專利名稱：電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力集中抄表領(lǐng)域，特別涉及一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電力低壓側(cè)的電力用電信息采集主要有三種通信方式一是RS485，所有復(fù)費(fèi)率表和智能表都帶有RS485通信模塊，但由于RS485是一種差分、半雙工總線，加上在安裝的時(shí)候通常把RS485串連在一起，因此容易造成接觸不良或短路，從而造成了通信失敗；二是載波，其利用現(xiàn)有的電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，雖然減少了施工環(huán)節(jié)，但電力線載波不穩(wěn)定和易受干擾的問題多年來一直未得到很好的解決，這主要是受電力M盜的阻抗特性及其衰減的影響制約著信號的傳輸距離，另外噪聲的干擾也決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，因此目前在載波抄表應(yīng)用中無論是窄帶載波還是寬帶載波，其抄表成功率很低，得不到廣泛的推廣；三是小無線，即免費(fèi)頻段433M，但易受其它設(shè)備和環(huán)境等干擾，后期維護(hù)較大，目前在抄表環(huán)節(jié)上，設(shè)備地址錄入還需要人工完成，在抄表的時(shí)候，表地址必須先裝載到集中器或采集器后方可對表進(jìn)行通信，這就給設(shè)備安裝調(diào)試和維護(hù)帶來很大工作量，特別是在添加和刪除計(jì)量設(shè)備時(shí)不僅需要同步更新集中器或采集器表地址，同時(shí)也需要同步修改主站數(shù)據(jù)庫，這樣既費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且容易把參數(shù)入錯(cuò)，而由于RS485和載波均是半雙工通信且波特率低等特點(diǎn)，造成了相應(yīng)時(shí)間慢的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)增加更換設(shè)備主動(dòng)注冊，減少人工干預(yù)，大幅減少系統(tǒng)維護(hù)量；可減少傳統(tǒng)抄表成功率低、響應(yīng)周期長等問題；實(shí)現(xiàn)故障主動(dòng)上報(bào)，提高集中抄表系統(tǒng)的實(shí)時(shí)故障處理能力；實(shí)現(xiàn)快速自組網(wǎng)，提高通信相應(yīng)時(shí)間，增加抄表數(shù)據(jù)項(xiàng)；能適應(yīng)各種通信方式，實(shí)現(xiàn)管理界面即點(diǎn)即顯示的電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，包括采集服務(wù)器集群、采集器和若干計(jì)量設(shè)備，所述采集器與采集服務(wù)器集群連接形成上行通信方向，采集器與計(jì)量設(shè)備連接形成下行通信方向，所述采集器包括采集底板、主板、電源板和接口板，所述主板、電源板和接口板設(shè)置在采集底板上，電源板連接著采集底板、主板和接口板為其供電，所述主板連接著接口板。所述采集服務(wù)器集群包括BS主站服務(wù)器、采集前置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述采集器連接到采集前置服務(wù)器，采集前置服務(wù)器分別連接BS主站服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。所述接口板上設(shè)有上行通信模塊和下行通信模塊，上行通信模塊包括CDMA/GPRS模塊、以太網(wǎng)模塊和EPON光纖模塊，下行通信模塊包括2. 4G無線模塊、470M無線模塊和RS485接口模塊。所述計(jì)量設(shè)備包括計(jì)量基表和接口板，接口板設(shè)置在計(jì)量基表上，接口板上設(shè)有2.4G無線模塊和470M無線模塊，計(jì)量基表上設(shè)有RS485接口模塊，2. 4G無線模塊和470M無線模塊通過TTL電平與計(jì)量基表連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型提供一種可以實(shí)現(xiàn)采集器上行與下行通信方式自適應(yīng)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的采集器采用模塊化設(shè)計(jì)，把與計(jì)量通信部分設(shè)計(jì)成模塊，可以自適應(yīng)各種通信方式，包括上行(CDMA、GPRS、光纖)和下行(RS485、470M/2. 4G小無線)，這樣采集器根據(jù)具體通信方式選擇是上行通信還是下行通信，若是下行通信則采用各自的自組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行計(jì)量設(shè)備的搜索，利用RS485的縮位尋址或小無線自組網(wǎng)技術(shù)，用集中式的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，能可靠的解決當(dāng)前困擾抄表領(lǐng)域的難題；一是由于采用集中式架構(gòu)，即在每一個(gè)集中表箱中使用一個(gè)帶有自適應(yīng)抄表裝置的采集器，而采集器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集本表箱所有電表的數(shù)據(jù)，從而大大減少了傳統(tǒng)式集中器與計(jì)量設(shè)備直接交互的數(shù)量，從而解決了當(dāng)前抄表周期長的問題；二是由于采集器安裝在鐵柜表箱內(nèi)且只對其箱內(nèi)的計(jì)量設(shè)備進(jìn)行通訊，減少了不必要的干擾，從而極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；三是由于采集器采用自適應(yīng)方法及無線自組網(wǎng)技術(shù)，可以自動(dòng)獲取電表的表地址，自動(dòng)將表地址傳送給抄表主站，該功能是目前電力抄表無法實(shí)現(xiàn)的也是最需要的，實(shí)現(xiàn)了在增表、移表、換表時(shí)主動(dòng)注冊，減少人工干預(yù)，同時(shí)提高了實(shí)時(shí)故障處理能力，因此該系統(tǒng)既能能夠?qū)崿F(xiàn)減少人力干預(yù)，又能實(shí)時(shí)判斷計(jì)量設(shè)備故障情況，從而實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)智能化。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖1是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)整體方框圖；圖2是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的采集器方框圖；圖3是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備方框圖；圖4是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的采集器工作流程圖；圖5是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備通信模塊工作流程圖；圖6是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備通信模塊管腳定義示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1，是本實(shí)用新型一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的整體方框圖，一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，包括采集服務(wù)器集群、采集器和三個(gè)計(jì)量設(shè)備，所述采集器與采集服務(wù)器集群連接形成上行通信方向，采集器與計(jì)量設(shè)備連接形成下行通信方向，所述采集服務(wù)器集群包括BS主站服務(wù)器、采集前置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述采集器連接到采集前置服務(wù)器，采集前置服務(wù)器分別連接BS主站服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，采集器負(fù)責(zé)監(jiān)聽計(jì)量設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、注冊表維護(hù)、計(jì)量設(shè)備添加和刪除，同時(shí)也負(fù)責(zé)自動(dòng)抄表和數(shù)據(jù)透傳；計(jì)量設(shè)備負(fù)責(zé)綁定計(jì)量設(shè)備通信地址并將計(jì)量設(shè)備相關(guān)信息注冊到采集器，同時(shí)維護(hù)計(jì)量設(shè)備與采集器鏈路連接的有效性，采集器可連接多個(gè)計(jì)量設(shè)備，計(jì)量設(shè)備只能與一個(gè)采集器進(jìn)行注冊及通訊。請參閱圖2，是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的采集器方框圖，所述采集器包括采集底板、主板、電源板和接口板，所述主板、電源板和接口板設(shè)置在采集底板上，電源板連接著采集底板、主板和接口板為其供電，所述主板連接著接口板，所述接口板上設(shè)有上行通信模塊和下行通信模塊，上行通信模塊包括CDMA/GPRS模塊、以太網(wǎng)模塊和EPON光纖模塊，下行通信模塊包括2. 4G無線模塊、470M無線模塊和RS485接口模塊。請參閱圖3，是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備方框圖，所述計(jì)量設(shè)備包括計(jì)量基表和接口板，接口板設(shè)置在計(jì)量基表上，接口板上設(shè)有2. 4G無線模塊和470M無線模塊，計(jì)量基表上設(shè)有RS485接口模塊，2. 4G無線模塊和470M無線模塊通過TTL電平與計(jì)量基表連接。請參閱圖4，是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的采集器工作流程圖，采集器具體流程為1、采集器上電后，啟動(dòng)應(yīng)用層接口、數(shù)據(jù)(通信)監(jiān)聽、路由表定時(shí)器等任務(wù)；2、系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)生成路由信息表，并保留每個(gè)計(jì)量設(shè)備的唯一地址和上次通訊時(shí)間戳；
