專利名稱：一種多通信技術式電力信息采集控制方法
技術領域：
本發明屬于電力信息采集技術領域，涉及一種電力信息采集控制技術方法，特別是一種基于PLC/GPRS/RF/EPON等多種通信技術式電力信息采集控制方法。
背景技術：
目前，電力信息采集技術一般可分專線通訊技術、無線通訊技術和低壓電力線載波通訊(PLC)技術。RS485專線通訊技術，通信成功率高，通信安全可靠，但是需要鋪設專線，施工量大難以普遍推廣；無線通訊技術雖然無需布線，但是組網協議復雜，通訊穩定性和信號穿透能力有限，很難做到100%的網絡覆蓋，而且成本高；低壓電力載波通信技術利用現有的低壓供電網，無需鋪設新線，是目前抄表系統的主要選擇，但是低壓電力線載波同樣面臨著很多問題高衰減(有高達130dB記錄)、低阻抗、諧波干擾和污染嚴重(尤其是大量的變頻負載)、幾乎不可預測的拓撲結構等等，使得低壓電力線載波技術在國內的應用步履維艱。根據目前我國電力信息采集系統現場運行的實際情況可以斷言單獨的上述三種通訊方式中的某項技術獨立采用，都不能完全解決電力通信中的全部問題，面對這樣的現實，研發和使用一種基于PLC/GPRS/RF/EPON等多種通信技術的電力信息采集控制技術， 利用嵌入式系統的軟硬件方法，建立可靈活配置的通信模塊，針對不同的電力通信環境，可以選擇最優的通訊技術模塊和方法已經成為電力通訊研究者們力圖實現的任務。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，尋求設計提供一種基于PLC/ GPRS/RF/EP0N等多種通信技術的電力信息采集控制方法，在數據傳輸的不同階段采用不同的通信技術。
為了實現上述目的，本發明按功能分布包括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據監控單元；電力信息采集控制單元作為核心單元，分別通過PLC通訊接口與PLC終端儀表單元連通，通過RF通訊接口與RF終端儀表單元連通，通過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據時分別通過GPRS和EPON通訊接口與上傳數據監控單元連通，構成信息傳輸和處理系統并實現電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元根據現場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，進行電力信息的采集，將采集到的數據進行分析處理并存儲，通過GPRS 通訊單元或EPON通訊單元與上傳數據監控單元通訊，將采集到的數據上傳到上傳數據監控單元的數據庫服務器，同時電力信息采集控制單元接收上傳數據監控單元下發的控制指令，并將指令下發給PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元和串口終端儀表單元進行遠程控制；其控制工作流程為先用監控系統啟動建立電力信息采集網絡節點檔案，將指令數據通過GPRS或EPON通信接口配置下發網絡節點的物理端口號和地址，其中GPRS或EPON選擇以太網的基于TCP/IP通信協議的通信網絡，軟件無需配置，硬件模塊即插即用；監控系統下發的指令經信息采集控制單元判斷網絡節點的物理端口號，根據物理端口號自動配置進入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式，系統調用相應的通信組網協議，包括PLC 通信組網協議、RF通信組網協議和串口通信組網協議，在調用完組網協議后，系統完成電力信息采集的通信網絡組網，實現基于PLC/GPRS/RF/EPON多通信技術式電力信息采集控制。
