專利名稱：一種多通信技術(shù)式電力信息采集控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力信息采集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電力信息采集控制技術(shù)方法，特別是一種基于PLC/GPRS/RF/EPON等多種通信技術(shù)式電力信息采集控制方法。
背景技術(shù)：
目前，電力信息采集技術(shù)一般可分專線通訊技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)和低壓電力線載波通訊(PLC)技術(shù)。RS485專線通訊技術(shù)，通信成功率高，通信安全可靠，但是需要鋪設(shè)專線，施工量大難以普遍推廣；無(wú)線通訊技術(shù)雖然無(wú)需布線，但是組網(wǎng)協(xié)議復(fù)雜，通訊穩(wěn)定性和信號(hào)穿透能力有限，很難做到100%的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且成本高；低壓電力載波通信技術(shù)利用現(xiàn)有的低壓供電網(wǎng)，無(wú)需鋪設(shè)新線，是目前抄表系統(tǒng)的主要選擇，但是低壓電力線載波同樣面臨著很多問(wèn)題高衰減(有高達(dá)130dB記錄)、低阻抗、諧波干擾和污染嚴(yán)重(尤其是大量的變頻負(fù)載)、幾乎不可預(yù)測(cè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等，使得低壓電力線載波技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用步履維艱。根據(jù)目前我國(guó)電力信息采集系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況可以斷言單獨(dú)的上述三種通訊方式中的某項(xiàng)技術(shù)獨(dú)立采用，都不能完全解決電力通信中的全部問(wèn)題，面對(duì)這樣的現(xiàn)實(shí)，研發(fā)和使用一種基于PLC/GPRS/RF/EPON等多種通信技術(shù)的電力信息采集控制技術(shù)， 利用嵌入式系統(tǒng)的軟硬件方法，建立可靈活配置的通信模塊，針對(duì)不同的電力通信環(huán)境，可以選擇最優(yōu)的通訊技術(shù)模塊和方法已經(jīng)成為電力通訊研究者們力圖實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，尋求設(shè)計(jì)提供一種基于PLC/ GPRS/RF/EP0N等多種通信技術(shù)的電力信息采集控制方法，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌A段采用不同的通信技術(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按功能分布包括PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元、 串口終端儀表單元、電力信息采集控制單元和上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元；電力信息采集控制單元作為核心單元，分別通過(guò)PLC通訊接口與PLC終端儀表單元連通，通過(guò)RF通訊接口與RF終端儀表單元連通，通過(guò)RS485或RS232或RS422通訊接口與串口終端儀表單元連通；電力信息采集控制單元上傳數(shù)據(jù)時(shí)分別通過(guò)GPRS和EPON通訊接口與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元連通，構(gòu)成信息傳輸和處理系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通訊的情況靈活配置通訊方式分別與PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元、串口終端儀表單元信息終端通訊，進(jìn)行電力信息的采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)，通過(guò)GPRS 通訊單元或EPON通訊單元與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元通訊，將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，同時(shí)電力信息采集控制單元接收上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元下發(fā)的控制指令，并將指令下發(fā)給PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元和串口終端儀表單元進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；其控制工作流程為先用監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)建立電力信息采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檔案，將指令數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或EPON通信接口配置下發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)和地址，其中GPRS或EPON選擇以太網(wǎng)的基于TCP/IP通信協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，軟件無(wú)需配置，硬件模塊即插即用；監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的指令經(jīng)信息采集控制單元判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)，根據(jù)物理端口號(hào)自動(dòng)配置進(jìn)入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議，包括PLC 通信組網(wǎng)協(xié)議、RF通信組網(wǎng)協(xié)議和串口通信組網(wǎng)協(xié)議，在調(diào)用完組網(wǎng)協(xié)議后，系統(tǒng)完成電力信息采集的通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基于PLC/GPRS/RF/EPON多通信技術(shù)式電力信息采集控制。
本發(fā)明的硬件配置結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)處理模塊為核心擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊由RAM、 大容量的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和代碼存儲(chǔ)器組成，并設(shè)計(jì)有YAFFS文件系統(tǒng)便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索；在數(shù)據(jù)處理模塊上設(shè)計(jì)有多路的串口接口，多路串口能夠方便的擴(kuò)展RF通信模塊、EPON通信模塊、PLC通信模塊、GPRS或3G無(wú)線通信模塊；在上述硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)配置軟件，針對(duì)不同的通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置不同的軟硬件通信方式，以達(dá)到通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的全覆蓋和100%的采集成功率；硬件組成包括由PLC模塊和RF模塊組成的數(shù)據(jù)采集通訊模塊，由GPRS模塊和EPON模塊組成的數(shù)據(jù)上傳通訊模塊，以高性能嵌入式CPU和嵌入式y(tǒng)C/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心的數(shù)據(jù)處理模塊，采用大容量FLASH為核心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的數(shù)據(jù)采集通訊模塊包括RS485、RS232和CAN專線通訊模塊，用于數(shù)據(jù)采集；所述的數(shù)據(jù)上傳通訊模塊為以太網(wǎng)和3G上行傳輸通訊模塊，用于數(shù)據(jù)上傳；上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)包括前置機(jī)單元、客戶端單元和數(shù)據(jù)庫(kù)單元；采用電力線載波通信、GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、 