3、通信監(jiān)聽任務(wù)將把注冊、心跳、驗(yàn)證以及透傳數(shù)據(jù)應(yīng)答幀分別處理，同時(shí)增加計(jì)量設(shè)備信息和更新已注冊設(shè)備的時(shí)間戳；4、每個(gè)注冊成功計(jì)量設(shè)備至少每隔I分鐘內(nèi)發(fā)生心跳，采集器中的路由表定時(shí)任務(wù)會(huì)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)查詢計(jì)量設(shè)備是否超時(shí)，如果有超時(shí)會(huì)發(fā)3次驗(yàn)證消息，如無驗(yàn)證消息則刪除路由表信息，并上傳應(yīng)用層；5、采集器接收到應(yīng)用層的透傳命令，將優(yōu)先處理發(fā)送指令。請參閱圖5，是本實(shí) 用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備通信模塊工作流程圖；計(jì)量設(shè)備通信模塊具體流程為1、計(jì)量設(shè)備復(fù)位或上電時(shí)先檢測電壓是否正常，等待電壓正常后方可繼續(xù)以下工作，防止因電壓不穩(wěn)定而誤操作；2、系統(tǒng)參數(shù)初始化，如串口、定時(shí)器、SP1、無線模塊等初始化，使其處在工作狀態(tài)；3、獲取計(jì)量設(shè)備地址，首先試通過T645-2007協(xié)議獲取地址，若無法獲取則再試T645-1997協(xié)議獲取地址，若均無法獲取，則等待采集器通知，并由采集器進(jìn)行地址分配；4、隨機(jī)間隔時(shí)間生成器，主要用于注冊及心跳報(bào)文發(fā)送防沖突而進(jìn)行的間隔算法，避免多臺(tái)計(jì)量設(shè)備注冊過程中沖突問題；5、根據(jù)隨機(jī)間隔時(shí)間生成器產(chǎn)生的有效時(shí)間進(jìn)行計(jì)量設(shè)備注冊，供采集器發(fā)現(xiàn)或維護(hù)計(jì)量設(shè)備，若無法注冊，則需采用隨機(jī)間隔算法進(jìn)行反復(fù)注冊，直到成功為止；6、根據(jù)隨機(jī)間隔時(shí)間生成器產(chǎn)生的有效時(shí)間進(jìn)行心跳握手，保存采集器和計(jì)量設(shè)備鏈路時(shí)效性。請參閱圖6，是本實(shí)用新型電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備通信模塊管腳定義示意圖，計(jì)量設(shè)備通信模塊管腳定義如下表所示
權(quán)利要求1.一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，包括采集服務(wù)器集群、采集器和若干計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述采集器與采集服務(wù)器集群連接形成上行通信方向，采集器與計(jì)量設(shè)備連接形成下行通信方向，所述采集器包括采集底板、主板、電源板和接口板，所述主板、電源板和接口板設(shè)置在采集底板上，電源板連接著采集底板、主板和接口板為其供電，所述主板連接著接口板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，其特征在于所述采集服務(wù)器集群包括BS主站服務(wù)器、采集前置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述采集器連接到采集前置服務(wù)器，采集前置服務(wù)器分別連接BS主站服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，其特征在于所述接口板上設(shè)有上行通信模塊和下行通信模塊，上行通信模塊包括CDMA/GPRS模塊、以太網(wǎng)模塊和EPON光纖模塊，下行通信模塊包括2. 4G無線模塊、470M無線模塊和RS485接口模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)量設(shè)備包括計(jì)量基表和接口板，接口板設(shè)置在計(jì)量基表上，接口板上設(shè)有2. 4G無線模塊和470M無線模塊，計(jì)量基表上設(shè)有RS485接口模塊，2. 4G無線模塊和470M無線模塊通過TTL電平與計(jì)量基表連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電力低壓側(cè)通信自適應(yīng)采集系統(tǒng)，包括采集服務(wù)器集群、采集器和若干計(jì)量設(shè)備，所述采集器與采集服務(wù)器集群連接形成上行通信方向，采集器與計(jì)量設(shè)備連接形成下行通信方向，所述采集器包括采集底板、主板、電源板和接口板，所述主板、電源板和接口板設(shè)置在采集底板上，電源板連接著采集底板、主板和接口板為其供電，所述主板連接著接口板；本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)增加更換設(shè)備主動(dòng)注冊，減少人工干預(yù)，大幅減少系統(tǒng)維護(hù)量；可減少傳統(tǒng)抄表成功率低、響應(yīng)周期長等問題；實(shí)現(xiàn)快速自組網(wǎng)，提高通信相應(yīng)時(shí)間，增加抄表數(shù)據(jù)項(xiàng)；能適應(yīng)各種通信方式，實(shí)現(xiàn)管理界面即點(diǎn)即顯示。
文檔編號G08C19/00GK202904857SQ201220552390
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者許元斌, 陳超, 黃文思, 陳益信, 俞煌, 陳清雷 申請人:國網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司, 國家電網(wǎng)公司