本發明的硬件配置結構以數據處理模塊為核心擴展存儲模塊，存儲模塊由RAM、 大容量的FLASH數據存儲器和代碼存儲器組成，并設計有YAFFS文件系統便于數據的存儲和檢索；在數據處理模塊上設計有多路的串口接口，多路串口能夠方便的擴展RF通信模塊、EPON通信模塊、PLC通信模塊、GPRS或3G無線通信模塊；在上述硬件技術的基礎上設計配置軟件，針對不同的通訊網絡環境，配置不同的軟硬件通信方式，以達到通信網絡節點的全覆蓋和100%的采集成功率；硬件組成包括由PLC模塊和RF模塊組成的數據采集通訊模塊，由GPRS模塊和EPON模塊組成的數據上傳通訊模塊，以高性能嵌入式CPU和嵌入式yC/OS-II實時操作系統為核心的數據處理模塊，采用大容量FLASH為核心的數據存儲模塊；所述的數據采集通訊模塊包括RS485、RS232和CAN專線通訊模塊，用于數據采集；所述的數據上傳通訊模塊為以太網和3G上行傳輸通訊模塊，用于數據上傳；上傳數據監控系統包括前置機單元、客戶端單元和數據庫單元；采用電力線載波通信、GPRS無線通信網絡、 433/470MHZ小無線通信和EPON光纖通信技術，其中GPRS或EPON光纖通信用于實現接收監控系統的命令，向監控系統上傳數據；433/470MHZ小無線通信和電力線載波通信技術用于實現對電力信息的采集和監控，對采集到的數據進行匯總分析，實現遠程管理和控制。
本發明與現有技術相比，采用靈活的通訊組網方式，監控系統根據現場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，實現信息采集的全覆蓋和采集成功率 100 % ；其硬件組成結構合理，原理可靠，軟件配置科學，數據采集準確，通訊成功率高，覆蓋范圍廣，可有效地實現對電力系統信息采集的控制。
圖1為本發明的信息采集系統功能結構原理示意框圖。
圖2為本發明實現時所采用的硬件配置結構原理示意圖。
圖3為本發明實現時所采用的工作流程示意框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例
本實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和上傳數據監控單元1 ；電力信息采集控制單元4作為核心分別通過PLC通訊接口 7與PLC終端儀表單元8連通，通過RF通訊接口 6與RF終端儀表單元9連通，通過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上傳數據時分別通過GPRS和EPON通訊接口 3和2與上傳數據監控單元1連通，構成信息傳輸和處理系統并實現電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元4根據現場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，進行電力信息的采集，將采集到的數據進行分析處理并存儲，通過GPRS通訊單元或EPON通訊單元與上傳數據監控單元1通訊，將采集到的數據上傳到上傳數據監控單元1的數據庫服務器，電力信息采集控制單元4接收上傳數據監控單元1的指令，并將指令下發給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進行遠程控制。
本實施例以數據處理模塊14為核心，擴展存儲模塊16，存儲模塊16由RAM、大容量的FLASH數據存儲器和代碼存儲器組成，并設計有YAFFS文件系統，便于數據的存儲和檢索；在數據處理模塊14上設計有多路的串口接口 RF通信模塊11、EPON通信模塊12、PLC 通信模塊13、GPRS或3G無線通信模塊15 ；在上述硬件技術的基礎上設計配置軟件，針對不同的通訊網絡環境，配置不同的軟硬件通信方式，以達到通信網絡節點的全覆蓋和100%的采集成功率；其控制工作流程為先用監控系統17啟動建立電力信息采集網絡節點檔案， 將指令數據通過GPRS或EPON通信接口 18配置下發網絡節點的物理端口號和地址，其中 GPRS或EPON選擇以太網的基于TCP/IP通信協議的通信網絡，軟件無需配置，硬件模塊即插即用；監控系統17下發的指令經信息采集控制單元19判斷網絡節點的物理端口號，根據物理端口號，自動配置進入PLC通信模式20或RF通信模式21或串口通信模式22，系統調用相應的通信組網協議，包括PLC通信組網協議23、RF通信組網協議M和串口通信組網協議 25，在調用完組網協議后，系統完成電力信息采集的通信網絡組網，實現基于PLC/GPRS/RF/ EPON多通信技術式電力信息采集控制26。
權利要求