433/470MHZ小無(wú)線通信和EPON光纖通信技術(shù)，其中GPRS或EPON光纖通信用于實(shí)現(xiàn)接收監(jiān)控系統(tǒng)的命令，向監(jiān)控系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)；433/470MHZ小無(wú)線通信和電力線載波通信技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力信息的采集和監(jiān)控，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用靈活的通訊組網(wǎng)方式，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通訊情況靈活配置電力信息采集控制方法的軟硬件通信模式，實(shí)現(xiàn)信息采集的全覆蓋和采集成功率 100 % ；其硬件組成結(jié)構(gòu)合理，原理可靠，軟件配置科學(xué)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，通訊成功率高，覆蓋范圍廣，可有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)信息采集的控制。


圖1為本發(fā)明的信息采集系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)時(shí)所采用的硬件配置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)時(shí)所采用的工作流程示意框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例
本實(shí)施例按功能分布包括PLC終端儀表單元8、RF終端儀表單元9、串口終端儀表單元10、電力信息采集控制單元4和上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元1 ；電力信息采集控制單元4作為核心分別通過(guò)PLC通訊接口 7與PLC終端儀表單元8連通，通過(guò)RF通訊接口 6與RF終端儀表單元9連通，通過(guò)RS485或RS232或RS422通訊接口 5與串口終端儀表單元10連通；電力信息采集控制單元4上傳數(shù)據(jù)時(shí)分別通過(guò)GPRS和EPON通訊接口 3和2與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元1連通，構(gòu)成信息傳輸和處理系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元4根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通訊的情況靈活配置通訊方式與PLC終端儀表單元8、RF終端儀表單元 9、串口終端儀表單元10信息終端通訊，進(jìn)行電力信息的采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)，通過(guò)GPRS通訊單元或EPON通訊單元與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元1通訊，將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元1的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，電力信息采集控制單元4接收上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元1的指令，并將指令下發(fā)給PLC終端儀表單元8、RF終端儀表單元9和串口終端儀表單元10進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
本實(shí)施例以數(shù)據(jù)處理模塊14為核心，擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊16，存儲(chǔ)模塊16由RAM、大容量的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和代碼存儲(chǔ)器組成，并設(shè)計(jì)有YAFFS文件系統(tǒng)，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索；在數(shù)據(jù)處理模塊14上設(shè)計(jì)有多路的串口接口 RF通信模塊11、EPON通信模塊12、PLC 通信模塊13、GPRS或3G無(wú)線通信模塊15 ；在上述硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)配置軟件，針對(duì)不同的通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置不同的軟硬件通信方式，以達(dá)到通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的全覆蓋和100%的采集成功率；其控制工作流程為先用監(jiān)控系統(tǒng)17啟動(dòng)建立電力信息采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檔案， 將指令數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或EPON通信接口 18配置下發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)和地址，其中 GPRS或EPON選擇以太網(wǎng)的基于TCP/IP通信協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，軟件無(wú)需配置，硬件模塊即插即用；監(jiān)控系統(tǒng)17下發(fā)的指令經(jīng)信息采集控制單元19判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)，根據(jù)物理端口號(hào)，自動(dòng)配置進(jìn)入PLC通信模式20或RF通信模式21或串口通信模式22，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議，包括PLC通信組網(wǎng)協(xié)議23、RF通信組網(wǎng)協(xié)議M和串口通信組網(wǎng)協(xié)議 25，在調(diào)用完組網(wǎng)協(xié)議后，系統(tǒng)完成電力信息采集的通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基于PLC/GPRS/RF/ EPON多通信技術(shù)式電力信息采集控制26。
權(quán)利要求
