采集设备A的设备信息为出厂编号a，测量线路具体对应为X小区1号楼8单元503室线路，则采集设备将设备信息A以及线路信息：X小区1号楼8单元503室线路携带在注册请求中，经由LoRA网关发送至数据平台后，在数据平台上建立出厂编号为a的采集设备A与X小区1号楼8单元503室线路的关联关系，用以标识采集设备A用于采集X小区1号楼8单元503室的全电量数据。

需要说明的是，LoRA网关2022确定所述当前接入的LoRA节点模块2021配置有在其他LoRA网关2022处获得的节点标号时，则支持为所述LoRA节点模块2021提供服务，并重新为所述LoRA节点模块2021配置节点标号。

例如，采集设备基于集成的LoRA节点模块向LORA网关X发送请求时，LoRA网关确定当前LoRA节点模块未被配置节点标号后，为所述LoRA节点模块配置一个节点标号LoRA网关X-N。

S2：LoRA网关2022实现与数据平台203和采集设备201的时间同步。

可选的，所述LoRA网关2022确定采集设备注册成功后，为所述采集设备配置固定的传输资源，令所述采集设备基于所述传输资源实现全电量数据的实时上报。

在本实用新型的一些实施例中，为保证全电量数据传输的过程中时间的同步，所述LoRA网关2022按照预设的时间间隔，周期性的向所述采集设备201发送时间同步信息，令所述采集设201备基于所述时间同步信息完成时间同步操作。

具体的，所述LoRA网关2022在与数据平台203完成时间同步后，在实际的数据传输过程中，可以按照预设的时间间隔，周期性的向所述采集设备201发送时间同步信息，令所述采集设备201基于所述时间同步信息完成时间同步操作。

在本实用信息的一些实施例中，LoRA网关2022可以按照以下的执行策略执行时间同步操作：

按照预设的时间间隔周期性执行以下操作：获取数据平台203的时间信息，并基于所述时间信息完成时间同步；向采集设备201发送时间同步信息，令所述采集设备201基于所述时间同步信息完成时间同步操作。

例如，LoRA网关确定当前数据平台的时间信息为13:20:08，则先将当前的自身的时间设置为13:20:08，并基于当前所述LoRA网关的时间信息向采集设备发送时间同步信息，令所述采集设备基于得到的时间同步信息完成时间的校准。

进一步的，LoRA网关2022建立与所述采集设备201的连接之后，所述LORA网关2022接收采集设备201通过集成的LoRA节点模块2021实时上报的全电量数据，所述全电量数据至少包括电流数据、电压数据，以及电能数据。

这样，使得采集设备能够通过集成的LoRA节点模块2021向LoRA网关实时2022上报采集的电流、电压，以及电能数据，能够上报的数据相比于传统的抄表方式具有极大的增加，保证了全电量数据更新的实时性，而且通过一系列的配置和同步操作，保证了与数据平台间数据传输的稳定连接，为稳定传输全电量数据提供了基础。

再者，本实用新型实施例中，采用具有高性能CPU和射频模块，LORA节点模块的整体体积小，易于与各种类型的采集设备进行集成嵌入，而且由于LoRA网关的传输频段位为低成本免牌照的频段，基础设施的建设使得LoRA网关与采集设备之间通信的运维更加有保障。

进一步的，LoRA网关2022将所述全电量数据实时上报至数据平台203。

LoRA网关2022接收到采集设备201上报的全电量数据后，将实时接收到的全电量数据的数据格式，转换为与数据平台203通信所使用的数据格式，并将转换后的全电量数据上报至数据平台203。

具体的，所述LoRA网关2022接收采集设备发送的全电量数据后，主动向数据平台203上报所述全电量数据，令所述数据平台203基于接受到的全电量数据对所述采集设备201关联的线路信息进行实时更新。

本实用新型的一些实施例中，数据平台203可以通过LoRA网关2022，向采集全电量数据的采集设备201发送指示消息，用于指示所述采集设备201停止上传采集的全电量数据。

需要说明的是，本实用新型实施例中，由于LoRA网关2022在覆盖范围内，不限定接入的LORA节点模块2021的数目，即不限定采集设备201的数目，所述LoRA网关2022在同一时间内，接收多个采集设备201基于相应的LORA节点模块2021上报的全电量数据，并将所述全电量数据上传。

例如，对于LoRA网关覆盖范围接入有100个采集设备，即同时存在100个采集设备通过各自集成的LoRA节点模块上报采集的全电量数据，LoRA网关基于现有的传输策略，将100个采集设备上报的全电量采集设备上报至数据平台完成对采集设备所对应测量电路中诸如电能、电流、电压等全电量数据的更新。

这样，LoRA网关接收到采集设备基于集成的LoRA节点模块主动上报的全电量数据，进而实时将获得的全电量数据上报至数据平台，而不需要数据平台主动下发抄表的指令，节省了握手轮询等待时间，避免了由于数据更新不及时所造成的损失，而且即使接入LoRA网关的采集设备增加，即LoRA节点模块数量增加，也不影响采集设备基于LoRA节点模块实时自主上传数据。

再者，终端204可以通过安装数据平台203所提供的应用，实时获取所述数据平台203上更新的全电量数据，及时确认指定测量线路上的用电量情况以及所述指定测量线路上的电能质量情况，所述电能质量情况具体可以表现为电压值是否在正常的工作电压下。

综上所述，本实用新型中，抄表系统中包括：采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台；其中，所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据，所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台，所述数据平台，接收所述LoRA通信模块实时上报的全电量数据，并更新记录的全电量数据。这样，保证了对全电量数据的实时传输，极大地提高了数据的传输效率，数据平台基于根据得到的实时数据及时更新，避免了由于电能数据更新不及时造成的损失。这样，采集设备实时将采集的全电量数据通过集成的LoRA节点模块主动上报至LoRA网关，LoRA网关将接收的全电量数据上报至数据平台，保证了对全电量数据的实时传输，极大地提高了数据的传输效率，数据平台基于根据得到的实时数据及时更新，避免了由于电能数据更新不及时造成的损失。

本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种全电量数据的抄表系统，其特征在于，包括：采集设备、LoRA通信模块，以及数据平台；其中，

所述采集设备，实时采集线路中的全电量数据；

所述LoRA通信模块，用于建立所述采集设备与所述数据平台之间的通信连接，并将所述采集设备采集的全电量数据实时上传至所述数据平台；

所述数据平台，接收所述LoRA通信模块实时上报的全电量数据，并更新记录的全电量数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述LoRA通信模块包括LoRA节点模块和LoRA网关。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述LoRA节点模块集成在所述采集设备内部，用于将所述采集设备采集的全电量数据上报至所述LoRA网关。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述LoRA网关用于将所述LoRA节点模块上传的全电量数据传输至所述数据平台。

5.如权利要求2-4任一项所述的系统，其特征在于，所述LoRA网关与所述采集设备中的LoRA节点模块之间无线连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集设备部署于待测量线路的进线端，用于采集待测量线路的全电量数据。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抄表系统进一步包括：

可交互终端，所述可交互终端与所述数据平台无线连接，查看所述数据平台实时更新的全电量数据。

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