1.一種多通信技術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據監控單元；電力信息采集控制單元作為核心單元，分別通過PLC通訊接口與PLC終端儀表單元連通，通過RF通訊接口與RF終端儀表單元連通，通過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據時分別通過GPRS和EPON通訊接口與上傳數據監控單元連通，構成信息傳輸和處理系統并實現電力信息的采集控制功效；電力信息采集控制單元根據現場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，進行電力信息的采集，將采集到的數據進行分析處理并存儲，通過GPRS通訊單元或EPON通訊單元與上傳數據監控單元通訊，將采集到的數據上傳到上傳數據監控單元的數據庫服務器，同時電力信息采集控制單元接收上傳數據監控單元下發的控制指令，并將指令下發給PLC終端儀表單元、RF終端儀表單元和串口終端儀表單元進行遠程控制；其控制工作流程為先用監控系統啟動建立電力信息采集網絡節點檔案，將指令數據通過GPRS或EPON通信接口配置下發網絡節點的物理端口號和地址，其中GPRS或EPON選擇以太網的基于TCP/IP通信協議的通信網絡，軟件無需配置，硬件模塊即插即用；監控系統下發的指令經信息采集控制單元判斷網絡節點的物理端口號， 根據物理端口號自動配置進入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式，系統調用相應的通信組網協議，包括PLC通信組網協議、RF通信組網協議和串口通信組網協議，在調用完組網協議后，系統完成電力信息采集的通信網絡組網，實現基于PLC/GPRS/RF/EPON多通信技術式電力信息采集控制。
2.根據權利要求1所述的多通信技術式電力信息采集控制方法，其特征在于硬件配置結構以數據處理模塊為核心擴展存儲模塊，存儲模塊由RAM、大容量的FLASH數據存儲器和代碼存儲器組成，并設計有YAFFS文件系統便于數據的存儲和檢索；在數據處理模塊上設計有多路的串口接口，多路串口能夠方便的擴展RF通信模塊、EPON通信模塊、PLC通信模塊、GPRS或3G無線通信模塊；在上述硬件技術的基礎上設計配置軟件，針對不同的通訊網絡環境，配置不同的軟硬件通信方式，以達到通信網絡節點的全覆蓋和100%的采集成功率；硬件組成包括由PLC模塊和RF模塊組成的數據采集通訊模塊，由GPRS模塊和EPON模塊組成的數據上傳通訊模塊，以高性能嵌入式CPU和嵌入式μ C/0S-II實時操作系統為核心的數據處理模塊，采用大容量FLASH為核心的數據存儲模塊；所述的數據采集通訊模塊包括RS485、RS232和CAN專線通訊模塊，用于數據采集；所述的數據上傳通訊模塊為以太網和3G上行傳輸通訊模塊，用于數據上傳；上傳數據監控系統包括前置機單元、客戶端單元和數據庫單元；采用電力線載波通信、GPRS無線通信網絡、433/470MHZ小無線通信和EPON 光纖通信技術，其中GPRS或EPON光纖通信用于實現接收監控系統的命令，向監控系統上傳數據；433/470MHZ小無線通信和電力線載波通信技術用于實現對電力信息的采集和監控， 對采集到的數據進行匯總分析，實現遠程管理和控制。
全文摘要
本發明屬于電力信息采集技術領域，涉及一種多種通信技術式電力信息采集控制方法，先用監控系統啟動建立電力信息采集網絡節點檔案，將指令數據通過通信接口配置下發網絡節點的物理端口號和地址，選擇以太網的基于TCP/IP通信協議的通信網絡，硬件模塊即插即用；監控系統下發的指令經信息采集控制單元判斷網絡節點的物理端口號，自動配置進入通信模式，系統調用相應的通信組網協議后，系統完成電力信息采集的通信網絡組網，實現基于多通信技術式電力信息采集控制；其硬件組成結構合理，原理可靠，軟件配置科學，數據采集準確，通訊成功率高，覆蓋范圍廣，可有效地實現對電力系統信息采集的控制。
文檔編號G08C19/00GK102496260SQ201110376408
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者陳維廣 申請人:青島乾程電子科技有限公司