1.一種多通信技術(shù)式電力信息采集控制方法，其特征在于按功能分布包括PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元、串口終端儀表單元、電力信息采集控制單元和上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元；電力信息采集控制單元作為核心單元，分別通過(guò)PLC通訊接口與PLC終端儀表單元連通，通過(guò)RF通訊接口與RF終端儀表單元連通，通過(guò)RS485或RS232或RS422通訊接口與串口終端儀表單元連通；電力信息采集控制單元上傳數(shù)據(jù)時(shí)分別通過(guò)GPRS和EPON通訊接口與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元連通，構(gòu)成信息傳輸和處理系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通訊的情況靈活配置通訊方式分別與PLC終端儀表單元、RF 終端儀表單元、串口終端儀表單元信息終端通訊，進(jìn)行電力信息的采集，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)，通過(guò)GPRS通訊單元或EPON通訊單元與上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元通訊，將采集到的數(shù)據(jù)上傳到上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，同時(shí)電力信息采集控制單元接收上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控單元下發(fā)的控制指令，并將指令下發(fā)給PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元和串口終端儀表單元進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；其控制工作流程為先用監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)建立電力信息采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檔案，將指令數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS或EPON通信接口配置下發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)和地址，其中GPRS或EPON選擇以太網(wǎng)的基于TCP/IP通信協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，軟件無(wú)需配置，硬件模塊即插即用；監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的指令經(jīng)信息采集控制單元判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)， 根據(jù)物理端口號(hào)自動(dòng)配置進(jìn)入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議，包括PLC通信組網(wǎng)協(xié)議、RF通信組網(wǎng)協(xié)議和串口通信組網(wǎng)協(xié)議，在調(diào)用完組網(wǎng)協(xié)議后，系統(tǒng)完成電力信息采集的通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基于PLC/GPRS/RF/EPON多通信技術(shù)式電力信息采集控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通信技術(shù)式電力信息采集控制方法，其特征在于硬件配置結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)處理模塊為核心擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊由RAM、大容量的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和代碼存儲(chǔ)器組成，并設(shè)計(jì)有YAFFS文件系統(tǒng)便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索；在數(shù)據(jù)處理模塊上設(shè)計(jì)有多路的串口接口，多路串口能夠方便的擴(kuò)展RF通信模塊、EPON通信模塊、PLC通信模塊、GPRS或3G無(wú)線通信模塊；在上述硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)配置軟件，針對(duì)不同的通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，配置不同的軟硬件通信方式，以達(dá)到通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的全覆蓋和100%的采集成功率；硬件組成包括由PLC模塊和RF模塊組成的數(shù)據(jù)采集通訊模塊，由GPRS模塊和EPON模塊組成的數(shù)據(jù)上傳通訊模塊，以高性能嵌入式CPU和嵌入式μ C/0S-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心的數(shù)據(jù)處理模塊，采用大容量FLASH為核心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的數(shù)據(jù)采集通訊模塊包括RS485、RS232和CAN專線通訊模塊，用于數(shù)據(jù)采集；所述的數(shù)據(jù)上傳通訊模塊為以太網(wǎng)和3G上行傳輸通訊模塊，用于數(shù)據(jù)上傳；上傳數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)包括前置機(jī)單元、客戶端單元和數(shù)據(jù)庫(kù)單元；采用電力線載波通信、GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、433/470MHZ小無(wú)線通信和EPON 光纖通信技術(shù)，其中GPRS或EPON光纖通信用于實(shí)現(xiàn)接收監(jiān)控系統(tǒng)的命令，向監(jiān)控系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)；433/470MHZ小無(wú)線通信和電力線載波通信技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力信息的采集和監(jiān)控， 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力信息采集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多種通信技術(shù)式電力信息采集控制方法，先用監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)建立電力信息采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檔案，將指令數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口配置下發(fā)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)和地址，選擇以太網(wǎng)的基于TCP/IP通信協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，硬件模塊即插即用；監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的指令經(jīng)信息采集控制單元判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理端口號(hào)，自動(dòng)配置進(jìn)入通信模式，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議后，系統(tǒng)完成電力信息采集的通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基于多通信技術(shù)式電力信息采集控制；其硬件組成結(jié)構(gòu)合理，原理可靠，軟件配置科學(xué)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，通訊成功率高，覆蓋范圍廣，可有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)信息采集的控制。
文檔編號(hào)G08C19/00GK102496260SQ201110376408
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者陳維廣 申請(qǐng)人:青島乾程電子科技有限公司